高三生物一輪復(fù)習(xí)課件 細(xì)胞中的蛋白質(zhì)和核酸

第3講：細(xì)胞中的蛋白質(zhì)和核酸03一、蛋白質(zhì)——生命活動的主要承擔(dān)者二、核酸——遺傳信息的攜帶者結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

①每種氨基酸至少都含有一個(—NH2)和一個(—COOH)，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。②該碳原子還連接一個氫原子和一個側(cè)鏈基團(tuán)(用R表示)。各種氨基酸的區(qū)別在于R基的不同。元素組成：必有C、H、O、N，有的還含S、P、Fe等。1.基本組成單位--氨基酸結(jié)構(gòu)通式：RCHCH2NOHO氨基羧基側(cè)鏈基團(tuán)C2H4O2N-RR基：決定氨基酸的種類和理化性質(zhì)例1.下列四種化合物中，哪種是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸()A.CH3—CH2—COOHB.R—CH2—NH2C.D.D例2.谷氨酸的R基為—C3H5O2，1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次是（）A.5、9、4、1B.4、8、5、1C.5、8、4、1

D.4、9、4、1【解析】氨基酸的結(jié)構(gòu)通式的簡式是：C2H4O2NR，谷氨酸的R基為—C3H5O2，所以谷氨酸的分子簡式是：C5H9O4N。A1.基本組成單位--氨基酸人體細(xì)胞

合成（

種）也可以從外界環(huán)境中獲取。人體細(xì)胞

合成，必須從

中獲取（

種）。巧記為甲(甲硫氨酸)來(賴氨酸)寫(纈氨酸)一(異亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)書(蘇氨酸)。嬰兒多1種：

。能夠13不能外界環(huán)境8

非必需氨基酸：必需氨基酸：種類21種：組氨酸甲來寫一本亮色書長期以玉米為主食的人容易因賴氨酸缺乏而導(dǎo)致疾病，請分析原因？賴氨酸為必需氨基酸，人體不能合成，只能從食物中攝取才能保證正常生命活動，玉米中不含賴氨酸，因此長期以玉米為主食的人容易因賴氨酸缺乏而患病例3.下圖是人體內(nèi)某一代謝途徑，哪一種是非必需氨基酸？酪氨酸①氨基酸

的功能a.作為肽或者蛋白質(zhì)的基本單位(主要功能)。b.某些氨基酸可作為神經(jīng)遞質(zhì)。(谷氨酸、甘氨酸)c.氨基酸→糖類(非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化)d.氨基酸氧化分解供能。(作為能源物質(zhì))f.色氨酸→吲哚乙酸(IAA)②氨基酸

的運(yùn)輸a.細(xì)胞膜上載體蛋白b.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體中的tRNA（跨膜運(yùn)輸）（運(yùn)入核糖體）e.酪氨酸→黑色素(衰老細(xì)胞，酪氨酸酶活性下降，黑色素減少)拓展.氨基酸知識拓展a.過程①名稱：

；場所：

。b.物質(zhì)②：

。c.結(jié)構(gòu)③：

，其結(jié)構(gòu)簡式為：

。d.H2O中H的來源：

；O來源于

。氨基酸的脫水縮合：二肽的形成過程脫水縮合核糖體二肽肽鍵↓—NH—CO—一個來自氨基一個來自羧基羧基②一條肽鏈上至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基，分別位于肽鏈的兩端；其余的氨基和羧基在R基上。①多肽的命名看氨基酸的個數(shù)③通常核糖體合成的多肽沒有活性，需要盤曲、折疊（在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體上完成）形成一定空間的蛋白質(zhì)，才能發(fā)揮作用。氨基酸

蛋白質(zhì)多肽脫水縮合盤曲折疊2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次②肽鏈的盤曲、折疊形成的

不同②

成百上千①

不同①高分子②多樣性③

千變?nèi)f化種類數(shù)目排列順序空間結(jié)構(gòu)3.蛋白質(zhì)的特點(diǎn)：不同蛋白質(zhì)有不同的氨基酸序列（排列順序），直接由mRNA上的堿基決定，最終是由DNA中的堿基序列（脫氧核苷酸序列）決定。①氨基酸直接原因根本原因DNA具有多樣性☆-☆-○-◎-

