复习用：蛋白质、核酸的结构和功能.ppt

生物一轮复习系列课件,提升能力,夯实基础,必修1,新课标专用,新人教版,21 细胞的分子组成,（2）蛋白质、核酸的 结构和功能,知识点梳理与深化,1、基本单位 ：氨基酸,特点：（1）每个氨基酸都至少含有一个氨基(NH2)和一个羧基（COOH），并且都有一个氨基和一个羧基同时连在同一个碳原子上。 （2）在氨基酸的分子中，除R基不同外，其他部分是所有氨基酸分子所共有的，因此氨基酸的种类不同，取决于组成氨基酸的R基。,在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种，分为二种：必须氨基酸：生物体不能自己合成，必须从食物中摄取。 非必须氨基酸：生物体可以通过体内其他化合物的转化，能自己合成的氨基酸。,一、蛋白质的结构,通式,C2H4O2N-R,蛋白质是细胞中含量最多的含氮化合物。,对应例题：1、关于生物体内氨基酸的叙述错误的是（ ） A、构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式是 B、人体内氨基酸的分解代谢终产物是水、 二氧化碳和尿素 C、人体内所有氨基酸都可以相互转化 D、两个氨基酸缩合形成二肽,C,解析：生物体内蛋白质的基本单位是氨基酸、氨基酸的结构特点是有一个氨基和一个羧基同时连在同一个碳原子上，因此选项A正确；人体内氨基酸的代谢终产物是水、二氧化碳和尿素因此选项B正确；两个氨基酸缩合形成二肽因此选项D正确。人体内能够通过转氨基作用形成的只有非必需氨基酸，由于人体无法产生某些中间产物，所以有的氨基酸必须从食物中获得，故称之为必需氨基酸；所以“人体内所有氨基酸都可以相互转化”这一说法是错的。,对应例题：2、请同学识别下列哪些是构成生物体的氨基酸,除外其他都是构成生物体的氨基酸,识别依据：每个氨基酸至少要有一个氨基和一个羧基，并且氨基和羧基必须连在同一个碳原子上。,2019/7/27,（1）氨基酸的结构通式中，必须确定中心碳原子，然后确定与中心碳原子相连的四部分：氨基、羧基、R基、H原子。不同的氨基酸就是由它的R基确定的。在书写相关的化学基团时，其一端总是保留半个化学键，如-COOH、一NH2、一R、一H。,强调：,C2H4O2N-R,2019/7/27,（2）在构成蛋白质的氨基酸中，至少都有一个氨基和一个羧基，并且都以一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这是判断构成蛋白质氨基酸的一个重要特点。由于R基的不确定性，因此在一个氨基酸中氨基和羧基的总数也就不确定。如天门冬氨酸有两个羧基，赖氨酸有两个氨基。就是说各种氨基酸的区别在于R基的不同。,2、氨基酸的脱水缩合,一个氨基酸上的羧基，与另一个氨基酸上的氨基脱掉一份水，缩合形成肽。由二个氨基酸缩合而成的称二肽，由三个氨基酸缩合而成的称三肽，以此类推。三肽或三肽以上可称多肽。,脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基(COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(NH2)连接，同时脱去一分子水。,对应例题：3、 请同学识别下图,氨基,羧基,、肽键,、R基,这是几肽？由几个氨基酸组成？,三肽，由三个氨基酸组成。,失去几份水？有几个肽键？,失去二份水，有二个肽键。,（1）氨基酸是构成蛋白质的基本单位，氨基酸分子之 间的脱水缩合是由代表氨基酸特性的氨基和羧基完成的， 而不是R基上。脱水缩合时羧基提供-0H，另一氨基酸上的氨基提供H，形成一个H20。 （2）在一条肽链的两端一定分别是COOH和NH2。 一条肽链所含COOH和NH2数量至少都有一个； m条肽链所含COOH和NH2数量至少都有m个。 （3）n个氨基酸分子脱水缩合形成m条肽链的蛋白质时， 要失去(nm)个水分子，形成(nm)个肽键。,强调：,对应例题：4、血红蛋白分子中含574个氨基酸，共有4条肽链。此蛋白质分子的肽键数和至少含有的氨基数分别是（ ） A、574和 574 B、573和573 C、570和570 D、570和4,D,解析：根据上表所示： 肽键数（或脱去水分子数）=氨基酸数-肽链数=574-4=570 至少含有的氨基数（或羧基数） =肽链数=4,（1）对组成蛋白质的肽链、氨基酸、肽键和脱去水分子数目的计算可参照下表的对应关系：,3、相关计算,对应例题：5、若组成蛋白质的氨基酸的平均分子量是130，那么由4条肽链共280个氨基酸所组成的蛋白质其相对分子量是（ ） A、31. 