2022-2023学年 苏教版 必修一 细胞中的蛋白质和核酸（63张）

第三节细胞中的蛋白质和核酸第一章2022内容索引0102基础落实•必备知识全过关重难探究•能力素养全提升课程标准1.阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成。2.概述核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子。基础落实•必备知识全过关知识点一细胞的功能主要由蛋白质完成1.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:

。

(2)写出字母所代表的结构:a.

,b.

,c.

,d.

,e.

。(3)结构特点:在每个氨基酸分子中,至少都含有一个

和一个

,并且都有一个氨基和一个羧基与同一个

相连接。

(4)不同氨基酸的区别是

。

C、H、O、N

氨基

羧基

侧链基团

氢原子

中心碳原子

氨基

羧基

碳原子

R的不同

2.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

,形成的化合物有

和

。

脱水缩合

二肽

H2O

-OH

-H

(2)蛋白质结构多样性的原因

(3)蛋白质的功能

、运输、

、防御、

。

种类

数量

排列顺序

空间结构

催化

运动

调控

3.检测生物组织中的蛋白质(1)实验原理蛋白质+双缩脲试剂→紫色(2)实验流程知识点二核酸储存与传递遗传信息1.核酸的结构(1)元素组成:

。

(2)基本组成单位——核苷酸①脱氧核苷酸的构成A.写出字母所代表的结构:a.

,b.

,

c.

。

B.脱氧核苷酸的构成:一分子磷酸、一分子

、一分子含氮碱基(A、

、C、G)。

C、H、O、N、P

磷酸脱氧核糖含氮碱基脱氧核糖

T

②核糖核苷酸的构成A.写出字母所代表的结构:a.

,b.

,c.

。

B.核糖核苷酸的构成:一分子磷酸、一分子

、一分子含氮碱基(A、

、C、G)。

磷酸

核糖

含氮碱基

核糖

U

(3)核酸的组成

脱氧核苷酸

核糖核苷酸

2.核酸的功能核酸是生物体中储存与传递

的生物大分子,在生物体的遗传、变异和

的生物合成中具有十分重要的作用。

遗传信息

蛋白质

结论语句

辨一辨(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。(

)(2)分子结构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。(

)(3)每种蛋白质分子均含有一条肽链。(

)(4)每条肽链均含有一个氨基和一个羧基。(

)(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。(

)(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。(

)√×××××重难探究•能力素养全提升主题一氨基酸的结构特点情境探究认真观察下列几种氨基酸的结构,解决相关问题。甘氨酸缬氨酸

丙氨酸

亮氨酸

1.这四种氨基酸的结构有什么共同特点?答案

在同一个碳原子上都连着一个氨基、一个羧基和一个氢原子。2.在图中用圆圈画出四种氨基酸的不同。答案

略(氨基酸的R)。3.请用一句话概述氨基酸分子在组成上的特点。答案

在每个氨基酸分子中,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与同一个碳原子相连接。4.请写出氨基酸的结构通式,并提出判断构成蛋白质的氨基酸的依据。答案根据氨基酸的通式可知,至少含有一个氨基和一个羧基,且必须有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)与同一个碳原子相连接,才是构成蛋白质的氨基酸。方法突破1.必需氨基酸和非必需氨基酸组成人体蛋白质的氨基酸通常有20种。其中8种人体细胞不能合成,必须从外界环境中获取,因此称为必需氨基酸,包括赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。另外12种氨基酸是人体细胞可以转化合成的,称为非必需氨基酸。2.氨基酸的结构通式【方法技巧】

“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸

探究应用1.氨基酸中氨基和羧基数目的多少决定着氨基酸是酸性、碱性还是中性,氨基酸的这种差异取决于氨基酸的(

)A.羧基B.氨基C.R

D.肽键C解析

由组成蛋白质的氨基酸的结构通式可知,不同氨基酸的差异取决于R。2.下列物质中属于组成生物体中蛋白质的氨基酸的是(

)B解析

参与生物体内蛋白质组成的氨基酸的特点:至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。3.关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述,错误的是(