-▲-△-●-□-◎-○-★-■-

-★-◆-◆-□③易變性：

過酸、過堿、重金屬鹽或溫度過高，會使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活，但肽鍵并未斷裂，依然能和雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)；低溫不會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，只是抑制其功能。酒精、加熱消毒、殺菌的原理是使細(xì)菌和病毒的蛋白質(zhì)變性。變性后變化a.空間結(jié)構(gòu)改變(氨基酸排列順序不變)b.生物學(xué)功能喪失（如：高溫消毒、滅菌）c.水溶性下降(易沉淀)d.更易被水解(食物煮熟易消化)①腦啡肽只有皮下注射才有效，而不能口服，主要原因是？如果口服此藥物，在消化道內(nèi)藥物被消化液分解，會失去藥效②胰島素在核糖體上合成后還不具有降低血糖的生物學(xué)活性，請從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)方面分析原因？核糖體上合成的多肽需經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體加工后才具備一定的空間結(jié)構(gòu)，從而成為有活性的蛋白質(zhì)③熟雞蛋更容易消化的原因是？高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，肽鍵暴露，暴露的肽鍵易與蛋白酶接觸，被蛋白酶水解④蛋白質(zhì)變性后還可用雙縮脲試劑檢測嗎？請說明理由。能。因?yàn)楦邷仄茐牧穗逆湵P曲、折疊形成的空間結(jié)構(gòu)，沒有破壞氨基酸之間的肽鍵指溶液中加入無機(jī)鹽類而使某種物質(zhì)溶解度降低而析出的過程。鹽析是由溶解度的變化引起的，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化。蛋白質(zhì)的鹽析蛋白質(zhì)的水解

在蛋白酶作用下，肽鍵斷裂，蛋白質(zhì)分解為短肽和氨基酸。水解和脫水縮合的過程是相反的。細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生水解時，通常需要另一種蛋白質(zhì)的參與。例.現(xiàn)有足量的a、b兩種氨基酸，則這兩種氨基酸脫水縮合可以形成二肽的種類數(shù)是（）A.6B.2

C.4

D.8C[典例]如圖為腦啡肽的結(jié)構(gòu)簡式，據(jù)圖分析下列說法正確的是（）A.該腦啡肽由3種氨基酸脫水縮合而成，含有4個肽鍵B.該腦啡肽中含1個游離的氨基，2個游離的羧基C.高溫、X射線、強(qiáng)酸等會引起蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而變性D.形成該腦啡肽時，脫去的水中的氧來自羧基，氫來自氨基C4.蛋白質(zhì)的功能結(jié)構(gòu)蛋白免疫功能調(diào)節(jié)功能催化作用蛋白酶運(yùn)輸載體一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)。溶菌酶蛋白質(zhì)的合成加工：在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體加工的蛋白質(zhì)：不在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體加工的蛋白質(zhì)：分泌蛋白、膜蛋白、溶酶體內(nèi)水解酶胞內(nèi)蛋白：細(xì)胞核、細(xì)胞器、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)原核細(xì)胞無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，蛋白質(zhì)加工在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。辨析以下蛋白需不需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體加工？大腸桿菌、草履蟲毒素蛋白、抗體、細(xì)胞因子、水通道蛋白、神經(jīng)遞質(zhì)受體、胰島素受體、RNA聚合酶、有氧呼吸第一階段、有氧呼吸第二階段。1.如圖①②③分別表示生物體內(nèi)的三個生理過程,其中Q分別代表三種物質(zhì),下列敘述正確的是 (

)A.①一定發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)B.②必須依賴腺苷三磷酸C.③過程中的Q只能位于細(xì)胞膜上D.Q中可能含有SD3.如圖是蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)簡圖,不同圖形代表組成蛋白質(zhì)的單體,下列分析正確的是 ()A.不同圖形代表氨基酸分子,圖形之間以氫鍵相連接B.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的根本原因是單體的數(shù)量和排列順序的多樣性C.高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等均會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和肽鍵D.圖示的蛋白質(zhì)分子可能同時具有免疫功能和催化功能D5.蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算①利用形成蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖解a.肽鍵數(shù)＝脫水?dāng)?shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)。b.蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量＝氨基酸數(shù)×氨基酸平均相對分子質(zhì)量－脫水?dāng)?shù)×18肽鏈數(shù)目氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)目脫去水分子數(shù)多肽鏈相對分子量氨基數(shù)目

羧基數(shù)目1條mm－1m－1am－18(m－1)至少1個至少1個n條m至少

個至少

個m－nm－nam－18(m－n)nn特別提醒：①計(jì)算多肽的相對分子質(zhì)量時，除了考慮水分的減少外，還要考慮其他化學(xué)變化過程，如肽鏈上出現(xiàn)一個二硫鍵(—S—S—)時，要再減去2(即兩個氫原子)，若無特殊說明，不考慮二硫鍵。②若為環(huán)狀多肽，則可將相對分子質(zhì)量計(jì)算公式na－18(n－m)中的肽鏈數(shù)(m)視為零，再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。例1.現(xiàn)有氨基酸800個，其中氨基總數(shù)為810個，羧基總數(shù)為808個，則由這些氨基酸合成的含有2條肽鏈的蛋白質(zhì)共有肽鍵、氨基和羧基的數(shù)目依次分別為（）A.798、2和2B.798、12和10

