高中生物 1.2.2细胞中的生物大分子(二)课件 苏教版必修1 .ppt

第二节细胞中的生物大分子 二 一 蛋白质的结构和功能1 氨基酸及其种类 1 写出图中结构名称 a c 2 比较图中两种氨基酸 写出氨基酸的结构通式 3 不同的氨基酸取决于r基的不同 图中两种氨基酸的r基分别是 氨基 羧基 b d c h c h2n oh o r1 c h c n oh o r2 h2 h h 脱水缩合 oh h h oh c h c h2n o r1 c h c n oh o r2 h h2o 肽键 二肽 脱水缩合反应 2 氨基酸通过脱水缩合形成二肽 1 过程 名称 场所 2 物质 3 结构 其结构简式为 4 h2o中h的来源 5 多个氨基酸发生该反应 产物名称为 脱水缩合 核糖体 二肽 肽键 nh co 一个来自氨基 一个来自羧基 多肽 3 蛋白质结构和功能的多样性 1 多样性的原因 组成蛋白质的氨基酸的 不同 组成蛋白质的多肽链的 和 不同 种类 数目 排列顺序 数目 空间结构 2 功能的多样性 将下列实例与相应的蛋白质功能连接起来 点拨 1 各种氨基酸理化性质不同的原因在于r基不同 2 r基中可以含有氨基 羧基 r基也可能是氨基 羧基 3 若蛋白质结构发生不可逆转的改变 则会失去生物学活性 二 鉴定蛋白质1 鉴定原理蛋白质 双缩脲试剂 紫色 2 过程 取2支洁净的试管并编号 加入已编号的试管 取2ml鸡卵清蛋白 牛奶 或生物组织研磨液 等 加入2mlnaoh溶液 轻轻振荡 摇匀 并观察物质的颜色变化 各加入3 4滴cuso4溶液 轻轻振荡 摇匀 并观察物质的颜色变化 三 核酸的种类和功能1 核酸的结构 1 化学元素 2 基本单位 填写单体的组成成分 a b c 填写有关组成成分的种类 b 种 c 种 c h o n p 核苷酸 磷酸 五碳糖 含氮碱基 2 5 4种 dna 4种 rna 3 比较dna和rna在组成上的区别 dna特有的结构 rna特有的结构 2 核酸的功能 1 细胞内携带 的物质 2 在生物体的 和 中具有极其重要的作用 点拨 核酸是一切生物的遗传物质 病毒的遗传物质是dna或rna 细胞生物 原核生物或真核生物 的遗传物质是dna 单体的种类 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖 胸腺嘧啶 t 核糖 尿嘧啶 u 遗传信息 遗传 变异 蛋白质的生物合成 思维判断 1 分子式中只要有氨基和羧基 就可以判断为构成生物体的氨基酸 分析 构成生物体的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基 且必须连在同一个碳原子上 2 细胞中氨基酸的种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质 分析 蛋白质的结构由氨基酸的种类 数量 排列顺序以及肽链的数目和空间结构决定 氨基酸种类和数量相同的蛋白质 若排列顺序不同 肽链的数目和空间结构不同 会构成不同的蛋白质 3 蛋白质结构的多样性决定了其功能的多样性 分析 每种蛋白质都具有各自特定的空间结构 这就决定了蛋白质分子结构的多样性 具有特定结构的蛋白质都有特定的生物功能 这就是蛋白质功能的多样性 4 dna是一切生物的遗传物质 分析 核酸是一切生物的遗传物质 大多数生物的遗传物质是dna 少数rna病毒的遗传物质是rna 故dna是主要的遗传物质 蛋白质的结构和功能1 蛋白质的四个结构层次及其多样性 元素 c h o n 有的还含有fe s等元素 