【创新设计】高考生物一轮复习 113生命活动的主要承担者——蛋白质遗传信息的携带者——核酸课件 新人教版.ppt

第3讲生命活动的主要承担者 蛋白质遗传信息的携带者 核酸 蛋白质 生命活动的主要承担者 蛋白质 生命活动的主要承担者 排列顺序 胰岛素 转运作用 激素 免疫功能 想一想 人体内氨基酸如何分类 各有几种 答 必需氨基酸 人体细胞不能合成的 必需从外界直接获取 有10种 甲硫 缬 亮 异亮 赖 苏 精 组 色和苯丙氨酸等 非必需氨基酸 人体细胞能够合成的 10种 议一议 多肽与蛋白质有何区别 分泌蛋白的空间结构在哪里形成 答 多肽呈链状结构 往往无生物活性 而蛋白质具有一定的空间结构 有生物活性 分泌蛋白的空间结构是在内质网中形成的 核酸 遗传信息的携带者 小贴士 核糖核酸 rna 是由核糖核苷酸连接而成的单链 脱氧核糖核酸 dna 是由脱氧核苷酸连接而成的双链 结构模式图 二 显示未螺旋时的状态 dna分子呈螺旋形 如空间填充模型 三 显示的双螺旋形状 想一想 1 蛋白质初步水解的产物是 彻底水解的产物是 2 核酸初步水解的产物是 彻底水解的产物是 答 1 多肽氨基酸 2 核苷酸五碳糖 含氮碱基 磷酸看一看 用放射性同位素标记哪种物质可以研究dna和rna在细胞内的变化 为什么 答 研究dna的变化可标记胸腺嘧啶 t 研究rna的变化可标记尿嘧啶 u 因为其他碱基 a g c dna和rna都含有 step2核心突破 蛋白质的合成过程及相关计算 1 蛋白质形成过程分析 1 蛋白质与多肽的关系 每个蛋白质分子可以由1条肽链组成 也可由几条肽链通过一定的化学键 肯定不是肽键 连接而成 但多肽只有折叠成特定的空间结构进而构成蛋白质时 才能执行特定的生理功能 2 肽键的结构式可表示如下 3 一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基 分别位于肽链的两端 4 h2o中的h来自于 cooh和 nh2 而o则只来自于 cooh 5 若某肽链中有四个肽键 此化合物应叫五肽 不叫四肽 即以脱水缩合的氨基酸个数命名 多肽和蛋白质的区别 1 结构上有差异 多肽仅仅是蛋白质的初级结构形式 无空间结构 而蛋白质具有一定的空间结构 2 蛋白质多样性有四个方面原因 但多肽多样性只有三个方面的原因 这一点在组织答案时应特别注意 3 一条刚刚从核糖体这一车间下线的多肽链可以叫多肽 但不能称为蛋白质 蛋白质往往是由一条或几条多肽链和其他物质结合而成的 2 相关计算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 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 n原子数 各氨基酸中n原子的总数 肽键数 肽链数 r基上的n原子数 4 o原子数 各氨基酸中o原子的总数 脱去水分子数 肽键数 2 肽链数 r基上的o原子数 5 氨基酸的排列与肽类化合物的种类计算 a b c三种氨基酸 每种氨基酸数目无限的情况下 可形成肽类化合物的种类 形成三肽的种类 33 27种 形成二肽的种类 32 9种 a b c三种氨基酸 且每种氨基酸只有一个的情况下 形成肽类化合物的种类 形成三肽的种类 3 2 1 6种 形成二肽的种类 3 2 6种 6 氨基酸与相应dna及rna片段中碱基数目之间的关系 1 蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质有二硫键形成时 要考虑该过程脱去氢的质量 形成一个二硫键脱去2个氢原子 2 若脱水缩合形成的多肽链构成环状 则脱去的水分子数 参与脱水的氨基酸数 肽键数 其游离的氨基 羧基只能在r基上有可能出现 2010 江苏南京二模 一条肽链的分子式为c22h34o13n6 其水解后共产生了下列3种氨基酸 据此判断 下列有关叙述错误的是 a 1个c22h34o13n6分子水解后可以产生3个谷氨酸b 合成1个c22h34o13n6分子同时将产生5个水分子c 1个c22h34o13n6分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基d 