2019_20学年高中生物2.2.2蛋白质和核酸的结构和功能课件苏教版必修.pptx

第2课时 蛋白质和核酸的结构和功能,一,二,一、蛋白质的基本组成单位氨基酸 1.写出氨基酸的主要元素组成:C、H、O、N。 2.写出字母所代表的结构:a.氨基,b.羧基,c.R基,d.氢原子, e.中心碳原子。 3.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在同一个碳原子上。 4.不同氨基酸的区别是R基不同。,三,一,二,三,二、蛋白质的合成、结构和功能 1.氨基酸脱水缩合形成多肽(蛋白质),(1)这种化学反应称为脱水缩合,形成的化合物有二肽和H2O。 (3)产物的虚线框内的结构是肽键。,一,二,三,2.蛋白质结构多样性的原因,3.蛋白质的功能 催化、运输、运动、防御、调控。,一,二,三,自主思考 下图所示为构成蛋白质的一种氨基酸的结构简式,可以看出此种氨基酸的结构中含几个羧基?每种氨基酸至少含一个氨基和一个羧基,还是一定含一个氨基和一个羧基? 提示:该氨基酸含有两个羧基。每种氨基酸至少含一个氨基和一个羧基,R基上可能含有氨基或羧基。,一,二,三,三、核酸的结构和功能 1.核酸的结构 (1)元素组成:C、H、O、N、P。 (2)基本单位核苷酸 脱氧核苷酸的构成 A.写出字母所代表的结构:a.磷酸,b.脱氧核糖,c.碱基。 B.脱氧核苷酸的构成:一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基(A、T、C、G)。,一,二,三,核糖核苷酸的构成 A.写出字母所代表的结构:a.磷酸,b.核糖,c.碱基。 B.核糖核苷酸的构成:一分子磷酸、一分子核糖、一分子含氮碱基(A、U、C、G)。,一,二,三,(3)核酸的组成,一,二,三,2.核酸的分布 (1)DNA主要集中在细胞核,线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。 (2)RNA主要分布在细胞质中。 3.功能 核酸是细胞中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重要作用。,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,三,蛋白质的结构和功能 问题导引,蚕丝被贴身暖和、轻盈透气,是“健康绿色睡眠”的首选。“蚕丝”的主要成分是什么?基本单位是什么? 提示:蚕丝的主要成分是蛋白质,蛋白质的基本单位是氨基酸。,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,三,名师精讲 1.氨基酸结构通式解读,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,三,2.特点分析及举例,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,三,特别提醒(1)氨基、羧基、R基书写时一定要写上相应的化学键“”,如“NH2”“COOH”“R”。 (2)氨基酸的分子式可记为C2H4O2NR。,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,三,3.蛋白质分子结构多样性的原因 (1)氨基酸的种类不同,构成的肽链不同。 (2)氨基酸的数目不同,构成的肽链不同。 (3)氨基酸的排列顺序不同,构成的肽链不同。 (4)肽链的数目和蛋白质的空间结构不同,构成的蛋白质不同。,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,三,4.蛋白质与多肽的区别与联系,注氨基酸脱水缩合形成的多肽,不叫蛋白质,多肽形成一定的空间结构才叫蛋白质。,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,三,典例剖析 【例题1】下图是四种物质的结构简式,下列相关叙述正确的是( ),探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,三,A.构成氨基酸的元素只有C、H、O、N B.乙、丙的R基分别是CH2COOH、CH2SH C.构成蛋白质的氨基酸中,羧基或氨基只连在中心碳原子上 D.丁既有氨基又有羧基,因此是构成蛋白质的氨基酸之一 解析:构成氨基酸的基本元素是C、H、O、N,另外有的氨基酸含有S元素,如丙,有的氨基酸中R基上有氨基或羧基,如乙,丁的氨基与羧基没有连在同一个碳原子上,不属于构成蛋白质的氨基酸。 答案:B,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,三,变式训练1 下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法,正确的是( ) A.蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关 B.已知某化合物含有C、H、O、N等元素,可以推断此物质为蛋白质 C.不同蛋白质分子中组成肽键的化学元素无差异性 D.蛋白质空间结构改变,可能会导致蛋白质失去生物活性,但这种改变一般是可逆的 解析:蛋白质结构的多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构(即肽链的盘曲折叠方式)有关,与氨基酸的空间结构无关;含C、H、O、N等元素的物质可能是核酸等其他物质;蛋白质空间结构的改变是不可逆的。 