氨基酸的种类不同 氨基酸的数目不同 氨基酸的排列顺序不同 肽链的数目和空间结构不同 结构蛋白 构成生物体功能蛋白 催化 运输 免疫 调节 表现 决定 功能多样性 结构多样性 蛋白质 2 有关蛋白质合成问题的计算 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n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o的总数 脱去水分子数 5 氢原子数 各氨基酸中h的总数 2 脱去水分子数 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 技巧点拨台 蛋白质合成过程中的计算技巧 1 氨基酸与相应dna rna片段中碱基数目之间计算时 当出现关键词 最多 至少 时 不应考虑该计算过程中终止密码子的碱基数 2 计算o和h的数量变化时 不要漏掉增加h2o中o h数值 典例训练1 以下关于氨基酸和多肽的叙述中正确的是 a 一条由n个氨基酸组成的肽链中含有的羧基数目和氧原子数目至少是1和nb n个氨基酸共有m个氨基 则这些氨基酸缩合成的一个多肽中的氨基数必为m nc 通常情况下 分子式为c63h102o45n17s2的链状多肽化合物中最多含有17个肽键d 甜味肽的分子式为c13h16o5n2 则甜味肽一定是二肽 解题指南 1 知识储备 1 构成生物体的氨基酸的特征 每个氨基酸至少含有1个氨基和1个羧基 并且连在同一个碳原子上 2 多肽的特征 一条多肽链的首端和尾端一定含有1个氨基和1个羧基 3 肽键数计算公式及组成肽键的元素种类分析 2 解题关键 1 明确每一个羧基中均有2个氧原子 每一个肽键中均有1个氧原子和1个氮原子 2 根据分子式中氮原子数可以分析出最多的氨基酸数 解析 选d 结合氨基酸的组成 分析甜味肽分子式c13h16o5n2 可知应由2个氨基酸组成 一定属于二肽 d项是正确的 a项中 一条由n个氨基酸组成的肽链中含有氧原子数目为 n 1 肽键中o 2 最末端羧基中o n 1个 不是n个 b项n个氨基酸共有m个氨基 则m n表示的是r基中氨基数 因此这些氨基酸缩合成的一个多肽中的氨基数必为m n 1 首端的氨基 c项中 分子式为c63h102o45n17s2的链状多肽化合物中最多参与构成的氨基酸为17个 结合n分析 则可得出该化合物中最多含有16个肽键 变式备选 下面是三种化合物的结构简式 有关三种化合物的叙述中错误的是 a 三种化合物可以用一个结构通式表示b 三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基 一个羧基c 三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应d 三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基 羧基数不同 解析 选b a正确 三种物质都是构成蛋白质的氨基酸 都可用氨基酸的结构通式表示 b错误 这句话应为 至少都含有一个氨基 一个羧基 c正确 双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应 是由于蛋白质中有肽键 氨基酸中无肽键 不能与双缩脲试剂发生紫色反应 d正确 三种化合物两两结合的物质中游离的氨基数分别是1 1 1 羧基数分别是2 1 2 变式备选 如图是某蛋白质分子的结构示意图 图中 等符号表示不同种类的氨基酸 图中甲链由21个氨基酸组成 乙链由19个氨基酸组成 