在细胞中合成1个c22h34o13n6分子至少需要3种trna解析 3种氨基酸都含有一个氨基 c22h34o13n6是由6个氨基酸脱水缩合而成 甘氨酸和丙氨酸共3个 谷氨酸3个 1个c22h34o13n6分子中存在1个游离的氨基和4个游离的羧基 答案 c 蛋白质结构和功能的多样性 1 结构的多样性 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 氨基酸的排列次序不同 构成的肽链不同 4 肽链的数目和盘曲折叠形成的空间结构不同 构成的蛋白质不同以上四点并非同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同 而是只要具备其中一点 就可说明两种蛋白质结构不同 2 功能多样性与结构多样性的关系 蛋白质多样性与生物多样性的关系 下列各项与蛋白质结构多样性无关的是 a 氨基酸的数目 种类和排列顺序b 构成蛋白质的多肽链的数目c 构成蛋白质的多肽链盘曲折叠形成的空间结构d 氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基解析 构成蛋白质的氨基酸的数目 种类 排列顺序不同 蛋白质则不同 构成蛋白质的多肽链条数不同 蛋白质的结构也不同 多肽链盘曲折叠形成的空间结构不同 蛋白质也不同 因此a b c三项都是蛋白质多样性的原因 只有d项不是 答案 d 核酸的组成 功能及与蛋白质的关系 1 核酸的组成分析 2 dna和rna的比较 3 蛋白质与核酸的比较 4 dna rna 蛋白质的水解产物和代谢产物 rna作为遗传物质的前提是生物体内不存在dna 当rna作为遗传物质时 由于rna单链结构不稳定 容易发生突变 少数rna具有催化功能 特指生物体内的酶 朊病毒既无dna 也无rna 化学成分只有蛋白质 蛋白质 核酸的结构及种类具有物种差异性 因而可以从分子水平上 通过分析不同物种的核酸和蛋白质来区分或判断不同物种间的亲缘关系 也可用于刑事案件的侦破或亲子鉴定 生物体内的水 无机盐 糖类 脂质 氨基酸 核苷酸等则不具有物种差异性 高考改编 下图为人体内两种重要化合物a与b的化学组成关系 相关叙述中正确的是 a的种类约有20种 b的种类有8种 a的结构通式可表示为 b是人体的遗传物质 a的种类在神经细胞与表皮细胞中相同 b则不同a b c d 解析 根据图解可知 a与b是染色体的主要成分 a和b共有元素为c h o n 而且a不含p b含p 这样可以确定b为dna a为蛋白质 所以由n和c h o四种元素组成的小分子化合物a是氨基酸 其种类约有20种 每一种氨基酸都至少有一个氨基和一个羧基且连在同一碳原子上 由氨基酸构成蛋白质 a 由c h o和n p组成的小分子化合物b是脱氧核苷酸 其种类有4种 人染色体的主要成分是dna和蛋白质 所以排除b是核糖核苷酸的可能 由脱氧核苷酸形成dna b dna是人的遗传物质 由于同一个体的细胞都是由受精卵经有丝分裂形成的 所以其遗传物质相同 又由于不同细胞基因的选择性表达 所以蛋白质各不相同 从而形成不同形态和功能的细胞 答案 b 个性知识归纳 1 蛋白质的三维结构与其热变性 浙江科技版 蛋白质分子由一条或多条肽链组成 肽链间只有通过一定的化学键 肯定不是肽键 构成独特的三维结构时 才表现出特有的生物活性 蛋白质的空间结构并不稳定 会随着温度的升高而发生改变 并且一旦改变 便会失去活性 这种现象就叫蛋白质的热变性 一般地蛋白质在温度升高后 其生物活性会降低 在温度超过40 50 时 其活性就可能完全丧失 2 蛋白质的合成与运输 中国地图版 思考感悟提示 选择题抢分技巧 读 审 抓 蛋白质形成过程的相关计算 重视氨基酸脱水缩合形成环状多肽时肽键的有关计算有关蛋白质形成过程中肽键数及水分子数的计算 肽键数 脱下的水分子数 氨基酸数 肽链条数 若试题中组成蛋白质的多肽中有环状多肽 因为环肽首尾氨基酸彼此相连 故形成一个环肽时 比形成一条直链肽要多生成一个水分子 由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子 含n条多肽 其中z条是环状多肽 这个蛋白质分子完全水解共需水分子个数为 a m n zb