432 B、31. 486 C、31. 378 D、36. 382,解析：此蛋白质由4条肽链组成，则其合成过程中失水分子数为(280-4=276),每个水分子的相对分子质量为18,故该蛋白质的相对分子质量应为130280-18(280-4)=31.432。,蛋白质相对分子质量=氨基酸相对分子质量总和失去水分子的相对分子质量总和,A,（2）对蛋白质相对分子质量的计算：,8,1,78,96,34,89,101,对应例题：6、某蛋白质的结构如图所示，请据图回答问题： （1）该蛋白质中共有 条肽链，通过图中8与78、34与89、84与96之间 折叠、盘曲，形成具有特定 的蛋白质。 （2）该蛋白质中有 个肽键，氨基和羧基都至少有 个，强调“至少”两字，是因为 在 上，有可能有氨基或羧基，氨基可表示为 ；羧基可表示为 。 （3）在氨基酸形成该蛋白质后，相对分子质量比原来减少了 。,84,解析：本题考查的仍是对组成蛋白质的肽链、氨基酸、肽键和脱去水分子数目的计算，题目中融入图形，更提升了能力要求，能有效考察同学对双基知识在深刻理解下的全面系统掌握。将表格、曲线、图形等形式融入高考试卷是高考命题的一种趋势。,1,一定的化学键,空间结构,R基,1,100,-NH2,-COOH,1800,假设蛋白质中氨基酸总数为m，肽链数为n， 氨基酸的平均分子量为a，则有下列关系成立： (1)肽键数=蛋白质形成过程失水数=氨基酸数肽链数=m-n。 (2)每条肽链中至少有一个游离的氨基和羧基。 (3)蛋白质的分子质量=氨基酸的总分子量一脱去的水分子质量=ma一(m-n)18。,强调：,元素组成 基本单位 化学结构 空间结构,C、H、O、N等,氨基酸,蛋白质分子,多肽,一级结构是指蛋白质分子中,由肽链连接起来的的各种氨基酸的排列顺序。,二级结构是指蛋白质分子中多肽链通过一定的化学键（如二硫键）本身的折叠方式。,三级结构是指具有二级结构的肽链，按照一定的方式再进一步卷曲、盘绕、折叠成一种看来很不规范，而实际上有一定规律性的三维结构。,四级结构是指具有三级结构的蛋白质分子，通过一些非共价键结合起来，而成为具有生物功能的大分子。,4、蛋白质的层次结构,（1）元素组成 一定含有C、H、O、N，由于R基中组成元素的不同，多数含有P、S，有的还含有Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等元素。 （2）基本单位 氨基酸。氨基酸的种类、数量、排列顺序的不同导致了肽链的不同。,强调：,（3）肽链 三个或三个以上氨基酸脱水缩合形成的多肽，一般称之为肽链，其数目和空间结构在不同蛋白质中也不相同。,（4）多肽与蛋白质 多肽仅仅是蛋白质的初级结构形式，而蛋白质具有一定空间结构。因此，多肽往往是无生物活性的，而蛋白质是有生物活性的。肽键是多肽的连接结构，蛋白质是多肽的空间结构。多肽与蛋白质的区别主要在于有没有空间结构。,（1）直接原因：构成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序的不同、多肽链的折叠方式及形成的空间结构千差万别 ，从而使蛋白质结构具有多样性。由于构成生物体的氨基酸约有20种，因此构成多肽链的氨基酸的排列顺序就有20n。,（2）根本原因：蛋白质的合成受遗传物质DNA的控制，因此由于DNA分子的多样性，使其控制合成的蛋白质也具有多样性。由于蛋白质是生命活动的主要承担者，从而导致了生物的多样性。,DNA多样性,蛋白质多样性,生物多样性,决定,呈现出,5、蛋白质结构的多样性,（1）表中1、2、3的氨基酸数目虽然相同，但其生理作用彼此不同， 这是因为它们_。 （2）表中3与4或5与6虽然功能相似，但各具专一性，它们之间的差异取决于_。 （3）在不知血管舒缓素肽的具体情况下，推知这种肽类化合物至少含有_氨基和_羧基，这些氨基和羧基位于肽类化合物的哪一位置？_ （4）假若构成这六类化合物的每一种氨基酸的平均分子量为m，则5的分子量比4的分子量多_。,种类不同、排列次序不同,数目、种类不同、排列次序不同,1,1,二端,3m-36,对应例题：7、用氨基酸自动分析仪测定几种肽类化合物的氨基酸数目如下：,蛋白质结构的多样性,蛋白质功能的多样性,结构成分,催化作用,运输作用,运动功能,调节作用,免疫作用,作为结构成分它规定和维持细胞的构造,参与生物体各项生命活动的酶多数是蛋白质,它具有催化功能。,载体蛋白能透过细胞膜传递小分子或离子；血红蛋白能运输氧气。,肌动蛋白和肌球蛋白，二者使肌肉收缩，产生运动。,蛋白类激素能协调和指导细胞内的化学过程，调节生物体的生命活动。