蛋白质和核酸【知识精讲+拓展提升】 高考生物一轮复习 课件

组成细胞的分子问题探讨从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术后过一段时间，这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。讨论：为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。教材P28第4节蛋白质是生命活动的主要承担者主讲教师：zeg1蛋白质的功能1.1蛋白质的功能举例说明蛋白质承担的功能？教材P281.1蛋白质的功能结构蛋白许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。如：肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。细胞内的化学反应离不开酶的催化。

绝大多数酶都是蛋白质。催化作用1.1蛋白质的功能有些蛋白质具有运输功能。如：血红蛋白可以运输氧气。运输作用1.1蛋白质的功能血红蛋白胰腺胰岛有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素。分泌糖尿病患者注射胰岛素1.1蛋白质的功能调节作用有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。抗原抗体1.1蛋白质的功能免疫作用具有免疫功能，如抗体；等等。 构成细胞和生物体的重要物质，称为结构蛋白。对细胞内的化学反应有催化作用。具有运输功能，如血红蛋白。起信息传递作用，能够调节机体的生命活动。口诀：狗催运面条1.1蛋白质的功能蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能。细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才能表现出该基因的性状，从而对生物体起作用。可以说，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。1.2蛋白质是生命活动的主要承担者教材P29小结：蛋白质是生命活动的主要承担者问题探讨从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术后过一段时间，这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。讨论：这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收？这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？ 变为小分子物质才能被吸收，初中学习过食物中的蛋白质要水解为氨基酸才能被吸收，因此说蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。教材P282蛋白质的基本组成单位——氨基酸2.蛋白质的基本组成单位——氨基酸思考以下问题，展示学习成果：组成蛋白质的氨基酸分子结构特点、归纳其结构通式氨基酸元素组成？组成人体蛋白质的氨基酸种类？分类？分类依据？教材P29-30思考·讨论观察下列几种氨基酸的结构。教材P29思考讨论以下问题，展示学习成果：这些氨基酸的结构具有什么共同特点？“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？氨基酸分子都组成蛋白质吗？人体内组成蛋白质的氨基酸有多少种？思考·讨论教材P29CCCC思考·讨论

氨基

羧基这些氨基酸的结构具有什么共同特点？教材P29思考·讨论这些氨基酸的结构具有什么共同特点？每种氨基酸分子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接在同一个碳原子上。教材P29“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中的主要组成部分——氨基和羧基。羧基中的氢氧键（O-H）易断裂，生成H+

，呈酸性，所以称为氨基酸。思考·讨论“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？酸氨基教材P29自然界中的氨基酸种类很多，氨基酸是指含有氨基(-NH2)和羧基(-COOH)的一类有机物。只有氨基和羧基连接在同一个碳原子上，才是组成蛋白质的氨基酸。人体内组成蛋白质的氨基酸有21种，但是不一定每种蛋白质都含有21种氨基酸。思考·讨论氨基酸分子都组成蛋白质吗？人体内组成蛋白质的氨基酸有多少种？至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)。2.1氨基酸结构特点

