备战高考生物一轮复习优质课件 第03讲 蛋白质和核酸

这是一份备战高考生物一轮复习优质课件 第03讲 蛋白质和核酸，共60页。PPT课件主要包含了蛋白质的结构和功能，元素组成，HON，①氨基酸的结构通式，②特点，种氨基酸，非必需氨基酸，必需氨基酸，氨基酸知识拓展，①氨基酸的功能等内容，欢迎下载使用。

核酸的组成、结构和功能
一、组成蛋白质的氨基酸的元素组成、结构与种类
每个氨基酸分子至少都含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH），并连在同一个碳原子上。
分子式C2H4O2N-R
部分氨基酸分子中含有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基位于R基上。
除 外，有的还含有 等。
氨基酸的种类由R基决定。
人体可自身合成的氨基酸，共13种
人体不能自身合成的氨基酸，共8种
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婴儿有9种，比 成人多的一种是组氨酸。
a.作为肽或者蛋白质的基本单位(主要功能)。
b.某些氨基酸可作为神经递质。
c.氨基酸→糖类(非糖物质转化)
d.氨基酸氧化分解供能。
f.色氨酸→吲哚乙酸(IAA)
b.细胞质基质、线粒体和叶绿体中的tRNA
衰老细胞，酪氨酸酶活性下降，黑色素减少
一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2)，脱去一分子水而连接起来，这种结合方式叫做脱水缩合。
以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。多肽通常呈链状，叫作肽链。
参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基。
H2O中H的来源： ；O来源于 。
一个来自氨基一个来自羧基
（1）肽链中的氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲 形成具有一定空间结构的蛋白质。
（2）有些蛋白质分子含有两条或多条 肽链，它们通过一定的化学键如： 二硫键相互结合在一起。
（3）氨基酸的运输工具：tRNA(61种)
1.谷氨酸的R基为—C3H5O2，1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是 （ ）5、9、4、1 B. 4、8、5、1 C. 5、8、4、1 D. 4、9、4、1
2.如图为脑啡肽的结构简式，据图分析下列说法正确的是（ ）A.该脑啡肽由3种氨基酸脱水缩合而成，含有4个肽键B.该脑啡肽中含1个游离的氨基，2个游离的羧基C.高温、X射线、强酸等会引起蛋白质的空间结构遭到破坏而变性D.形成该脑啡肽时，脱去的水中的氧来自羧基，氢来自氨基
三、蛋白质的结构多样性与功能多样性
2.蛋白质多样性的原因
氨基酸的种类、数目和排列顺序，蛋白质的空间结构。
蛋白质的多样性决定生物的多样性
不同蛋白质有不同的氨基酸序列（排列顺序），直接由mRNA上的碱基决定，最终是由DNA中的碱基序列（脱氧核苷酸序列）决定。
构成细胞和生物体结构如：头发、肌肉
具有免疫功能如：人体内的抗体都是蛋白质
起信息传递功能如：胰岛素
细胞内的化学反应离不开酶的催化绝大多数酶都是蛋白质
具有运输载体的功能如：血红蛋白运输氧
血红蛋白在氧浓度高的地方与氧结合， 在氧浓度低的地方与氧分离
四、蛋白质的变性和盐析
过酸、过碱、重金属盐或高温会使蛋白质的 遭到破坏，使酶永久失活，但肽键 ，依然能和双缩脲试剂发生紫色反应；低温不会破坏蛋白质的空间结构，只是抑制其功能。
②经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性， 可以达到消毒、灭菌的目的。
①鸡蛋、肉类煮熟后由于高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散， 易于被蛋白酶水解，因而易于消化。
a.空间结构改变(氨基酸排列顺序不变)
b.生物学功能丧失（如：高温消毒、灭菌）
c.水溶性下降(易沉淀)
d.更易被水解(食物煮熟易消化)
不破坏空间结构，是降低了蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，是物理变化，可复原。
蛋白质在高浓度盐溶液中析出，而DNA是在低浓度盐溶液中析出，盐析为可逆过程。
（蛋白质的空间结构没有发生变化）
在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程是相反的。
肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶水解。
（1）细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与。 （ ）
（2）蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关，也与功能基团有关。 （ ）
1.（2018年全国卷，Ⅲ卷，T30）回答下列与蛋白质相关的问题：（1）生物体中组成蛋白质的基本单位是_______，在细胞中合成蛋白质时，肽键是在_______这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白，如_________（填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”）。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中高尔基体的功能是 。（2）通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和_____结构，某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是 。
对蛋白质进行加工、分类和包装
暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解
（3）如果DNA分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是____________________。
2.(源于必修1 P21“与生活的联系”)长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病，请分析原因：
赖氨酸为必需氨基酸，人体不能合成，只能从食物中摄取才能保证正常生命活动，玉米中不含赖氨酸，因此长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而患病。
3.(源于必修1 P21“正文”)请叙述氨基酸的结构特点：
每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。
4.(源于必修1 P22图2－6)胰岛素在核糖体上合成后还不具有降低血糖的生物学活性，请从蛋白质的结构方面分析原因：
核糖体上合成的多肽需经内质网、高尔基体加工后才具备一定的空间结构，从而成为有活性的蛋白质。
5.(源于必修1 P23“与生活的联系”)熟鸡蛋更容易消化的原因是：
高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
6.(源于必修1 P23“与生活的联系”)蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？请说明理由。
能。因为高温破坏了肽链盘曲、折叠形成的空间结构，没有破坏氨基酸之间的肽键。
考点1：肽链：肽键数=脱去水分子数=氨基酸分子数－肽链数
环肽：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数
1.人体血红蛋白的一条肽链有145个肽键，形成这条肽链的氨基酸分子数以及它们在缩合过程中生成的水分子数分别是（ ）A.145和144 B.145和145C.145和146 D.146和145
298=(300-2)
2.300个氨基酸组成两条肽链的蛋白质时,问脱掉多少个水分子, 形成多少个肽键?