)A.有些氨基酸不能在人体细胞中合成B.氨基酸可与双缩脲试剂发生紫色反应C.氨基酸一定含有C、H、O、N等元素D.不同氨基酸之间的差异是由R引起的B解析

氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸两类,非必需氨基酸可以在人体细胞中合成,而必需氨基酸不能在人体细胞中合成,必须从食物中获得,A项正确;蛋白质或多肽可以与双缩脲试剂发生紫色反应,氨基酸(不含肽键)不能与双缩脲试剂发生紫色反应,B项错误;根据氨基酸的结构通式可知,氨基酸的元素组成一定含有C、H、O、N,有的还含有S,C项正确;根据氨基酸的结构通式可知,氨基酸的不同在于R的不同,所以不同氨基酸之间的差异是由R引起的,D项正确。4.(2022江苏高三专题练)蛋白质是生命活动的主要承担者,下列有关其结构和功能的叙述,正确的是(

)A.组成蛋白质的氨基酸是由C、H、O、N、P五种元素构成的B.蛋白质是由2条或2条以上的肽链经过盘曲、折叠而形成的C.某些蛋白质能够调节人体的生长发育D.毛巾要经常用开水煮,被褥放在太阳下直射,目的是使蛋白质的肽键发生断裂C解析

组成蛋白质的氨基酸是主要由C、H、O、N四种元素构成,有的含有S,A项错误;蛋白质是由1条或多条肽链经过盘曲、折叠而形成的,B项错误;某些蛋白质如人的生长激素能够调节人体的生长发育,C项正确;毛巾要经常用开水煮,被褥放在太阳下直射,目的是使微生物的蛋白质的空间结构发生改变,进而使其蛋白质失去活性,但不会引起肽键断裂,D项错误。主题二蛋白质的结构及其多样性情境探究1.完善氨基酸形成蛋白质的过程。一个肽键

三肽

肽键

n-1

n-1

n-m

n-m

2.结合下面的图例,总结蛋白质具有多样性的原因。

总结:

。

总结:

。

总结:

。

氨基酸的种类不同,构成的肽链不同

氨基酸的数量不同,构成的肽链不同

氨基酸的排列顺序不同,构成的肽链不同

总结:

。

肽链的数量和空间结构不同,构成的蛋白质不同

方法突破1.氨基酸脱水缩合(1)反应产物中有H2O。脱去的H2O中的H分别来自羧基和氨基,O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中的氨基和羧基。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。形成三肽的种类数:33=27形成二肽的种类数:32=9(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。形成三肽的种类数:3×2×1=6形成二肽的种类数:3×2=63.相关计算(1)氨基数=肽链数+R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(m<n)条肽链时的数量关系如下表所示。形成肽链数形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽相对分子质量1n-1n-1至少1个至少1个na-18(n-1)mn-mn-m至少m个至少m个na-18(n-m)【特别提醒】

R和二硫键对计算结果有影响(1)R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-S—S-,其是由两个-SH脱去两个H连接而成的,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-S—S-的个数)。4.斐林试剂与双缩脲试剂的“两同三不同”【误区警示】

不要忽略斐林试剂本身的颜色:斐林试剂实质上是新配制的Cu(OH)2,呈浅蓝色,不是无色,故非还原糖(蔗糖)+斐林试剂隔水加热后的现象不是无色,而是浅蓝色。5.蛋白质的功能

探究应用1.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.12800

B.12544C.11036 D.12288C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),其形成过程中共失去98个水分子。因此,本题中蛋白质的相对分子质量最接近100×128-98×18=11

036。2.图1为某蛋白质结构示意图,图中连接肽链的“—”表示二硫键(-SH+-SH→-S—S-+2H),图2为由该蛋白质切下的某一片段,试判断下列有关叙述错误的是(

)A.图1所示蛋白质含有2条肽链B.图2中氨基酸种类的不同取决于②④⑥C.合成图2所示片段需脱去2分子水D.该蛋白质在形成过程中,相对分子质量减少了3240图1图2D解析

由图1可看出,该蛋白质由2条多肽链组成,共含182个氨基酸,且有4个二硫键。该蛋白质形成过程中,相对分子质量的减少量是脱去水的相对分子质量与形成二硫键时脱去氢的相对分子质量之和,即180×18+4×2=3