答案:C,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,三,氨基酸的脱水缩合及相关计算 问题导引 两个氨基酸脱水缩合形成的二肽中还有氨基和羧基吗?多肽和蛋白质呢? 提示:二肽的两端分别有一个氨基和一个羧基。多肽和蛋白质也在相应的肽链两端分别有一个氨基和一个羧基。,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,三,名师精讲 1.氨基酸脱水缩合,注意以下几点。 (1)反应产物中有“H2O”。脱去的水分子中的氢分别来自羧基和氨基,氧来自羧基。 (2)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。 (3)肽键的表达式有以下几种:CONH、NHCO或 ,注意不能忽略其中的“”。,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,三,2.氨基酸的排列与多肽种类的计算 假设有A、B、C三种氨基酸,由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形分析。 (1)A、B、C三种氨基酸,在每种氨基酸足够多的情况下,可形成肽类化合物的种类。,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,三,(2)A、B、C三种氨基酸,在每种氨基酸只有一个的情况下,可形成肽类化合物的种类。,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,三,3.相关计算 (1)氨基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基总数-肽键数。 (2)羧基数=肽链数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基总数-肽键数。 (3)氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数。 (4)氧原子数=肽键数+2肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去的水分子数。 (5)氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数-2脱去的水分子数。 (6)假设氨基酸的平均相对分子质量为a,由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链时的数量关系如下表所示。,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,三,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,三,特别提醒R基和二硫键对计算结果有影响 (1)R基所含有的氨基与羧基不参与脱水缩合,所以计算肽链中氨基与羧基数目时,应关注R基是否也含有氨基或羧基。 (2)蛋白质相对分子质量的计算中,应注意:若肽链间有SS,则蛋白质的相对分子质量=na-18(n-m)-2k(n为氨基酸个数,a为氨基酸平均相对分子质量,m为肽链条数,k为SS的个数),因为SS是由两个SH脱去两个H连接而成的。,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,三,典例剖析 【例题2】下图是某多肽化合物的示意图,据图回答下列问题。,(1)该化合物的名称是 ,含 个氨基, 个羧基。 (2)图示化合物由 个氨基酸脱水缩合形成,形成过程中脱去 分子H2O。 (3)图中 (用数字表示)表示肽键,构成该化合物的氨基酸有 种。 (4)若构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为120,则该化合物的相对分子质量约为 。,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,三,解析:(1)由图可以看出,该化合物由3个氨基酸脱水缩合形成,故称为三肽,含2个羧基,1个氨基。(2)3个氨基酸脱水缩合,脱去2分子H2O。(3)肽键结构为CONH,可用图中表示,分别为构成该三肽的氨基酸的R基,且各不相同,因此氨基酸有3种。(4)氨基酸的平均相对分子质量为120,3个氨基酸相对分子质量之和约为360,经脱水缩合形成2分子H2O,即360-218=324。 答案:(1)三肽 1 2 (2)3 2 (3) 3 (4)324,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,三,变式训练2 已知20种氨基酸的平均相对分子质量是128,现有一蛋白质由两条肽链组成,共有肽键98个,则此蛋白质的相对分子质量最接近于( ) A.12 800 B.12 544 C.11 036 D.12 288 解析:肽键数=氨基酸数-肽链数=失去水分子数,故本题中蛋白质分子中氨基酸总数是98+2=100(个)。形成过程中共失去98个水分子。故蛋白质的相对分子质量最接近100128-9818=11 036。 答案:C,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,三,典型方法巧记“蛋白质”的有关知识点 有关蛋白质的知识可归纳为“一个通式、两个标准、三个数量关系、四个原因”。 (1)“一个通式”是指组成蛋白质的基本单位氨基酸的通式只有一个。 (2)“两个标准”是指组成蛋白质的氨基酸必须同时具备的标准有两个:一个是数量标准,即每种氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基;二是位置标准,即都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,三,(3)“三个数量关系”是指蛋白质分子合成过程中的三个数量(氨基酸数、肽键数或脱去水分子数、肽链数)间的关系。当n个氨基酸脱水缩合成一条肽链时,脱去水分子数为n-1,形成的肽键数为n-1,即脱去的水分子数=肽键数=氨基酸数-1;当n个氨基酸形成m条肽链时,肽键数=脱去水分子数=n-m。 (4)“四个原因”是指蛋白质分子结构多样性的原因有四个。,探究点,一,实验设计,当堂检测,二,三,核酸的结构和功能 问题导引 “DNA指纹法”在案件侦破中具有重要作用,此方法运用了DNA的什么特点? 提示:DNA上携带着大量的遗传信息,不同个体的DNA分子中4种脱氧核糖核苷酸的排列顺序不同。,易错点排查,探究点,一,实验设计,当堂检测,二,三,名师精讲 1.核苷酸 (1)组成:一个核苷酸由一分子碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。如右图所示。,(2)种类:根据五碳糖的不同,可分为两类脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)和核糖核苷酸。,脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸,易错点排查,探究点,一,实验设计,当堂检测,二,三,2.核酸分子的结构层次,易错点排查,探究点,一,实验设计,当堂检测,二,三,3.DNA和RNA的比较,易错点排查,探究点,一,实验设计,当堂检测,二,三,4.DNA、RNA和蛋白质的初步水解产物和彻底水解产物,易错点排查,探究点,一,实验设计,当堂检测,二,三,易错点排查,特别提醒生物遗传物质的比较,探究点,一,实验设计,当堂检测,二,三,易错点排查,典例剖析 【例题3】不同生物含有的核酸种类不同。原核生物和真核生物同时含有DNA和RNA,病毒体内只含有DNA或RNA。对下列四种生物中的碱基、核苷酸、五碳糖种数的描述,正确的是( ),探究点,一,实验设计,当堂检测,二,三,解析:原核生物与真核生物同时含有DNA和RNA,则推知真核生物与原核生物都有5种碱基、8种核苷酸、2种五碳糖。病毒只有DNA或RNA,则病毒只有4种碱基、4种核苷酸、1种五碳糖。T2噬菌体与烟草花叶病毒都是病毒,其体内有4种碱基、4种核苷酸、1种五碳糖;烟草叶肉细胞、豌豆根毛细胞都是真核细胞,细胞中有2种五碳糖、5种碱基、8种核苷酸。 答案:B,易错点排查,典型方法不同生物体内核苷酸、五碳糖、碱基种类的判断方法 首先确定生物的种类,确定属于有细胞结构的生物还是无细胞结构的病毒。然后确定该种生物体内核酸的种类。,探究点,易错点排查,实验设计,当堂检测,判断正误(正确的画“”,错误的画“”)。 1.细胞中氨基酸的种类和数目相同的蛋白质不一定是同一种蛋白质。( ) 提示: 若氨基酸的排列顺序或肽链的空间结构不同,则不是同一种蛋白质。 2.分子式中只要有氨基和羧基,就一定是构成生物体蛋白质的氨基酸。( ) 提示: 构成生物体蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基,且必须有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 3.每种蛋白质分子均含有一条肽链。( ) 提示: 蛋白质分子由1条或多条肽链构成。,探究点,易错点排查,实验设计,当堂检测,4.每条肽链均含有一个氨基和一个羧基。( ) 提示: 每条肽链至少含一个氨基和一个羧基,R基中还可能含有氨基或羧基。 5.DNA分子是由两条核糖核苷酸链经盘曲而成的双螺旋结构。( ) 提示: DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸。 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。( ) 提示: 真核生物、原核生物、多数病毒以DNA为遗传物质,少数病毒以RNA为遗传物质。,探究点,实验设计,当堂检测,易错点排查,鉴定蛋白质 【实验指导】 1.实验原理 蛋白质+双缩脲试剂紫色 2.实验流程,探究点,实验设计,当堂检测,易错点排查,3.实验关键 (1)实验材料的选择 蛋白质的鉴定实验中,最好选用富含蛋白质的生物组织,植物材料常用的是大豆,动物材料常用的是鸡蛋的蛋清。 (2)做鉴定蛋白质的实验时,在鉴定之前,可以留出一部分样液,以便与鉴定时样液的颜色变化作对照,这样可以增强说服力。 (3)蛋白质要稀释主要是防止蛋白质粘固在试管壁上,使反应不彻底,也不易洗刷试管。,探究点,实验设计,当堂检测,易错点排查,4.斐林试剂与双缩脲试剂的比较,探究点,实验设计,当堂检测,易错点排查,【设计体验】 下列关于鉴定蛋白质的实验的说法,错误的是( ) A.先加NaOH溶液,混合后再加CuSO4溶液,摇匀观察 B.NaOH溶液与CuSO4溶液先等量混合后再加入,摇匀观察 C.鉴定蛋白质的原理是蛋白质与双缩脲试剂显示紫色反应 D.双缩脲试剂的成分与斐林试剂相同,但浓度不同 解析:双缩脲试剂的使用方法:在加有2 mL蛋白质溶液的试管中,先加2 mL NaOH溶液,混合后形成碱性环境,再加34滴CuSO4溶液摇匀后,可观察到紫色反应。 答案:B,1,2,3,4,5,探究点,实验设计,当堂检测,易错点排查,1.组成蛋白质的20种氨基酸分子中,其共有的结构是( ),答案:D,1,2,3,4,