考点2：蛋白质的分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均分子相对质量 -18×脱去水分子数(不考虑形成二硫键)
【特别提醒】 如肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时， 要再减去2(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。
3.如果每个氨基酸的平均分子量为a， 那么这个蛋白质的分子质量是多少?
300a-18×298
3.如图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个“—SH”(巯基)构成的二硫键，其作用是连接两相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为（ ）A.m，18m B.(m－4)，18(m－4)C.(m－3)，18(m－3)＋4 D.(m－2)，18(m－2)＋4
考点3： 一条肽链两端各有1个游离的氨基和羧基，m条肽链至少含有m个氨基和m个羧基。
4.现有1000个氨基酸，共有氨基1020个，羧基1050个，有他们合成的4条肽链中，肽键、氨基、羧基是数目分别是（ ）A、999、1016、1046 B、996、1、 1C、996、24、 54 D、996、1016、1046
氨基酸数（n） ； 氨基酸平均分子相对质量（a）
考点4：利用原子守恒法计算肽链中的原子数
肽键数+肽链数+R基上的N原子数
= 各氨基酸中的N原子总数
肽键数+2 x 肽链数+R基上的O原子数
= 各氨基酸中的O原子数 – 脱去水分子数
③碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数④氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2
由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或 氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
考点5： 蛋白质中的氮原子质量在一定程度上可反映出蛋白质中质量。
蛋白质中的含氮量通常占其总质量的16%左右(12%~19%)，因此，通过测定物质中的含氮量便可估算出物质中的总蛋白质含量(假设测定物质中的氮全来自蛋白质)。即: 蛋白质含量=含氮量/16%——凯氏定氮法
5.有一条由12个氨基酸组成，分子式为CXHYOWNZS(Z>12，W>13)，这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸：半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、赖氨酸(C6H14O2N2)、苯丙氨酸(C9H11O2N)。水解产物中天冬氨酸的数目是（ ）A.(Y＋12)个 B.(Z＋12)个C.(W－13)个 D.(W－13)/2个
6.某十一肽的分子式为C61H83O20N12，已知它由下列5种氨基酸组成：甘氨酸（C2H5O2N）、丙氨酸（C3H7O2N）、苯丙氨酸（C9H11O2N）、谷氨酸（C5H9O4N）、赖氨酸（C6H9O2N2），那么该多肽彻底水解可产生谷氨酸和赖氨酸的分子数分别为（ ）A.4个、2个 B.5个、1个 C.6个、2个 D.4个、1个
7.某50肽中有丙氨酸(R基为—CH3)4个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示)，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)。下列有关叙述错误的是（ ）A.该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子B.若将得到的5个氨基酸缩合成5肽，则有5种不同的氨基酸序列C.若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去4个H2OD.新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基
8.某多肽有20个氨基酸，其中含天门冬氨酸4个，分别位于第5、6、15、20位（见图）；肽酶X专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键，下列相关叙述不正确的是（　　）
A.该20肽含有19个肽键B.该20肽游离的氨基和羧基各为1个和5个C.肽酶X完全作用后产生的多肽共含有氨基酸19个D.肽酶Y完全作用后产生的多肽中氧原子数目比20肽少了4个
9.现有足量的a、b两种氨基酸，则这两种氨基酸脱水缩合可以形成二肽的种类数是（ ）A.6 B.2 C.4 D.8