,抗体能消灭外来抗原物质，起着保护有机体防御外物入侵的作用。,决定,二、蛋白质的功能,并非所有的激素都是蛋白质。 如性激素属于脂质,蛋白质通常不作为生物体的 物质，,能源,蛋白质是一切生命现象中不可缺少的，即使像病毒、类病毒等以核酸为主体的生物，也必须在它们寄生的活细胞的蛋白质的作用下，才能表现出生命现象。,总之蛋白质是生命活动的主要承担者,1、核酸的种类；包括两大类 （1）DNA（脱氧核糖核酸），主要分布在于细胞核内的染色体上，但在细胞质的线粒体和叶绿体上也有分布。 （2）RNA（核糖核酸），主要分布于细胞质内。,基本组成单位：核苷酸,磷酸,五碳糖,含N碱基,2、核酸的分子结构,DNA,RNA,DNA,RNA,脱氧核糖,核糖,DNA A T G C,RNA A U G C,腺嘌呤,鸟嘌呤,胸腺嘧啶,胞嘧啶,尿嘧啶,三、核酸的结构,每个核酸分子都是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。,由于构成DNA分子的核苷酸中的五碳糖为脱氧核糖，所以被称为脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸），又根据碱基的不同，脱氧核苷酸有四种，分别为： 腺嘌呤（ A ）脱氧核苷酸； 乌嘌呤（ G ）脱氧核苷酸； 胞嘧啶（ C ）脱氧核苷酸； 胸腺嘧啶（ T ）脱氧核苷酸。 DNA分子就是由四种不同的脱氧核苷酸连接而成的二条长链，二条长链根据碱基互补配对原则，在A与T之间；G与C之间通过氢键连接，并向右盘旋呈有规则的双螺旋结构。,（1）DNA,3、核苷酸的聚合作用：,由于构成RNA分子的核苷酸中的五碳糖为核糖，所以被称为核糖核苷酸，又根据碱基的不同，核糖核苷酸也有四种， RNA分子就是由四种不同核糖核苷酸连接而成的长链，一般为单链。 根据功能的不同主要有三种不同的RNA分别为：,（2）RNA,核糖体RNA （rRNA ）,信使RNA（m RNA ）,转运RNA （t RNA ）,（1）多样性：构成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有四种，但在连接成长链时，成千上万脱氧核苷酸排列顺序是极其多样的，假若某DNA分子的碱基对是100个，则其脱氧核苷酸的排列方式就有4100，也就是说它的数学模型可用4n表达，这足以构成DNA分子的多样性。,（2）特异性：每个DNA分子的四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。因此遗传信息实质上就是指DNA分子上四种脱氧核苷酸（或四种碱基）的特定排列顺序。,4、核酸分子的多样性和特异性,四、核酸的功能,有细胞结构的生物体内都含有DNA和RNA两种核酸，其中DNA在控制蛋白质的生物合成中能进行复制、转录过程，从而实现遗传信息的传递。三种不同的RNA有不同的功能，其中 rRNA 主要参与核糖体的构建，而核糖体是合成蛋白质的场所；mRNA能进行翻译过程把遗传信息从mRNA传递到蛋白质中；tRNA主要是转运氨基酸进入核糖体。 某些病毒的遗传信息，直接贮存在RNA中，如HIV、SARS病毒等。,核酸是遗传信息的携带者，因此在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中有极其重要的作用。,中心法则,DNA,mRNA,蛋白质,复制,转录,翻译,1、(2010高考江苏卷)下列关于核酸的叙述中，正确的是（ ） A、DNA和RNA中的五碳糖相同 B、组成DNA与ATP的元素种类不同 C、T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中 D、双链DNA中嘌呤数等于嘧啶数,D,近两年高考真题演练,2、 (09福建高考卷)下列关于组成细胞化合物的叙述，不正确的是（ ） A、蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变 B、RNA与DNA的分子结构相似，由四种核苷酸组成，可以储存遗传信息 C、DNA分子碱基的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性 D、胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内参与血液中脂质的运输,A,强调：,在生物体内若含有2种核酸，则含有碱基5种，核苷酸8种； 若生物体内只含有一种核酸(如病毒)，则含有4种碱基和 4种核苷酸。