C.799、1和1

D.799、11和9B例2.如圖為某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中“—S—S—”為由兩個“—SH”(巰基)構(gòu)成的二硫鍵，其作用是連接兩相鄰肽鏈。若該蛋白質(zhì)分子共由m個氨基酸組成，則形成一個該蛋白質(zhì)分子時生成的水分子數(shù)和減少的相對分子質(zhì)量分別為（）A.m，18m

B.(m－4)，18(m－4)C.(m－3)，18(m－3)＋4D.(m－2)，18(m－2)＋4D氨基酸(C2H4O2N-R)(1)氮原子數(shù)＝肽鏈數(shù)＋肽鍵數(shù)＋R基上的氮原子數(shù)＝各氨基酸中氮原子的總數(shù)。(2)氧原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋2×肽鏈數(shù)＋R基上的O原子數(shù)=各氨基酸中氧原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)。(3)氫原子數(shù)＝各氨基酸中氫原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)×2。(4)碳原子數(shù)＝氨基酸的分子數(shù)×2＋R基上的碳原子數(shù)。②利用原子守恒法R2CHNCH

R1CHH2NCOR3COOHHNCH

ONNNR1R2R3OOOOR1R2R3例3.有一條由12個氨基酸組成，分子式為CXHYOWNZS(Z>12，W>13)，這條多肽鏈經(jīng)過水解后的產(chǎn)物中有5種氨基酸：半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、賴氨酸(C6H14O2N2)、苯丙氨酸(C9H11O2N)。水解產(chǎn)物中天冬氨酸的數(shù)目是（）A.(Y＋12)個

B.(Z-12)個

C.(W－13)個

D.(W－13)/2個D賴氨酸數(shù)：B半胱氨酸數(shù)：1例4.有一條多肽鏈,分子式為CXHYOPNQS,將它徹底水解后,只得到下列四種氨基酸,分析推算可知,水解得到的氨基酸個數(shù)為(

)A.Q-1

B.Q+1

C.P-1

D.P+1C例5.某50肽中有丙氨酸(R基為—CH3)4個，現(xiàn)脫掉其中的丙氨酸(相應(yīng)位置如圖所示)，得到4條多肽鏈和5個氨基酸(脫下的氨基酸均以游離態(tài)正常存在)。下列有關(guān)敘述錯誤的是（）A.該50肽水解得到的幾種有機(jī)物比原50肽增加了8個氧原子B.若將得到的5個氨基酸縮合成一條5肽，則有5種不同的氨基酸序列C.若將新生成的4條多肽鏈重新連接成一條長鏈，則將脫去4個H2OD.新生成的4條多肽鏈至少含有4個游離的羧基C基因表達(dá)中氨基酸與相應(yīng)DNA、mRNA中堿基之間的數(shù)量關(guān)系如圖所示：DNA(基因)mRNA蛋白質(zhì)

堿基數(shù)∶

堿基數(shù)∶

氨基酸數(shù)

6∶

3∶

1③利用基因表達(dá)的過程進(jìn)行計(jì)算例6.某蛋白質(zhì)由n條肽鏈組成，氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，控制該蛋白質(zhì)合成的基因含b個堿基對，則該蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量最多為：1.基本組成單位——核苷酸OPOHOHOH磷酸

CH3

HOHHHHHH12345CH3

HOHHOHHHH12345P磷酸基團(tuán)含氮堿基五碳糖Guanine(G)

Uracil(U)Cytosine(C)Thymine(T)Adenine(A)1.基本組成單位——核苷酸P磷酸基團(tuán)含氮堿基【探究1】嘗試用以下圖形組裝核酸的核苷酸的結(jié)構(gòu)通式，用筆標(biāo)出化學(xué)鍵和寫出對應(yīng)的堿基：五碳糖P磷酸基團(tuán)含氮堿基核糖P磷酸基團(tuán)含氮堿基脫氧核糖P磷酸基團(tuán)含氮堿基五碳糖C、H、O、N、P①脫氧核苷酸OPCH2

OHOOHHOHHHHH堿基

磷酸

A腺嘌呤脫氧核苷酸G鳥嘌呤脫氧核苷酸C胞嘧啶脫氧核苷酸T胸腺嘧啶脫氧核苷酸4種——構(gòu)成DNA的基本單位1.基本組成單位——核苷酸12345②核糖核苷酸OPCH2

