浙科版高三生物一轮复习必修1专题一第2讲蛋白质、核酸及有机物鉴定课件

专题一细胞的分子组成第2讲蛋白质、核酸及有机物鉴定必修1

分子与细胞精读课本盘点基础知识一、蛋白质是生命活动的主要承载者(一)氨基酸的结构1．蛋白质主要由______________四种元素组成，有些蛋白质还含有S元素。2．构成蛋白质的基本单位是______，种类约有__种，一个蛋白质分子可由__________个氨基酸分子组成。3．构成蛋白质的绝大多数氨基酸的结构特点是：每个氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基，并且它们都连在一个中央碳原子上，另外还含有一个H和一个______。如缬氨酸中的R为______________，丙氨酸中的R为________。C、H、O、N氨基酸20数百至数千R基团—CH(CH3)2—CH3(二)蛋白质的合成及其结构1．多肽的生物合成(1)以上4种氨基酸中哪个不是构成蛋白质的氨基酸？__。(2)由以上3种构成蛋白质的氨基酸所形成的三肽化合物的结构。丁

①上述化合物形成过程中，所产生的水中的H和O分别来自________________。②新形成的化学键表示为

。③形成以上化合物的过程中一共生成_个水分子。④上述化合物中游离的氨基有_个，游离的羧基有_个。⑤用以上3种氨基酸为原料，可以形成的三肽有_______种。2羧基和氨基，羧基1227或62．氨基酸合成多肽过程中的相关计算(1)n个氨基酸形成1条肽链，含有_________个肽键。(2)n个氨基酸形成2条肽链，含有_________个肽键。(3)n个氨基酸形成3条肽链，含有__________个肽键。根据以上规律，可以得出多肽链在形成过程中，形成的肽键数或失去的水分子数＝氨基酸数－肽链数的结论。如果构成多肽的氨基酸的平均相对分子质量是a，由n个氨基酸形成m条肽链，则该多肽的相对分子质量大约是______________________。n－1n－2n－3an－(n－m)×183．蛋白质结构多样性与功能多样性之间的关系(1)氨基酸、多肽与蛋白质三者之间的层次关系

(2)蛋白质结构的多样性决定其功能的多样性基因的多样性(根本原因)[注意点]

通常核糖体上合成的多肽没有活性，需要经过盘曲折叠(一般在内质网、高尔基体上完成)形成具有一定空间的蛋白质，才能发挥作用。蛋白质分子可以由一条或几条多肽链经盘曲折叠形成。二、核酸储存与传递遗传信息

DNARNA初步水解产物4种脱氧核苷酸_____________

彻底水解产物磷酸基团、脱氧核糖、4种含氮碱基(A、T、C、G)磷酸基团、核糖、4种含氮碱基(A、U、C、G)主要存在部位________________________________，拟核细胞质4种核糖核苷酸细胞核(少量在线粒体、叶绿体)

DNARNA组成无机酸磷酸磷酸五碳糖脱氧核糖核糖共有含氮碱基A、G、C特有含氮碱基TU结构规则的双螺旋结构一般为单链功能携带遗传信息(绝大多数生物的遗传物质)，通过指导蛋白质的合成从而控制生物性状遗传物质(RNA病毒)，催化作用，传递遗传信息(mRNA)，转运氨基酸(tRNA)，组成核糖体(rRNA)三、检测生物组织中的糖类、蛋白质和油脂1．实验原理

检测物质鉴定试剂颜色反应还原糖本尼迪特试剂(水浴加热)______油脂苏丹Ⅲ染液______蛋白质双缩脲试剂____淀粉碘-碘化钾溶液____红黄色橙黄色紫色蓝色

橙黄色(2)糖类和蛋白质的检测①教师完成标准样液的检测。②学生观察标准样液的显色结果。③预测待检样品的显色结果。④制备组织样液：剪碎材料→放入研钵→研磨→过滤→获得上清液。

⑤检测a．检测淀粉：取2mL样本上清液→滴加5滴__________溶液，与样本上清液比较→观察并记录颜色变化b．检测蛋白质：取2mL样本上清液→加入2mL____________振荡→加入5滴____________，与样本上清液比较→观察并记录颜色变化c．检测还原糖：取2mL样本上清液→加入2mL____________并振荡→热水浴加热2～3min，与样本上清液比较→观察并记录颜色变化

碘-碘化钾双缩脲试剂A双缩脲试剂B本尼迪特试剂问题与思考蛋白质高温变性后，还能否与双缩脲试剂发生颜色反应？为什么？[提示]