10.现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有( )A. 9种，9种 B. 6种，3种C. 18种，6种 D. 27种，6种
考点6：利用基因表达的过程进行计算
基因表达中氨基酸与相应DNA、mRNA中碱基之间的数量关系如图所示：
碱基数 ∶　 碱基数 ∶ 氨基酸数 6 ∶ 　 3 ∶ 1
由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA(基因)上的6个碱基。
11.某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均相对分子质量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的相对分子质量最多为( )
12.氨基酸的平均相对分子质量为120，如有一个两条链的多肽，相对分子质量是12276，合成这个多肽的氨基酸数和指导它合成的DNA分子脱氧核苷酸数至少依次是（ ）A.144,864 B.144,432C.120,720 D.120,360
必需氨基酸：8种非必需氨基酸：13种
特点：至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上
组成蛋白质的氨基酸不同氨基酸的数目不同氨基酸排列顺序不同多肽的空间结构不同
构成生物体，如结构蛋白运输作用，如血红蛋白催化作用，如酶调节作用，如胰岛素免疫作用，如抗体
脱水数=肽键数=氨基酸数—肽链数
一、核酸的种类及其分布
脱氧核糖核酸（DNA)
主要分布在细胞核当中，少量存在于线粒体、叶绿体内
主要分布在拟核，少量在细胞质（质粒）
主要分布在细胞质，细胞核也有少量RNA
病毒体内只有DNA或RNA。
是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
携带遗传信息，控制遗传性状
①作为某些病毒的遗传物质
②有的RNA具有催化功能
③传递遗传信息（mRNA）运输氨基酸（tRNA） 核糖体的组成成分（rRNA）
同：①磷酸相同;②相同碱基：A C G异：①五碳糖不同;②不同碱基：T U
腺嘌呤脱氧核苷酸(A)
鸟嘌呤脱氧核苷酸(G)
胞嘧啶脱氧核苷酸(C)
胸腺嘧啶脱氧核苷酸(T)
腺嘌呤核糖核苷酸(A)
鸟嘌呤核糖核苷酸(G)
胞嘧啶核糖核苷酸(C)
尿嘧啶核糖核苷酸(U)
核酸是由核苷酸脱水缩合连接而成的长链
DNA（脱氧核酸双链）
RNA（核糖核酸单链）（易变异）
判断：1.不是所有的DNA都呈链状结构（ ）
2.DNA、RNA分子中都有氢键（ ）
3.醋酸菌、酵母菌和HIV的生物体中的嘌呤数都不一定 等于嘧啶数（ ）
DNA分子中相邻的两个碱基靠什么连接：A.双链上相邻的碱基： B.单链上相邻的碱基：
脱氧核糖——磷酸——脱氧核糖
DNA和RNA在碱基组成上的区别：可用 示踪二者的合成过程和分布。
4种，AUGC 核糖核苷酸
4种，ATGC脱氧核糖核苷酸
2种（DNA和RNA)
1.由一分子磷酸、一分子含N碱基和一分子化合物a构成了复杂化合物b，对a、b的叙述正确的是（ ）
A.若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸B.若a为核糖，b则为DNA的基本组成单位C.若m为尿嘧啶，则DNA中肯定不含b这种化合物 D.若a为脱氧核糖，则b为RNA的基本组成单位
2.组成人体核酸的碱基、五碳糖、核苷酸各有多少种( )A.5、2、8 B.4、2、2 C.5、2、6 D.4、4、8
3.人体细胞中既含DNA，又含RNA，由碱基A、C和T可以组成的 核苷酸种类是 ( ) A.8种 B.5种 C.7种 D.3种
4.在玉米根毛细胞所含有的核苷酸中，含有碱基A、G、C、T的 核苷酸共有（ ）A．4种 B．5种 C．7种 D．8种
在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义
三、核酸的多样性和特异性
构成核酸（DNA/RNA）的4种核苷酸的数目成千上万，其排列顺序千变万化，因此，决定了核酸分子具有多样性。
每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的，其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。
如何通过DNA指纹获得遗传信息的根本原因？
有没有空间结构多样性？
①DNA是遗传物质，携带有遗传信息②不同个体的遗传信息一般都有区别，因此能提供犯罪嫌疑人的信息
四、DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系
五、有机物的水解产物比较
磷酸、五碳糖、含氮碱基
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