并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。

这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（-R）。

各种氨基酸的区别就在于R基的不同。COOHNH2RHC教材P292.1氨基酸结构特点图2-1氨基酸分子结构通式CHHHH教材P29氨基酸结构通式中含有C、H、O、N四种元素，若某氨基酸中含有其他元素，则一定在R基中。2.2氨基酸元素组成氨基酸分子一般由C、H、O、N元素组成，有的还含有S（半胱氨酸/cysteine/Cys）等。图2-1氨基酸分子结构通式教材P29与社会的联系在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。必需氨基酸：非必需氨基酸：人体细胞不能合成，必须从外界环境中获取的氨基酸，共8种。人体细胞能够合成的，共13种。蛋(甲硫)氨酸、赖氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸教材P3021种氨基酸1010—1012种蛋白质人体内有数万种不同的蛋白质，承担着各项生命活命，甚至生物界蛋白质种类多达1010~1012种。但是构成蛋白质的氨基酸种类有限。教材P293蛋白质的结构及多样性3.蛋白质的结构及多样性思考以下问题，展示学习成果：小分子物质氨基酸以怎样的方式连接？蛋白质分子的形成过程/结构层次？蛋白质种类多样性原因？蛋白质变性、盐析以及水解实质？还能否用双缩脲试剂检测？教材P30-31CHCOOHR2HN二肽CHR1H2NOHCOH肽键H2O特别提醒：寻找肽键的方法肽键3.1氨基酸结合方式脱水缩合教材P30CHCOOHR2HNOHHCCHR1H2NCOCHR2HNOH2OH2O3.1氨基酸结合方式肽键肽键三肽以此类推，多个氨基酸分子脱水缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽（通常呈链状结构，肽链）。教材P30有的是环状，首尾两端的氨基、羧基也脱水缩合连接起来，成为环状多肽。3.1氨基酸结合方式教材P30氨基酸脱水缩合形成的多肽链，就是蛋白质吗？3.2蛋白质的形成由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。3.2蛋白质的形成肽链盘曲折叠形成蛋白质图3-1肽链通过氢键盘曲折叠教材P30许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键（如二硫键）相互结合在一起。3.2蛋白质的形成二硫键图3-2某胰岛素通过二硫键连接教材P30构成蛋白质的这些多肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。例如，血红蛋白是含四条多肽链的蛋白质分子，含有574个氨基酸分子。3.2蛋白质的形成图3-3血红蛋白分子空间结构图教材P30氨基酸之间脱水缩合形成肽链1肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构3四条肽链聚集形成复杂空间结构4一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠2思考·讨论图3-4氨基酸形成血红蛋白示意图教材P31通过观察分析上图，思考讨论以下问题，展示学习成果：从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？进入人体消化道的蛋白质食物，需用经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸需要经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？人体和食物食物中蛋白质一样吗？思考·讨论教材P31通过观察分析上图，思考讨论以下问题，展示学习成果：如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？试着说出蛋白质种类多种多样的原因。（提示：一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸）思考·讨论教材P31思考·讨论从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？氨基酸脱水缩合二肽三肽……多肽链蛋白质的形成有哪些层次？一定空间结构的蛋白质分子盘曲折叠C、HO、N等元素更复杂空间结构的蛋白质多条肽链教材P31思考·讨论进入人体消化道的蛋白质食物，需用经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸需要经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？人体和食物食物中蛋白质一样吗？蛋白质胃蛋白酶胰蛋白酶多肽肠肽酶氨基酸氨基酸进入人体细胞后，要脱水缩合形成二肽、三肽、多肽，由多肽链盘曲折叠构成人体的蛋白质。不一样，人体蛋白质具有完成人体生命活动的结构和功能。教材P31思考·讨论如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，由10个氨基酸组成的十肽，能形成多少种？2110种十肽21212121212121212121若由100个氨基酸组成的多肽长链，能形成多少种？1000个氨基酸能形成多少种多肽链呢？试着说出蛋白质种类多种多样的原因。21100种多肽链211000种多肽链教材P31212019181716121514133.3蛋白质结构多样性组成蛋白质的氨基酸数量不同思考：如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，由10个氨基酸组成的十肽，每种氨基酸只有一个，能形成多少种十肽？21×20×19×18…×12＝教材P31下图所示是同一种二肽吗？多肽链是有顺序的—从氨基端到羧基，对于生物大分子而言，其顺序是很重要的。3.3蛋白质结构多样性氨基酸的排列顺序不同教材P31BBBBBBBBBB3.3蛋白质结构多样性组成蛋白质氨基酸种类思考：如果只有A、B2种氨基酸，氨基酸A数量9个，B氨基酸数量1个，形成10个氨基酸的十肽，能形成多少种十肽？10种思考：如果只有1种氨基酸，能形成多少种十肽？1种教材P313.3蛋白质结构多样性氨基酸的种类不同氨基酸的数量不同氨基酸的排列顺序千变万化肽链层面多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别氨基酸层面教材P313.5蛋白质功能多样性每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。正常血红蛋白异常血红蛋白镰状细胞贫血患者的血红蛋白运输氧的能力会大为削弱教材P323.5蛋白质功能多样性人类许多疾病与人体细胞内肽链的折叠错误有关，如囊性纤维病、阿尔茨海默症、帕金森病等教材P32与社会的联系高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散易被蛋白酶水解教材P32与社会的联系蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间结构遭到破坏，导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象，称为蛋白质变性。变性因素：高温、强酸、强碱、重金属盐、酒精等。注意：变性不可逆，只是空间结构改变，肽键一般不断裂。教材P32注意：盐析过程蛋白质的结构没有发生变化，变化是可逆的。实例：在鸡蛋清中加一些食盐，会看到白色絮状物，兑水稀释后絮状物消失。加入清水稀释与社会的联系蛋白质结构变化吗？蛋白质在某些盐（如氯化钠、硫酸钠等）的溶液中溶解度降低而析出的现象，称为蛋白质盐析。降低盐溶液浓度后，蛋白质又会重新溶解。常考易错问题：蛋白质初步水解产物？蛋白质彻底水解产物？