能，双缩脲试剂是与多肽分子中的肽键发生紫色反应。过酸、过碱、重金属盐或高温会使蛋白质的空间结构遭到破坏，但肽键并未断裂，依然能与双缩脲试剂发生紫色反应。

[教考链接]胰岛素的生物合成与结构胰岛素合成的基本过程是：首先在胰岛β细胞中粗面内质网的核糖体上合成前胰岛素原，前胰岛素原在穿过内质网膜时被切去一段信号肽序列后成为胰岛素原，再通过蛋白酶的水解作用，脱下35个氨基酸残基的连接肽，连接肽的两端各切去两个氨基酸成C肽，最终形成含有三个二硫键的胰岛素，C肽和胰岛素同时通过分泌小泡分泌出胰岛β细胞。如图是胰岛素原转化成胰岛素的过程，请据图回答问题：

(1)信号肽的基本单位是__________。(2)胰岛素原转化成胰岛素的过程是在__________内完成的。(3)胰岛素分子中含有肽键______个，胰岛素分泌过程中________(填“需要”或“不需要”)载体。(4)从理论上分析，胰岛素分子至少有________个—NH2。(5)胰岛素可用于治疗某些糖尿病，但胰岛素只能注射，而不能口服，原因是____________________________。

氨基酸高尔基体49不需要2蛋白质可以被消化道水解内化知识突破重点难点一、有关蛋白质的几种特殊情况的计算问题1．环状多肽相对分子质量的计算如果有环状多肽，则环状多肽氨基酸数＝形成肽键数＝脱去水分子数，如果环状多肽氨基酸数为n，其平均相对分子质量为a，则环状多肽相对分子质量＝na－18n。2．存在二硫键时，多肽相对分子质量的计算二硫键(—S—S—)是由空间相邻的两个半胱氨酸上巯基(—SH)脱掉2个氢原子形成的，二硫键具有维持蛋白质空间结构的作用。所以在计算蛋白质的相对分子质量时，如果肽链之间出现二硫键(二硫键是由2个“—SH”连接而成的)，除了需要考虑水分子的减少外，要再减去形成二硫键脱去氢的个数。某种胰岛素的二硫键示意图例1如图表示某蛋白质的结构，其中“—S—S—”表示连接两条相邻肽链的二硫键(二硫键是由2个“—SH”连接而成的)。若该蛋白质由m个氨基酸构成，则形成该蛋白质分子的过程中，生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为(

)A．m个、18mB．(m－4)个、18(m－4)C．(m－3)个、18(m－3)＋4D．(m－2)个、18(m－2)＋4√[解析]

由题图可知，该蛋白质由m个氨基酸形成3条肽链，其中一条是环状肽链，由2个二硫键将3条肽链连接。对于环状肽链来说，脱去水分子数等于氨基酸数，所以脱去的水分子数是(m－2)个；2个二硫键脱去的氢原子是4个，因此该蛋白质形成过程中减少的相对分子质量是18(m－2)＋4。D正确。

例2某直链多肽的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生下列3种氨基酸，相关叙述正确的是(

)A．合成1分子该物质将产生6个水分子B．在细胞中合成该物质时只需要3种tRNAC．该多肽分子含一个游离氨基和一个游离羧基D．每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸√

4．多肽中除去氨基酸的有关计算(1)若除去多肽内部的一个氨基酸，需水解掉两个肽键；若除去多肽一端的一个氨基酸，需水解掉1个肽键。(2)每水解1个肽键，则需要1分子水参与，肽键数减少1个，生成物与原多肽相比氧原子增加1个，氢原子增加2个，氨基增加1个，羧基增加1个。例3某50肽中有丙氨酸(R基团为—CH3)4个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示)，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)。下列有关叙述，错误的是(

)A．该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子B．若将得到的5个氨基酸缩合成5肽，则有5种不同的氨基酸序列C．若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去4分子H2OD．新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基√[解析]

该50肽水解脱掉4个丙氨酸应该水解掉8个肽键，形成的有机物中氧原子增加8个，A正确；水解得到4个丙氨酸和一个50号氨基酸，这5个氨基酸经过脱水缩合反应形成5种不同的氨基酸序列，B正确；4条多肽链经过脱水缩合反应形成一条肽链，由3个肽键连接，脱去3分子水，C错误；每条肽链中至少有1个游离的氨基和1个游离的羧基，故新生成的4条多肽链中至少含有4个游离的氨基和4个游离的羧基，D正确。二、蛋白质的变性与蛋白质的变构作用(又称为蛋白质别构效应)

蛋白质变性蛋白质变构实质受高温、强酸、强碱、重金属离子等物理或化学因素的影响，蛋白质空间结构遭到破坏，从而导致其性质和功能发生部分或全部丧失一个蛋白质与其配体(小分子物质)结合后，蛋白质的空间结构发生改变，调节了蛋白质的生物学功能，使它适合于功能的需要结果①空间结构改变(氨基酸排列顺序不变)②生物学功能丧失③水溶性下降(易沉淀)④更易被水解(食物煮熟易消化)导致蛋白质活性改变，使它适合于功能的需要实例高温消毒、灭菌；高温使酶失去活性载体蛋白与小分子或离子结合；酶与底物结合；血红蛋白与氧气结合例4