图中 s s 是在蛋白质加工过程中由两个 sh 脱下2个h形成的 下列有关叙述中 正确的是 a 蛋白质多样性的主要原因是氨基酸的排列顺序b 该蛋白质分子中至少含有2个羧基c 图中 代表的化学键是在高尔基体中形成的d 形成该蛋白质分子时相对分子质量减少了684 解析 选b 该多肽是由2条肽链构成的 即至少含有2个羧基 b项是正确的 a项中蛋白质多样性取决于构成蛋白质的氨基酸种类 数目 排列顺序和蛋白质的空间结构 c项多肽是在核糖体上经脱水缩合形成的 不是在高尔基体上 d项中该蛋白质分子形成时相对分子质量减少为18 21 19 2 2 1 686 鉴定蛋白质1 蛋白质检测原理的两点剖析 1 在碱性溶液 naoh 中 双缩脲能与cu2 作用 形成紫色的络合物 2 蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键 故蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应 2 斐林试剂与双缩脲试剂的五点比较 3 实验材料的选择 1 宜选用蛋白质含量较高的生物组织 如豆浆 蛋清等 2 若使用蛋清作为实验材料 使用时必须稀释 否则实验后蛋清会粘在试管壁上 不易洗刷 若用豆浆作为实验材料 应稀释清淡一些 效果会更好 高考警示钟 双缩脲试剂的滴加 1 操作要领 要确保a液的量远多于b液的量 先加入a液2ml 摇匀 再加入b液3 4滴 摇匀 2 禁忌 双缩脲试剂不用加热 要现配现用 典例训练2 在可溶性还原性糖 脂肪 蛋白质的鉴定实验中 对实验材料的选择叙述错误的是 a 马铃薯块茎中含有较多的糖且近于白色 可用于进行可溶性还原性糖的鉴定b 花生种子富含脂肪且子叶肥厚 是用于脂肪鉴定的好材料c 大豆种子蛋白质含量高 是进行蛋白质鉴定的理想植物组织材料d 鸡蛋清含蛋白质多 是进行蛋白质鉴定的动物材料 解题指南 1 考查实质 对还原性糖 脂肪和蛋白质鉴定实验选材的理解 2 知识储备 实验材料要选择颜色浅或无色的材料 避免材料的颜色干扰实验结果 解析 选a 用于可溶性还原性糖鉴定的材料的要求是 含糖量高 且必须是还原性糖 如葡萄糖 麦芽糖 果糖 颜色较浅或近于白色 便于观察 马铃薯块茎中含有的糖大多是淀粉 还原性糖含量极少 用于脂肪鉴定的材料是富含脂肪的种子 花生种子富含脂肪 是用于脂肪鉴定的理想材料 用于蛋白质鉴定的材料是富含蛋白质的生物组织 常用的是大豆和鸡蛋清 蛋白 互动探究 1 a中的材料可以换成西瓜汁吗 提示 不能 因西瓜汁有颜色会干扰实验结果 2 a c中所用试剂种类相同 使用方法也相同吗 提示 斐林试剂甲液与乙液必须混合使用 而双缩脲试剂先加a液再加b液 变式备选 下列各组中的前项为需检测的物质 中项为使用的试剂 后项为产生的颜色 正确的是 a 葡萄糖 斐林试剂 砖红色b 脂肪 苏丹 染液 红色c 蛋白质 双缩脲试剂 蓝色d dna 派洛宁 红色 解析 选a 葡萄糖和斐林试剂反应产生砖红色沉淀 脂肪与苏丹 染液反应呈现橘黄色 rna被派洛宁染成红色 蛋白质与双缩脲试剂反应呈现紫色 核酸的结构 分类和功能1 核酸的结构层次 核苷酸链 核酸 或 2 核酸的两大分类和五项比较 由一条核糖核苷酸长链构成 核苷酸 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 细胞核 主要 线粒体 叶绿体 细胞质 主要 由两条脱氧核苷酸长链构成 呈现规则双螺旋结构 作为遗传物质 有些病毒 作为酶 具有催化功能 传递遗传信息 mrna 运输氨基酸 trna 