m n zc m z nd m z n解析 在形成蛋白质的过程中 脱水缩合形成的水分子数 氨基酸数目 肽链的条数 假如这n条多肽都是直链的话 则形成m n个水分子 由于形成一个环肽比形成一条直链肽多形成一个水分子 而在n条多肽中有z条是环肽 故由m个氨基酸形成该蛋白质分子时共形成了m n z个水分子 因此该蛋白质水解形成氨基酸的时候就需消耗m n z个水分子 答案 a 核酸的化学组成及结构的考查 碱基种类与核苷酸种类的关系1 在只有dna或rna的生物中4种碱基 1种磷酸 1种五碳糖2 同时含有dna和rna的生物5种碱基 1种磷酸 2种五碳糖 含有2000个碱基对的dna分子片段彻底水解后得到的物质种类数最多为 a 4种b 5种c 6种d 8种解析 本题考查的是dna分子的组成单位 彻底水解之后的物质不是dna的基本组成单位脱氧核苷酸 而是脱氧核苷酸继续水解形成的脱氧核糖 磷酸和4种不同的碱基 因此得到的产物有6种 答案 c 非选择题保分策略 找思路 抓要点 求规范 蛋白质结构和功能的综合考查 通过提供的新情景考查蛋白质的结构和功能 提升 用文字 图表以及数学表达式等多种形式准确描述生物学方面内容 的能力 2010 汕头模拟 蛋白质是一切生命活动的体现者 对于生物体而言 蛋白质的 生老病死 至关重要 2004年诺贝尔化学奖获得者研究发现 一种被称为泛素的多肽在需要能量的蛋白质降解过程中起重要作用 泛素激活酶e1将泛素分子激活 然后由e1将泛素交给泛素结合酶e2 最后在泛素连接酶e3的指引下将泛素转移到靶蛋白上 这一过程不断重复 靶蛋白就被绑上一批泛素分子 被泛素标记的靶蛋白很快被送往细胞内一种称为蛋白酶体的结构中进行降解 整个过程可表示为如下所示图解 请分析回答 1 蛋白质在生物体内具有多种重要功能 依上述材料可推测出蛋白质的一项具体功能是 2 泛素调节的蛋白质降解过程中所需能量主要来自 物质 3 蛋白酶体所含的酶最可能是 4 细胞内e1 e2 e3在蛋白质降解过程中所起的作用不同 从分子水平上分析 其原因是 思路点拨 1 题干信息显示泛素可使靶蛋白在蛋白酶体中降解 整个过程离不开泛素结合酶 连接酶等 而它们在反应前后并未改变 说明蛋白质具有催化作用 2 在细胞和生物体的生命活动中 能量的主要来源是糖类 蛋白质的降解也需要能量 3 蛋白酶体可将靶蛋白降解 即水解 因此 其中所含酶应为蛋白质水解酶 蛋白酶 4 各种酶的催化功能不同是由其分子结构所决定的 答案 1 催化作用 2 糖类 3 蛋白酶 4 它们虽都是蛋白质 但其分子结构不同题后反思 本题重在考查阅读能力 信息提取与处理能力以及分析 推理能力 就知识而言 则主要考查了酶和蛋白质的相关知识 是今后高考命题的方向 高考题组专训 理解能力的考查 1 2010 江苏 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分子中嘌呤数等于嘧啶数解析 本题主要考查dna rna的化学组成及t2噬菌体的遗传物质 意在考查考生的识记 判断能力 dna含的五碳糖是脱氧核糖 rna含的五碳糖是核糖 组成dna和atp的元素种类都是c h o n p t2噬菌体的遗传信息贮存在dna中 双链dna分子中a与t配对 g与c配对 故嘌呤数等于嘧啶数 答案 d 获取信息的能力考查 2 2010 上海 如图表示生物体内的某化学反应 下列有关该反应的叙述中错误的是 a 需要解旋酶b 属于水解反应c 会有能量变化d 反应速度与温度有关解析 本题考查蛋白质的水解过程 意在考查考生的识图分析能力 分析图形可知 该图可表示肽酶催化肽键断裂的水解过程 水解需要肽酶的催化作用 酶的活性受温度的影响 故反应速度与温度有关 水解过程中肽键断裂 会引起能量的变化 解旋酶用于dna分子复制和转录过程中的解旋 答案 a 2009 上海高考 某蛋白质由m条肽链 n个氨基酸组成 该蛋白质至少有氧原子的个数是 a n mb n 2mc n md n 2m解析 该蛋白质中含有肽键数为 n m 个 每个肽键 co nh 含有一个氧原子 m条肽链至少含有m个游离的羧基 cooh 因此 该蛋白质中至少含有的氧原子的个数为n m 2m n m 答案 c 综合运用能力的考查 3 2009 天津理综 