,原核生物的遗传物质是DNA ，真核生物的遗传物质是DNA ， 所以说，凡是有细胞构成的生物，其遗传物质都是DNA 。 病毒只有一种核酸，有的是DNA ，有的是RNA。,7.核苷酸的排列顺序与遗传信息 绝大多数的生物，其遗传信息贮存在DNA分子中，DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。构成DNA的脱氧核苷酸有4种，但成千上万个脱氧核苷酸的排列顺序极其多样，即不同DNA分子之间4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是不同的，因此，DNA分子具有多样性。每个特定的DNA分子，又有其特定的脱氧核苷酸排列顺序，所以，DNA分子又具有特异性。不同生物的遗传信息，以不同脱氧核苷酸的排列顺序的方式储存在DNA分子中。有一些病毒中没有DNA，只有RNA，它的遗传信息就储存在RNA分子中。,四、 试验探究： 观察DNA、RNA在细胞中的分布,1实验原理 (1)甲基绿和吡罗红两种染色剂对DN A和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。 (2)盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。,2注意事项 (1)吡罗红甲基绿染色剂，应该现配现用。 (2)水解要注意掌握水温和时间，才能达到水解的目的 (3)注意调节视野的通光亮度。 (4)要漱净口腔再取材，以免口腔食物残渣干扰现象观察现象。 (5)取口腔上皮时动作不要重，在口腔内侧壁上轻轻刮几下就可以了。,3结论 在真核细胞内DNA主要存在于细胞核中，在线粒体、叶 绿体中也存在；在细菌等原核生物细胞中，DNA存在于拟核 中，细胞质的质粒也有DNA，RNA主要存在细胞质中。病毒只有一种核酸。,答案：C,练习1某氨基酸分子含有2个氨基，其中一个氨基和羧基连在同一个碳原子上，则另一个氨基的部位就是（ ） A. 和羧基连在同一个碳原子上 B. 一定连在羧基上 .在基上 .与氨基端相连,答案：C,练习2关于氨基酸形成肽键的叙述中，正确的是 一个氨基酸分子的羧基与它的氨基缩合成肽键 一个氨基酸分子的氨基与另一个氨基酸分子的氨基缩合成肽键 一个氨基酸分子的氨基与另一个氨基酸分子的羧基缩合成肽键 一个氨基酸分子的羧基与另一个氨基酸分子的羧基缩合成肽键,答案：D,练习3两个氨基酸分子缩合形成二肽，脱去一分子水。这个水分子中氢来自（ ） 羧基（） 氨基 （ ） 连在碳原子上的氢 氨基和羧基,练习4下列各项中与蛋白质作用无关的是（） A催化与调节 B运动 C. 运送物质 D贮存遗传信息,练习5下列哪项不是蛋白质在人体内的生理功能( ) A细胞的重要组成成分 B催化各类生理生化反应 C调节机体的代谢 D能量的主要来源,答案：C,答案：D,答案：D,练习6.一个蛋白质分子有三条肽链构成，共有366个氨基酸，则这个蛋白质分子至少含有的氨基和羧基的数目是 A.366和366 B.365和363 C.363和363 D.3和3,答案：C,练习720种氨基酸的平均分子质量是128，现有一蛋白质由两条肽链构成，共98肽键，则此蛋白质的相对分子质量接近于 A.1280 B.12544 C.11036 D.12288,A,C,练习10.下图表示有关蛋白质分子的简要概念图， 下列对图示分析正确的是( ),AB中肯定含有S元素 B过程发生所需模板和运输B的工具都是RNA C多肽中B的数目等于C的数目 D蛋白质结构和功能的多样性是生物多样性的根本原因,答案：B,【解析】蛋白质的必有组成元素为C、H、O、N，只有个别氨基酸才含有S、Fe等元素，故A错误；过程为翻译，需要mRNA为模板，B为氨基酸，转运B的是转运RNA，故B正确；肽键数氨基酸数肽链数，故C错误；生物多样性根本原因是遗传物质(基因)的多样性，故D错误。,答案：C,C,1、(2010高考江苏卷)下列关于核酸的叙述中，正确的是（ ） A、DNA和RNA中的五碳糖相同 B、组成DNA与ATP的元素种类不同 C、T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中 D、双链DNA中嘌呤数等于嘧啶数,D,解析： DNA和RNA中的五碳糖是不同的， DNA分子中的五碳糖是脱氧核糖，而RNA分子中的五碳糖是核糖；组成DNA与ATP的元素种类是相同的，都是C、H、O、N、P； T2噬菌体的遗传信息不是贮存在RNA中，而是储存在DNA；在双链DNA分子中，根据碱基互补配对原则，腺嘌呤