组成核糖体 rrna a 腺嘌呤 c 胞嘧啶 g 鸟嘌呤 t 胸腺嘧啶 u 尿嘧啶 脱氧核糖 核糖 磷酸 携带遗传信息 控制性状 3 三类生物的核酸 核苷酸及碱基的情况 高考警示钟 有关核酸知识的理解 1 核苷酸 dna rna和atp中 a 的含义辨析 核苷酸分子中的a是腺嘌呤 dna和rna中的a是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸 atp中的a是腺苷 由腺嘌呤和核糖组成 2 同种生物的不同细胞中 核dna都相同 不考虑基因突变 而mrna和蛋白质则不同 这与基因选择性表达有关 3 dna呈双螺旋结构 所以具有稳定性 而rna一般呈单链 结构不稳定 更容易发生变异 典例训练3 细胞内的生物大分子是由单体相互结合形成的多聚体 图中甲 乙 丙为细胞内重要的三种多聚体 a和b为其单体 请结合此图 判断以下的叙述中正确的是 a 在人体细胞内 a共有4种b atp是由a连接两个高能磷酸键形成的c b可与双缩脲试剂发生紫色反应d 在某人的神经细胞和肝细胞中 甲一般相同 乙 丙一般不相同 解题指南 1 考查实质 本题主要考查了dna和rna基本组成及相互比较 atp的组成 蛋白质鉴定等知识 2 知识储备 1 t2噬菌体是dna病毒 由dna和蛋白质组成 甲流病毒是rna病毒 由rna和蛋白质组成 2 dna与rna组成及比较 3 atp失去两个高能磷酸键就是rna基本单位之一 4 蛋白质或多肽因为有肽键可与双缩脲试剂发生紫色反应 3 解题关键 结合病毒组成分析出甲 乙 丙 进而分析出a b分别是核苷酸 氨基酸 然后结合各选项分析解题 解析 选d 噬菌体为dna病毒 主要成分是dna和蛋白质 甲流病毒为rna病毒 主要成分是rna和蛋白质 则可知甲为dna 乙为rna 丙为蛋白质 相应的a为核苷酸 b为氨基酸 人体细胞内a共有8种 atp为三磷酸腺苷 断裂两个高能磷酸键后为一磷酸腺苷即腺嘌呤核糖核苷酸 而a可能为脱氧核苷酸 蛋白质或多肽因为有肽键可与双缩脲试剂发生紫色反应 氨基酸不能 因此a b c三项均是错误的 只有d项正确 在人体不同细胞中dna是相同的 但rna 蛋白质是不相同的 这是基因选择性表达的结果 互动探究 1 题中甲与乙的基本单位最主要的区别是什么 提示 甲中含有脱氧核糖和t 乙中含有核糖和u 分析 题中甲是dna 乙是rna 两者的基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸 最主要的区别是甲含有脱氧核糖和t 乙含有核糖和u 2 a形成甲 乙的过程和b形成丙的过程 共同的产物是什么 提示 水 分析 a形成甲 乙过程发生聚合反应 能产生水 b形成丙的过程发生脱水缩合 也能产生水 变式备选 2012 金华模拟 下列物质或结构中含有胸腺嘧啶 t 的是 a dna聚合酶b 烟草花叶病毒c atpd b淋巴细胞中的线粒体 解析 选d 胸腺嘧啶 t 是dna的组成成分 dna聚合酶是蛋白质 其基本单位是氨基酸 a错误 烟草花叶病毒是rna病毒 含有碱基 u 不含 t atp中含有腺嘌呤 b淋巴细胞中的线粒体中既有dna也有rna 故含有胸腺嘧啶 t 蛋白质与核酸的比较1 四点区别 2 两项联系 1 dna指导蛋白质的合成 2 dna多样性与蛋白质多样性的关系 碱基对数量及排列顺序dna多样性 肽链空间结构 氨基酸种类 数量 排列顺序不同 蛋白质多样性 体现 生物多样性 决定 提取材料中隐含信息 必需氨基酸的验证 案例 必需氨基酸的种类和含量是评价奶粉营养价值高低的主要标准 