下列过程中 涉及肽键数量变化的是 a 洋葱根尖细胞染色体的复制b 用纤维素酶处理植物细胞c 小肠上皮细胞吸收氨基酸d 蛋清中加入nacl使蛋白质析出解析 本题考查与蛋白质的合成 分解相关的知识 在纤维素酶催化纤维素分解的过程中 纤维素酶 蛋白质 作为催化剂 其本身不发生肽键数量的变化 小肠上皮细胞吸收氨基酸为主动运输的过程 不是小肠内蛋白质的消化过程 蛋白质的盐析过程不是分解过程 上述三者都不涉及肽键数目的变化 洋葱根尖细胞染色体的复制包括dna的复制和有关蛋白质的合成 涉及肽键数目的增多 答案 a 实验探究能力的考查 4 2010 广东理综 29 假设你去某饲料研究所进行课外实践活动 需要完成以下任务 1 选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质 提供的试剂有 碘液 苏丹 溶液 双缩脲试剂 斐林试剂 你选用的试剂应该是 填试剂编号 蛋白质与相应试剂反应后 显示的颜色应为 2 完善以下实验设计并回答问题 探究a动物蛋白对小鼠生长的影响资料 饲料中的蛋白含量一般低于20 普通饲料可维持小鼠正常生长 a动物蛋白有可能用于饲料生产 一 研究目的探究a动物蛋白对小鼠生长的影响 二 饲料1 基础饲料 基本无蛋白质的饲料 2 普通饲料 含12 植物蛋白 基础饲料 植物蛋白 3 实验饲料 基础饲料 a动物蛋白 三 实验分组四 实验方法和检测指标 略 实验组6中 应该为 原因是 应该为 原因是 要直观和定量地反映小鼠的生长情况 可以测量小鼠的 和 解析 本题从课本实验和实验设计两个角度综合考查实验 1 蛋白质的鉴定试剂一般为双缩脲试剂 蛋白质遇双缩脲试剂呈紫色 碘液鉴定淀粉 呈蓝色 苏丹 溶液鉴定脂肪 呈橘黄色 斐林试剂鉴定还原糖 呈砖红色 2 该实验中 自变量为饲料种类 则实验组6中 为普通饲料 内含植物蛋白和基础饲料 为本实验提供条件对照 饲养时间在本实验中属于无关变量 对照实验中应控制无关变量适宜且相同 以免影响实验结果 因此 为21天 小鼠的体重和体长是直观反映小鼠生长情况的指标 且能定量测定 答案 1 紫色 2 普通饲料需要普通饲料作对照21饲养时间相同 实验结果的比较才有意义 体重体长 模拟题组专训 蛋白质的结构与功能 1 2010 张家港模拟 如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 a a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rnac 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细胞多样性的根本原因解析 a中可能含有s元素 也可能不含 多肽中氨基酸数不一定等于肽键数 在环状多肽中氨基酸数等于肽键数 细胞多样性的根本原因是遗传信息的多样性 答案 b 2 若含3h的氨基酸在甲状腺细胞内的代谢过程中产生了3h2o 那么水中的3h最可能来自氨基酸的 a coohb nh2c rd cooh和 nh2解析 此题考查了氨基酸脱水缩合形成多肽的过程 在脱水缩合过程中一个氨基酸的 nh2脱去一个h 另一个氨基酸的 cooh脱去 oh 脱下来的这两部分便形成了一分子水 所以含3h的氨基酸在代谢过程中产生的3h2o中 两个3h最可能是一个来自 cooh 另一个来自 nh2 答案 d 图表分析题 朊病毒蛋白 prp 有两种 一种是prpc 一种是prpsc 它们的比较如下表 由此可以推知控制合成这两种蛋白质的基因核苷酸排列顺序以及它们表现出不同性质的原因分别是 a 不相同 溶解度不同b 不相同 氨基酸组成的种类不同c 相同 空间结构不同d 相同 组成氨基酸的数量不同解析 据表可知 两者的空间结构不同 肽链氨基酸的排列顺序相同 答案 c 核酸的考查 4 核酸是生物特有的重要大分子化合物 广泛存在于各类生物细胞中 在生物的个体生长 发育 繁殖 遗传和变异等生命过程中起着重要的作用 下列关于核酸的叙述不正确的是 a 种瓜得瓜 种豆得豆 的遗传现象源于核酸所携带的遗传信息b 实验观察细胞的dna时加吡罗红 观察细胞的rna时加甲基绿c dna指纹 的原理是组成dna的脱氧核苷酸排列顺序具有多样性d 