多肽氨基酸3.蛋白质的结构及多样性4课堂小结5练习与应用

1.判断下列有关蛋白质的表述是否正确。（1）蛋白质彻底水解的产物是氨基酸。（

）（2）氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质。（

）（3）只有细胞内才有蛋白质分布。（

）（4）蛋白质的空间结构与其功能密切相关。（）5.1概念检测××√√

2.质量相等的下列食物中，蛋白质含量最多的是（

）A.烧牛肉B.烤甘薯C.馒头

D.米饭3.下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是（）A5.1概念检测A

4.下列物质中，不属于蛋白质的是（

）A.胰岛素B.胆固醇C.胃蛋白酶D.抗体B5.1概念检测

5.2拓展应用1.民间有一种“吃什么补什么”的说法，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨。请你运用本节所学的知识对这种说法作出评价。食物中的蛋白质是大分子有机物，它们都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质才能被人体吸收，这些小分子都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质在人体内执行不同的功能。

4.2拓展应用2.某种脑啡肽具有镇痛作用，它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。回答下列问题：（1）构成脑啡肽的氨基酸数目是_____；有_____种氨基酸参与了脱水缩合反应；生成的水分子数目是______。（2）请在图中标出其中的一个肽键。544.

5.2拓展应用2.某种脑啡肽具有镇痛作用，它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。回答下列问题：（3）如果上图中的氨基酸顺序发生了改变，还会具有脑啡肽的功能吗？为什么？不能，因为氨基酸的排列顺序决定了脑啡肽的功能，如果氨基酸排列顺序变了，新的物质就不具有脑啡肽的镇痛功能.

5.2拓展应用3.在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中必需氨的种类和含量。这是为什么？必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获得，因此在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。第4节

蛋白质相关计算主讲教师：zeg1.数量关系分析思考以下问题，展示学习成果：脱去水分子、肽键、与氨基酸的数量关系？游离的氨基数、羧基与肽链的数量关系？2.蛋白质相对分子质量计算思考以下问题，展示学习成果：蛋白质相对分子质量计算？3.蛋白质中C、H、O、N等原子数目分析思考以下问题，展示学习成果：蛋白质中C、H、O、N原子数目与氨基酸、多肽的数量关系？1数量关系分析1.1水分子数与蛋白质中肽键数及氨基酸数目的关系多肽链形成蛋白质肽键数=氨基酸数－1脱去的水分子数

=H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O公式：脱去水分子数

=

肽键数

=

氨基酸数

-

肽链数肽键数=氨基酸数－2脱去的水分子数

=1.1水分子数与蛋白质中肽键数及氨基酸数目的关系环状多肽形成蛋白质公式：脱去水分子数

=

肽键数

=

氨基酸数1.2蛋白质中游离氨基、羧基数目与肽链的关系多肽链形成蛋白质H2NCOOH游离羧基数=1游离氨基数=H2NH2NCOOHCOOH游离羧基数=2游离氨基数=R1R2R3R4R5R6R7R8R9R10公式：蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数

=

肽链的条数公式：蛋白质中含有游离氨基/羧基数=肽链的条数+R基中游离氨/羧基1.2蛋白质中游离氨基、羧基数目与肽链的关系环状多肽形成蛋白质公式：蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=0公式：蛋白质中含有游离氨基/羧基数

=

R基中游离氨/羧基2蛋白质相对分子质量计算CHCOOHR2HN二肽CHR1H2NOHCOH肽键H2O2.蛋白质相对分子质量计算脱水缩合CHCOOHR2HNOHHCCHR1H2NCOCHR2HNOH2OH2O肽键肽键三肽2.蛋白质相对分子质量计算公式：蛋白质相对分子质量

=

氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量

-脱去的水分子数×182.蛋白质相对分子质量计算公式：蛋白质相对分子质量

=

氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量

-脱去的水分子数×18-二硫键数×2图2-1某胰岛素通过二硫键连接蛋白质中存在二硫键S二硫键HH2H+S3蛋白质中原子数目分析N原子数=各氨基酸中的N原子总数=氨基酸数+R基上的N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR73.1N原子数O原子数=各氨基酸中O原子总数－脱水数=肽键数+肽链数×2+R基上的O原子数CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR73.2O原子数=氨基酸数×2+R基上的C原子数C原子数=氨基酸中的C原子数CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR73.3C原子数H原子数=各氨基酸中的H总数－脱水数×2CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR73.4H原子数－2×二硫键数计算原子数量时，由于R基上的C原子数不好确定，且H原子数较多，经常以N原子数或O原子数或者S原子为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。计算蛋白质的相对分子质量时，肽链上出现二硫键（—S—S—）时（二硫键由—SH和—SH脱去2个H形成），要再减去2（即两个氢原子），若无特殊说明，则不考虑二硫键。3.5原子数计算注意事项第5节核酸是遗传信息的携带者主讲教师：zeg1核酸种类及其分布1.核酸种类及其分布解决以下问题，展示学习成果：核酸分类？核酸在生物体内的分布？RNA种类？教材P341.