248。3.在1、3、5号试管中分别加入2mL蒸馏水,2、4、6号试管中分别加入2mL发芽的小麦种子匀浆样液,然后在1~4号试管中滴加适量斐林试剂,5、6号试管中滴加适量双缩脲试剂,摇匀。预期观察到的实验现象是(

)A.1、3号试管内都呈浅蓝色,5号试管无色B.3组实验中甲组和乙组的实验结果相同C.4号试管内呈砖红色,其余试管内都呈浅蓝色D.4号试管内呈砖红色,6号试管内呈紫色D解析

根据题意可知,1、3、5号试管中只有蒸馏水,斐林试剂是氢氧化钠与硫酸铜的混合物,生成了浅蓝色氢氧化铜沉淀,因此1、3号试管中加入斐林试剂后呈浅蓝色,5号试管中加入双缩脲试剂,双缩脲试剂由氢氧化钠和硫酸铜组成,因此,5号试管中加入双缩脲试剂后呈浅蓝色;甲组实验没有隔水加热,2号试管无砖红色沉淀出现,乙组实验有隔水加热,4号试管出现砖红色沉淀;发芽的小麦种子匀浆中含有蛋白质,6号试管中加入双缩脲试剂后呈现紫色。4.下列关于鉴定实验操作步骤的叙述中,正确的是(

)A.用于鉴定还原糖的斐林试剂的两种溶液可直接用于蛋白质的鉴定B.斐林试剂中的CuSO4溶液适当稀释可用于蛋白质鉴定C.鉴定还原糖时,要在加入NaOH溶液摇匀后,再加CuSO4溶液D.用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂中的NaOH溶液与CuSO4溶液混合均匀后,再加入含样液的试管中,且需现用现配B解析

斐林试剂中的NaOH溶液可以直接用于蛋白质的鉴定,斐林试剂中的CuSO4溶液需要稀释后才能用于蛋白质的鉴定,A项错误;斐林试剂中的CuSO4溶液浓度比双缩脲试剂中的CuSO4溶液浓度高,斐林试剂中的CuSO4溶液适当稀释可用于蛋白质鉴定,B项正确;鉴定还原糖时,NaOH溶液和CuSO4溶液等量混合后再加入,C项错误;双缩脲试剂鉴定蛋白质先加入NaOH溶液,摇匀后再加入CuSO4溶液,D项错误。5.生物体中的蛋白质起着非常重要的作用。下列有关蛋白质的功能的叙述,正确的是(

)A.蛋白质控制和决定着细胞及整个生物体的遗传特性B.细胞核中的某些蛋白质是染色体的重要组成成分C.胰岛素能降低血糖体现了蛋白质具有催化的功能D.血红蛋白运输氧气体现了蛋白质具有信息传递的功能B解析

DNA控制和决定着细胞及整个生物体的遗传特性,A项错误;染色体主要由DNA和蛋白质组成,据此可知,细胞核中的某些蛋白质是染色体的重要组成成分,B项正确;胰岛素能降低血糖体现了蛋白质的调节功能,C项错误;血红蛋白运输氧气体现了蛋白质具有运输功能,D项错误。6.根据下图化合物的结构式,分析回答下列问题。(1)该化合物中,①表示

,⑦表示

。

(2)该化合物由

个氨基酸失去

个水分子形成,这种反应叫作

。

(3)该化合物中的氨基酸种类不同,是由

决定的,其编号是

。

(4)该化合物称为

,含

个肽键,编号是

。

解析

蛋白质是由许多氨基酸分子互相连接而成的,不同的氨基酸分子具有不同的R。一个氨基酸分子的氨基和另一个氨基酸分子的羧基相连,脱去一分子的水,形成肽键;像这样由两个氨基酸分子脱水缩合而成的物质,叫作二肽。本题所示的是由4个氨基酸分子脱去3个水分子而形成的化合物,叫作四肽。答案

(1)氨基羧基(2)4

3脱水缩合(3)R

②④⑧⑨(4)四肽3

③⑤⑥主题三核酸的结构和功能情境探究下图表示核酸的结构层次,据图完成DNA和RNA的比较。比较项目脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)元素组成