OHOOHHOHHOHHH堿基

磷酸

A腺嘌呤核糖核苷酸G鳥嘌呤核糖核苷酸C胞嘧啶核糖核苷酸U尿嘧啶核糖核苷酸4種——構(gòu)成RNA的基本單位123451.基本組成單位——核苷酸2.核酸是由核苷酸連接而成的長鏈DNA是脫氧核苷酸長鏈RNA是核糖核苷酸長鏈【探究2】請你畫脫氧核苷酸模型，分別組裝出具有4個核苷酸分子的DNA的一條鏈和RNA的一條鏈。【探究2】請你畫脫氧核苷酸模型，分別組裝出具有4個核苷酸分子的DNA的一條鏈和RNA的一條鏈。A脫氧核糖POC脫氧核糖POT脫氧核糖POG脫氧核糖PO堿基磷酸和五碳糖堿基堿基對磷酸和五碳糖tRNA核酸的空間結(jié)構(gòu)DNARNA單鏈雙鏈元素小分子物質(zhì)基本單位核苷酸鏈核酸CHONP磷酸五碳糖含氮堿基一條或兩條小結(jié)1：核酸的結(jié)構(gòu)五碳糖含氮堿基磷酸五碳糖含氮堿基磷酸五碳糖含氮堿基磷酸五碳糖含氮堿基磷酸RNA或DNAPPPPATGCPPPPATGC不完全水解完全水解2.核酸的水解試想一條ssDNA由1億個脫氧核苷酸組成，它有多少種可能性。________多樣性：對于某一種生物，其遺傳物質(zhì)核苷酸排列順序是特定的。PPPPATGC41億核苷酸的數(shù)目、排列順序不同。

脫氧核苷酸數(shù)量大，其排列順序極其多樣化，儲存的信息量非常大。特異性：3.核酸的多樣性和特異性人血紅蛋白基因有4000bp，請問堿基排列順序有多少種？1種(1)(2)

功能攜帶

控制遺傳、變異和

遺傳信息蛋白質(zhì)合成分布DNARNA主要分布于

主要分布于

細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體中有少量的DNA原核：主要在

擬核

，少數(shù)在

質(zhì)粒

4.核酸的功能和分布5.生物體中核酸、遺傳物質(zhì)、堿基和核苷酸種類的分析生物類別核酸種類遺傳物質(zhì)堿基種類核苷酸種類原核生物DNA和RNADNAA、G、C、T、U8種真核生物DNA和RNADNAA、G、C、T、U8種DNA病毒只含DNADNAA、G、C、T4種RNA病毒只含RNARNAA、G、C、U4種6.核酸、DNA、RNA、蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物比較

核酸DNARNA蛋白質(zhì)基本單位初步水解徹底水解

氧化分解核苷酸核苷酸五碳糖、含氮堿基、磷酸尿酸、水、二氧化碳、磷酸鹽等脫氧核苷酸4種脫氧核苷酸脫氧核糖、含氮堿基、磷酸核糖核苷酸4種核糖核苷酸核糖、含氮堿基、磷酸氨基酸多肽氨基酸二氧化碳、水、尿素小結(jié)4：核酸與蛋白質(zhì)的比較比較項(xiàng)目核酸蛋白質(zhì)DNARNA元素組成單位

合成場所分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)多樣性的決定因素聯(lián)系C、H、O、N、PC、H、O、N等脫氧核苷酸核糖核苷酸

氨基酸主要在細(xì)胞核中復(fù)制產(chǎn)生主要在細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄生成核糖體中一般為規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)一般為單鏈結(jié)構(gòu)氨基酸→多肽→蛋白質(zhì)核苷酸的種類、數(shù)量及排列順序氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序及多肽鏈盤曲折疊形成的空間結(jié)構(gòu)核酸控制蛋白質(zhì)的合成基因的表達(dá)核蛋白：核酸—蛋白質(zhì)復(fù)合體(1)RNA—核蛋白：核糖體(蛋白質(zhì)＋rRNA)；端粒酶(逆轉(zhuǎn)錄酶＋RNA，可通過逆轉(zhuǎn)錄合成染色體末端的DNA)；艾滋病毒、煙草花葉病毒等RNA病毒。(2)DNA—核蛋白：染色體、噬菌體等DNA病毒。(3)DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、mRNA翻譯、逆轉(zhuǎn)錄時：核酸也會和相關(guān)酶(如DNA聚合酶、RNA聚合酶等)結(jié)合構(gòu)成復(fù)合。7.DNA多樣性、蛋白質(zhì)多樣性和生物多樣性的關(guān)系(1)DNA和RNA的堿基組成相同，五碳糖不同()(2)細(xì)胞中的DNA一定有氫鍵，RNA一定沒有氫鍵()(3)不是所有的DNA都呈鏈狀結(jié)構(gòu)（）××√例2：判斷。1.人體細(xì)胞內(nèi)單體c的結(jié)構(gòu)可用e表示，e的種類約有21種。（）（）2.a、b是生物體內(nèi)遺傳信息的攜帶者，c