核酸种类及其分布脱氧核糖核酸核糖核酸种类（简称：DNA）（简称：RNA）真核细胞中分布主要分布在细胞核DNA：RNA：线粒体、叶绿体（少量）主要在细胞质，细胞核（少量）线粒体、叶绿体、核糖体图1-1植物细胞模式图教材P34DNA1.

核酸种类及其分布原核细胞中分布集中在拟核，少量在细胞质DNA：RNA：分布在细胞质细胞质纤毛细胞膜细胞壁鞭毛核糖体拟核图1-2大肠杆菌细胞模式图大型环状DNA病毒RNA核酸DNA或RNA分布在病毒内部质粒，小型环状DNA教材P341.3RNA的种类及功能mRNA——信使RNAtRNA——转运RNArRNA——核糖体RNA传递遗传信息2核酸是由核苷酸连接而成的长链2.1核酸的基本组成单位思考以下问题，展示学习成果：核酸也是生物大分子，基本组成单位是什么？其结构组成？核苷酸种类？分类的依据？核酸元素组成？两种核苷酸含氮的碱基种类？P2.2核酸结构思考以下问题，展示学习成果：DNA（脱氧核糖核酸）、RNA（核糖核酸）长链基本单位？DNA、RNA含有几条链？怎么形成？2.3核酸排列顺序储存遗传信息思考以下问题，展示学习成果：理解核酸储存、携带遗传信息？2.1核酸的基本组成单位核苷酸是核酸的基本组成单位核苷酸的结构组成PP磷酸五碳糖含氮的碱基核苷酸2.1核酸的基本组成单位核苷酸种类（五碳糖不同）脱氧核糖核糖CCC脱氧核苷酸核糖核苷酸CC元素组成：C、H、O、N、P胞嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤胸腺嘧啶AGCT胞嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤尿嘧啶AGCUP2.1核酸的基本组成单位核苷酸的含氮碱基脱氧核苷酸的碱基种类核糖核苷酸的碱基种类常考易错问题：核酸初步水解产物？核酸彻底水解产物？

多肽氨基酸2.1核酸的基本组成单位2.2核酸结构DNA是脱氧核苷酸连接而成的长链图2-1核苷酸连接而成的长链3,5磷酸二酯键2.2核酸结构DNA由两条脱氧核苷酸链构成图2-2DNA图2-3RNARNA是核糖核苷酸连接而成的长链一般由一条核糖核苷酸链构成DNA（脱氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）真核细胞中分布结构特点基本单位化学成分碱基五碳糖无机酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖A、C、GUT磷酸双链单链主要在细胞核主要在细胞质小结DNA和RNA异同问题探讨DNA指纹技术在案件侦破工作中有重要的用途。刑侦人员将从案发现场收集到的血液、头发等样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就有可能为案件的侦破提供证据。讨论：为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？DNA是遗传物质，携带有遗传信息。不同个体的遗传信息一般都有区别2.3核酸排列顺序储存遗传信息4……4n假设有一段由100个核苷酸组成的单链DNA片段，可以形成多少种DNA单链？4100444脱氧核苷酸的数量不限、排列顺序千变万化，决定了DNA多样性。核酸多样性与特异性（以DNA为例）每个DNA分子的4种脱氧核苷酸特定的比例、排列顺序决定了DNA特异性。脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息，DNA分子是储存、传递遗传信息的生物大分子。图2-2DNA图2-3RNA部分病毒的遗传信息储存在RNA中。2.3核酸排列顺序储存遗传信息小结：核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传变异和蛋白质合成中具有极其重要的作用常考易错问题：植物体内核酸种类？核苷酸种类？含氮碱基种类？DNA、RNA4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸2.核酸是由核苷酸连接而成的长链T、A、G、C、U常考易错问题：病毒体内核酸种类？核苷酸种类？含氮碱基种类？DNAorRNA4种脱氧核苷酸

or4种核糖核苷酸2.核酸是由核苷酸连接而成的长链T、A、G、CorA、G、C、U3生物大分子以碳链为骨架组成细胞的化合物图1-1组成细胞的主要化合物及相对含量多糖、蛋白质、核酸这3种有机物共同点是什么？图2-4淀粉、糖原、纤维素图2-5某种胰岛素图2-6DNA3.生物大分子以碳链为骨架3.生物大分子以碳链为骨架生物大分子是由许多单体连接成的多聚体3.生物大分子以碳链为骨架生物大分子以碳链为基本骨架CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7CHCOOHR1H2N小结：碳是生命的核心元素，没有碳就没有生命组成细胞的化合物以碳链为骨架的多糖、蛋白质、核酸等生物大分子构成细胞生命大厦的基本框架