基本组成单位脱氧核苷酸(4种)核糖核苷酸(4种)化学组成五碳糖

含氮碱基

A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)磷酸相同一般结构由两条

链构成

由一条

链构成

分布主要在

中

主要在

中

C、H、O、N、P

脱氧核糖

核糖

T(胸腺嘧啶)

U(尿嘧啶)

脱氧核苷酸

核糖核苷酸

细胞核

细胞质

【方法技巧】

“三看法”快速确认DNA、RNA方法突破1.不同生物体内核酸、核苷酸及碱基的存在情况生物类别核酸核苷酸碱基遗传物质举例细胞生物DNA和RNA8种5种DNA细菌、人等病毒只含DNA4种4种DNAT2噬菌体只含RNA4种4种RNA流感病毒2.DNA、RNA和蛋白质的初步水解产物和彻底水解产物

项目基本单位初步水解产物彻底水解产物DNA脱氧核苷酸脱氧核苷酸(4种)磷酸、脱氧核糖、碱基(4种)RNA核糖核苷酸核糖核苷酸(4种)磷酸、核糖、碱基(4种)蛋白质氨基酸短肽氨基酸(约20种)探究应用1.如图表示由1分子磷酸,1分子碱基和1分子化合物a构成的化合物b。下列有关叙述不正确的是(

)A.若a为核糖,则由b组成的核酸在某些原核生物中可作为遗传物质B.若a为脱氧核糖,则由b组成的核酸主要分布在细胞核中C.若m为胸腺嘧啶,则RNA中肯定不含b这种化合物D.若m为腺嘌呤,则b构成的核酸可能是DNAA解析

若a为核糖,则b为核糖核苷酸,核糖核苷酸是RNA的基本组成单位,而原核细胞的遗传物质是DNA,A项错误;若a为脱氧核糖,则b为脱氧核苷酸,是DNA的基本组成单位,DNA主要分布在细胞核中,B项正确;若m为胸腺嘧啶,则b为胸腺嘧啶脱氧核苷酸,是构成DNA的基本单位,RNA中不含有胸腺嘧啶,肯定不含b这种化合物,C项正确;若m为腺嘌呤,则b为腺嘌呤脱氧核苷酸(构成DNA)或腺嘌呤核糖核苷酸(构成RNA),因此,b构成的核酸可能是DNA,D项正确。2.下列说法正确的是(

)A.叶肉细胞中碱基、核苷酸、五碳糖的种类分别是5种、8种和2种B.大肠杆菌细胞中含有碱基A、T、G、C的核苷酸共4种C.组成核酸的基本单位是核糖核苷酸D.DNA与RNA的不同点只在于五碳糖和碱基的不同A解析

叶肉细胞中碱基、核苷酸、五碳糖种类分别是5种、8种和2种,A项正确;大肠杆菌细胞中既含有DNA,又含有RNA,故含有碱基A、T、G、C的核苷酸共7种,B项错误;组成核酸的基本单位是核苷酸,C项错误;DNA与RNA的不同点除了五碳糖和碱基的不同外,还有结构的不同,DNA一般是双链,RNA一般是单链,D项错误。3.下图为某核苷酸长链的示意图,下列相关叙述错误的是(

)A.图中所示为脱氧核苷酸长链B.②为脱氧核糖C.④为胞嘧啶脱氧核苷酸D.⑤只能在细胞核中找到D解析

根据碱基种类可以判断,该核苷酸链为脱氧核苷酸链(含胸腺嘧啶T)。所以,②为脱氧核糖,④为胞嘧啶脱氧核苷酸。⑤(脱氧核苷酸链)主要位于细胞核中,但在细胞质中也能找到。4.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、五碳糖种类数的描述,正确的是(

)选项ABCD生物(细胞)T2噬菌体烟草叶肉细胞烟草花叶病毒豌豆根毛细胞碱基/种5548核苷酸/种5888五碳糖/种1222B解析

原核生物与真核生物同时含有DNA和RNA,可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,因此体内只有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、