细胞质 线粒体 叶绿体 无核膜结构的细菌和无细胞结构的病毒都含核酸解析 本题以核酸的知识作为立意命题 考查核酸的结构 功能 分布及 观察dna和rna在细胞中的分布 实验中染色剂的相关知识 种瓜得瓜 种豆得豆 体现的是自然界中生物的遗传性 而遗传物质是核酸 实验过程中染色剂是甲基绿和吡罗红的混合液 且甲基绿使dna呈现绿色 吡罗红使rna呈现红色 核酸分为脱氧核糖核酸 dna 和核糖核酸 rna 两大类 广泛存在于各种生物中 其中线粒体和叶绿体中含有少量的dna 因此不正确的选项是b 答案 b 蛋白质相关知识的综合考查 5 原创题 我国中科院上海生化研究所合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物 脑啡肽 下面是它的结构简式 脑啡肽的合成采用的是蛋白质工程技术 这是生物发展在分子水平上的又一突破 请根据此化合物的结构分析回答 1 该化合物有 个氨基和 个羧基 2 该化合物是由 个氨基酸失去 分子水而形成的 这样的反应叫做 该化合物叫 肽 在形成时 相对分子质量减少了 3 脑啡肽水解后可产生 种氨基酸 造成氨基酸种类不同的原因是 4 现有质量浓度为0 1g ml的naoh溶液 鸡蛋 人的口腔唾液 酶 质量浓度为0 01g ml的cuso4溶液 水 小烧杯 玻璃棒 试管 滴管和滴瓶 请设计一个实验证明 脑啡肽是多肽 实验原理 方法步骤 预期结果 实验结论 解析 该多肽中含有4个肽键 是由5个氨基酸脱水缩合而成的 在形成该多肽时 共脱去4个水分子 相对分子质量减少了4 18 72 该多肽中有一个氨基和一个羧基 从结构上可看出 左起第二个氨基酸r基和第三个氨基酸r基相同 应为同一种氨基酸 因此脑啡肽水解后可产生4种氨基酸 脑啡肽是多肽 在碱性溶液中 多肽与cuso4反应能产生紫色物质 即双缩脲反应 在设计实验时还应注意空白对照 答案 1 11 2 54脱水缩合五72 3 4r基不同 4 在碱性溶液中 多肽与cuso4反应能产生紫色物质 即双缩脲反应 取2支试管分别编号a b 在a中加入2ml脑啡肽液 在b中加入2ml清水 在2支试管中各加入1ml0 1g ml的naoh溶液 振荡 在2支试管中各加入4滴0 01g ml的cuso4溶液 振荡 a试管中出现紫色 b试管中不出现紫色 脑啡肽是一种多肽 基本技能 2 实验流程 3 实验现象及相关结论 技能提升 比较归纳教材中鉴定类实验1 本实验的注意事项 1 几种液体在实验中的作用 0 9 的nacl溶液 保持口腔上皮细胞正常形态 8 的盐酸 a 改变细胞膜等的通透性b 使染色体中dna与蛋白质分离 蒸馏水 a 配制染色剂 b 冲洗载玻片 2 关于甲基绿和吡罗红溶液的配制 甲基绿吡罗红染色液包括a液和b液 使用时现用现配 3 由于绿色植物叶肉细胞含叶绿体 为避免色素的干扰 该实验不宜选用绿色植物的叶肉细胞 4 dna和rna在细胞核和细胞质中都有分布 只是量的多少不同 2 某些特定化学物质的检测方法 3 用于提取或鉴定的试剂及颜色反应 案例导析 在 观察dna和rna在细胞中分布 的实验中 下列说法正确的是 a 染色时先用甲基绿染液 再用吡罗红染液b 用8 的盐酸目的之一是使dna与蛋白质分离 使dna水解c 酒精灯烘干载玻片 可迅速杀死细胞 防止细胞死亡时溶酶体对核酸的破坏d 用高倍显微镜可以比较清楚地看到呈绿色的染色体和呈红色的rna分子 思路点拨 实验观察dna与rna在细胞中分布的实验 主要是考查实验材料和操作步骤 解题的时候应该以教材基础知识为出发点 进行类比和迁移 在配制时首先将吡罗红甲基绿混合粉剂溶解 最后得到的染色剂中既有甲基绿 又有吡罗红 用8 的盐酸目的之一是使dna与蛋白质分开 利于甲基绿染色 并不是水解dna 否则就观察不出dna分布状况 酒精灯烘干临时装片的目的是杀死并固定细胞 否则口腔上皮细胞在死亡时 溶酶体中的水解酶会破坏细胞内的物质 包括dna rna等 染色体主要由dna和蛋白质组成 此实验中使用盐酸时已使dna和蛋白质分离 甲基绿染液只能使dna分子着色 所以观察不到呈绿色的染色体 答案 c 1 rna主要产生的部位和发挥作用的部位相同吗 为什么 2 实验选材用猪血行吗 为什么 提示 1