尿酸、水、二氧化碳、磷酸盐等
六、DNA、RNA和蛋白质三者之间的关系
六、 DNA、RNA和蛋白质三者之间的关系
5.(2021·山东日照5月三模)无论在细胞结构中还是在细胞的生命活动中，蛋白质常常与其他物质结合形成复合物来发挥作用。下列相关叙述错误的是(　　)A.蛋白质与多糖结合形成的复合物可能具有信息传递作用B.蛋白质与DNA结合形成的复合物可能存在于大肠杆菌C.脂质—蛋白质—脂质组成的三层复合物参与构成了几乎所有的生物膜D.宿主细胞的RNA—蛋白质复合物中的蛋白质可能来自病毒
七、核DNA、mNRA、蛋白质的“相同”与“不同”
是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
生物大分子以碳链为骨架
是指组成生物大分子（多糖、蛋白质、核酸）的基本单位。
生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。因此生物大分子也是以碳链为基本骨架的。
每个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。
单糖 氨基酸 核苷酸 脂肪酸、甘油
“碳是生命的核心元素”“没有碳就没有生命”
这些化合物必须有机地组织起来，构成细胞这种最基本的结构形式，才能表现生命现象！
1.甲图中①、②、③、④表示不同化学元素所组成的化合物，乙图表示由四个单体构成的化合物。以下说法不正确的是(　　)
A．若甲图中的②大量存在于皮下和内脏器官周围等部位，则②是脂肪
B．若甲图中④能吸收、传递和转换光能，则④可用无水乙醇提取C．乙图中若单体是氨基酸，则该化合物彻底水解后的产物中氧原子数增加3个D．乙图中若单体是四种脱氧核苷酸，则该化合物彻底水解后的产物有5种
2.判断常考语句，澄清易混易错(1)DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接(　　)(2)DNA和RNA的碱基组成相同，五碳糖不同(　　)(3)细胞中的DNA一定有氢键，RNA一定没有氢键(　　)(4)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同(　　)(5)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质(　　)(6)真核生物以DNA为遗传物质，部分原核生物以RNA为遗传物质(　　)
3.判断（1）大肠杆菌细胞内单体c的结构可用e表示，e的种类约有21种 （ ）（2）a、b是生物体内遗传信息的携带者，C是生命活动的主要承担者 （ ）（3）A、B的多样性由d中的n充分体现，C的多样性由e中的R充分体现 （ ）（4）物质A是该生物的主要遗传物质 （ ）（5）若某种生物的核酸只由4种d组成，则该生物一定不是细胞生物 （ ）
4.某科研小组对禽流感病毒的遗传物质进行了以下实验实验目的：探究禽流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA．材料用具：显微注射器，禽流感病毒的核酸提取物，活鸡胚， DNA水解酶，RNA水解酶
实验步骤:第一步： ；第二步：取等量的活鸡胚分成A、B、C三组，用显微注射技术向A组注射禽流感病毒的核酸提取物，再分别向B、C两组活鸡胚中注射有关物质；
把禽流感病毒核酸提取液分成相同的三组。分别用等量的
相同浓度的DNA水解酶和RNA水解酶以及蒸馏水处理
第三步：分别从培养后的活鸡胚中抽出取样品，检测是否产生禽流感病毒。预测实验结果及分析：A组的样品检测中有禽流病毒。给B组活鸡胚注射的物质是 ,若样品检测无禽流感病毒产生，则_____________是遗传物质。给C组活鸡胚注射的物质是 ，若样品检测无禽流感毒产生，则_____________是遗传物质。
禽流感病毒的核酸提取物+DNA水解酶
禽流感病毒的核酸提取物+RNA水解酶
实验步骤：①_____________________________________________________。②用苯酚的水溶液处理烟草花叶病毒，并设法将其蛋白质和核酸分离，以获得其核酸。并将核酸均分为三份。
5.已知烟草花叶病毒侵染烟草会使烟草患花叶病，为了验证该病毒的核酸种类，设计了以下实验。实验材料：苯酚的水溶液（可以将病毒的蛋白质外壳和核酸分离）、健康生长的生长状况相似的烟草幼苗若干、烟草花叶病毒样本、DNA水解酶、RNA水解酶、蒸馏水及其他必需器材。
将生长状况相似的烟草幼苗均分为三组
用等量的DNA 水解酶、RNA水解酶、蒸馏水处理三组核酸
③ ， 。④ 。⑤过一段时间后，观察三组烟草幼苗的生长情况。三、实验结果及结论。结果： ， 。结论：_________________________。
用等量的上述三组核酸分别处喷洒三组烟草幼苗
用RNA水解酶处理得到的溶液喷洒的烟草未患病
用清水和DNA水解酶处理得到的溶液喷洒的烟草患病
烟草花叶病毒的核酸是RNA