赖氨酸是人体内的必需氨基酸 缺乏则会影响人体内蛋白质的合成 导致营养不良 赖氨酸是否也是小白鼠体内的必需氨基酸 请根据给出的实验原理利用以下材料用具进行探究 材料用具 20只生长发育状况相同的正常幼年小白鼠 分装在不同试剂瓶中的20种氨基酸 不含蛋白质和氨基酸的食物 称量器 如天平 等 1 实验原理 必需氨基酸是动物体内不能合成的 只能从食物中获取的氨基酸 当动物体内缺乏必需氨基酸时 出现营养不良 体重增加缓慢 2 实验步骤 配食 配成食物a 配成食物b 分组 分别称其体重 饲喂 观察 3 结果预测及结论 命题人透析 1 解读探究问题确定自变量 本实验的探究问题是 赖氨酸是否也是小白鼠体内的必需氨基酸 由此可推出该实验的自变量是 赖氨酸 设置对照实验时 对照组的动物应该用含有20种氨基酸的食物a进行饲喂 实验组的动物饲喂加入除赖氨酸之外的19种氨基酸且含量和比例与a相同的食物b 2 透视 材料用具 提取隐含信息 生长发育状况相同的正常幼年小白鼠 排除小白鼠自身因素对实验结果的影响 增强了实验结果的科学性 20只 同时进行平行重复实验 排除了实验结果的偶然性 食物和氨基酸的提供 为 配食 提供方案 称量器 称重暗示了该实验的因变量应该是与 体重 有关 并为实验过程的物质用量的等量原则做了提示 3 用相应的 实验原则 规范答案 实验在具体步骤设计时 一定要注意实验原则 等量原则 配食时 食物a中氨基酸的含量及比例要适宜 食物b中除赖氨酸外的其他氨基酸含量和比例与a相同 对照原则 实验组和对照组对照 自身前后对照 分组要 随机均分 单一变量原则 除自变量外 小白鼠要在相同且适宜的环境中饲养观察 为了实验结果的准确性 要计算出实验前后小白鼠体重的变化量等 标准答案 2 取不含蛋白质和氨基酸的食物 加入含量和比例适宜的20种氨基酸取不含蛋白质和氨基酸的食物 加入除赖氨酸之外的19种氨基酸 其含量和比例与a相同 将20只小白鼠随机平均分成甲 乙两组 在相同且适宜的环境中饲喂两组小白鼠 甲组饲喂食物a 乙组饲喂食物b 分别称量甲 乙两组小白鼠的体重 计算体重增加量 3 若两组小白鼠的营养状况和体重增加量基本相同 则说明赖氨酸不是小白鼠体内的必需氨基酸 若甲组正常 乙组出现营养不良 体重增加量远小于甲组 则说明赖氨酸是小白鼠体内的必需氨基酸 阅卷人点评 得分要点 2 必须体现 不含蛋白质和氨基酸 含量和比例适宜 20种 除赖氨酸之外的19种 必须体现 随机平均 分组 必须体现 称量体重 计算体重的增加量 3 必须体现 实验的结论 失分案例 2 错答成 在食物中加入20种氨基酸 在食物中加入除赖氨酸之外的19种氨基酸 等 错答成 将小白鼠分成甲 乙两组 错答成 小白鼠的食欲状况 小白鼠的活动状况 3 答案不全 只答为 若两组小白鼠的营养状况和体重基本相同 答案不全 只答为 若甲组正常 乙组出现营养不良 体重增加量远小于甲组 1 蛋白质含量检测通常不是直接测定蛋白质含量 而是通过测定氮含量来推算蛋白质含量 一般来说 每100克蛋白质平均含氮16克 这些氮主要存在于蛋白质的 a co nh b 游离的氨基c 游离的羧基d r基 解析 选a 蛋白质中含氮的基团是肽键 氨基 包括r基中的氨基 但最主要的是肽键 因此正确选项为a项 2 某蛋白质由3条多肽 n个氨基酸组成 下列关于该蛋白质说法正确的是 a 形成该蛋白质时产生了n个水分子b 该蛋白质中至少含有n个肽键c 该蛋白质中至少含有3个游离的羧基d 合成该蛋白质至少需要20种氨基酸 解析 选c 该蛋白质由3条多肽 n个氨基酸组成 即可知形成的肽键数为n 3个 失去了n 3个水分子 因此a b项不正确 d项中构成生物体蛋白质的氨基酸约有20种 不是指合成该蛋白质一定需要有20种氨基酸参与 只有c项是正确的 蛋白质至少含有的羧基数等于肽链数 3 某肽链由51个氨基酸组成 如果用肽酶把其分解成1个二肽 2个五肽 3个六肽 3个七肽 则这些短肽的氨基总数的最小值 肽键总数依次是 a 9 42b 2 42c 2 51d 9 51 解析 选a 二肽中至少含有氨基为1个 肽键为1个 五肽中至少含有氨基为1个 肽键为4个 六肽中至少含有氨基为1个 肽键为5个 七肽中至少含有氨基为1个 肽键为6个 因此经计算这些短肽中含有氨基至少是9个 肽键总数为42个 4 2012 淮州模拟 关于脱氧核糖核酸 dna 分布的叙述 正确的是 a 蛙的成熟红细胞中不含dna分子b 人体细胞的细胞质中也有dna分子c 含dna的原核细胞不会同时含rnad 细菌中的dna都分布在拟核中 解析 选b 蛙的成熟红细胞中有细胞核 内含dna分子 人体细胞的线粒体中也含有dna分子 含有dna的原核细胞中也会含有rna 细菌除拟核中含dna外 质粒也含有一环状dna分子 5 关于下列四幅图的叙述中 不正确的是 多选 a 图甲中共有5种核苷酸b 图乙所示的化合物中不含糖类物质c 组成丙物质的单糖是脱氧核糖或核糖d 在小鼠体细胞内检测到的化合物丁很可能是蔗糖 解析 选a b d 图甲中有8种核苷酸 图乙所示化合物中含有核糖 小鼠体细胞内不可能有蔗糖 图丙可表示脱氧核苷酸 也可表示核糖核苷酸 6 如图表示人体内几种化学元素和化合物的相互关系 其中a b表示有机小分子物质 a b x代表有机高分子物质 y代表细胞核中某种结构 虚线表示遗传信息的流动方向 请据图分析回答 1 图中催化 过程的酶主要是 完成 的场所是 2 b可分为b1 b2 b3等 其原因是 从b分析是由于 从b分析是因为 3 与合成b3有关的a片段在人体的肝细胞中是否存在 原因是每一个体细胞中 4 图中y是指 图中y a 5 构成a的基本骨架 若b水解成b有m个 则控制b形成的a中a至少有 个 解析 结合组成化合物不同的元素 不难从图中推断出a是脱氧核苷酸 b是氨基酸 a是dna x是rna b是蛋白质 过程 是转录 过程 是翻译 因此催化 的酶主要是rna聚合酶 完成 的场所是核糖体 从氨基酸水平上分析b的多样性 是由于氨基酸的种类 数量和排列次序的不同 从蛋白质水平上分析b的多样性是由于肽链的数目和空间结构不同 由于人体的每一个细胞都由同一个受精卵经有丝分裂形成 都具有人体全套遗传物质 因此在人的肝细胞中一定存在与合成b3有关的a片段 另外y是由蛋白质和dna组成的 应是染色体 染色 dna 1 1或1 2 磷酸和脱氧核糖交替连接构成a的基本骨架 在翻译过程中 组成dna的脱氧核苷酸 mrna中核糖核苷酸 氨基酸数 6 3 1 因此若b为m个 则a至少为6m个 答案 1 rna聚合酶核糖体 2 氨基酸的种类 数量和排列次序不同肽链的数目和空间结构不同 3 是都有人体全套的遗传物质 4 染色体1 1或1 2 5 磷酸和脱氧核糖交替连接6m 实验方法验证性实验的设计思路 理论指导 1 概念和特点 1 概念 指实验者针对已知的生物学事实而进行的以验证生物学事实 巩固和加强有关知识 培养实验操作技能为目的的验证性和体验性实验 2 特点 验证研究对象的已知属性 特征及与其他因素的关系 由于实验原理 结论是已知的 因此不存在实验假设 实验目的 结果 结论三者是一致的 统一的 实验的操作步骤可以是曾经做过的 也可以是未曾做过的 2 设计思路 1 根据验证