(2023·湖北选择性考试)球状蛋白分子空间结构为外圆中空，氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后，会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是(

)A．蛋白质变性可导致部分肽键断裂B．球状蛋白多数可溶于水，不溶于乙醇C．加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质D．变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏√[解析]

蛋白质变性主要是由于蛋白质空间结构被破坏，但其中的肽键一般不会断裂，A错误；球状蛋白氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧，说明外侧主要是极性基团，可溶于水，不易溶于乙醇，B正确；加热变性的蛋白质空间结构发生改变，该空间结构改变不可逆，故不能恢复原有的结构和性质，C正确；变性后空间结构改变，导致一系列理化性质变化，生物活性丧失，D正确。三、比较蛋白质与核酸的不同点

蛋白质核酸元素组成C、H、O、N，有的还含有S元素C、H、O、N、P基本单位20种不同的氨基酸4种脱氧核糖核苷酸和4种核糖核苷酸

蛋白质核酸连接方式

合成场所核糖体，有些蛋白质需要内质网、高尔基体的加工细胞核、线粒体、叶绿体、拟核

蛋白质核酸结构的多样性氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，蛋白质的空间结构多种多样核苷酸数目及排列顺序的多样性功能①结构成分——毛发、肌肉、蚕丝等②调节——某些激素(如：生长激素等)③催化——酶④运输——转运蛋白、血红蛋白⑤免疫——抗体①DNA是主要的遗传物质，控制生物的遗传与代谢②RNA是某些病毒的遗传物质；参与蛋白质的合成；某些RNA具有催化功能例5如图表示化合物a和m参与化合物b的构成情况，下列叙述错误的是(

)A．若m为腺嘌呤，则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸B．在噬菌体、烟草花叶病毒体内b均为4种C．若a为核糖，则ADP脱去一个磷酸后，可形成bD．若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸可存在于HIV中[解析]

图示b为核苷酸，m为含氮碱基，a为五碳糖。若m为腺嘌呤，则b可为腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核苷酸，A正确；病毒只含有一种核酸(DNA或RNA)，其核苷酸种类均为4种，B正确；若a为核糖，则ADP水解可形成b，C正确；HIV的遗传物质是RNA，其基本单位为核糖核苷酸，故a应为核糖，D错误。√延伸迁移实现融会贯通考向1结合蛋白质、核酸的结构和功能，考查结构与功能观1．(2023·浙江Z20联盟联考)下列生命活动可以由血浆中的蛋白质完成的是(

)A．呈递抗原 B．中和部分毒素C．催化ATP合成 D．引发第二性征B

[吞噬细胞能处理呈递抗原，A错误；血浆中含有能中和细菌产生的毒素的蛋白质，B正确；ATP合成发生在细胞内部的叶绿体、细胞溶胶和线粒体中，催化ATP合成的酶也分布在细胞内，不在血浆中，C错误；第二性征是人体内性激素作用的结果，性激素属于脂质，D错误。]12345678910√2．(2024·浙江强基联盟高三联考)通过蛋白质工程将人胰岛素A链上1个天冬氨酸替换为甘氨酸，B链末端增加2个精氨酸，可制备出一种人工长效胰岛素。下列关于该长效胰岛素的叙述，错误的是(

)A．比人胰岛素多了两个肽键B．可通过基因工程方法生产C．与人胰岛素有相同的靶细胞D．进入人体细胞后需经高尔基体加工12345678910√D

[将人胰岛素A链上1个天冬氨酸替换为甘氨酸，B链末端增加2个精氨酸，可制备出一种人工长效胰岛素，该长效胰岛素比人胰岛素多了2个精氨酸，以及A链上存在一个氨基酸的差异，所以只多了两个肽键，A正确；人工长效胰岛素是对天然蛋白质的改造，需要通过蛋白质工程改造相应基因，并通过基因工程生产相应蛋白质，因此人工长效胰岛素可通过基因工程方法生产，B正确；人工胰岛素和人胰岛素作用相同，都是降血糖的作用，故靶细胞相同，C正确；该胰岛素进入内环境起调节作用，不需要再经细胞内高尔基体加工，D错误。]123456789103．(2022·湖南选择性考试)胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一，其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列叙述正确的是(

)A．胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中B．皮肤表面涂抹的胶原蛋白可被直接吸收C．胶原蛋白的形成与内质网和高尔基体有关D．胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高12345678910√C

[蛋白质的氮元素主要存在于“—CO—NH—”结构中，A错误；胶原蛋白为生物大分子物质，涂抹于皮肤表面不能被直接吸收，B错误；内质网是蛋白质的合成、加工场所和运输通道，高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，胶原蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关，C正确；由题可知，胶原蛋白非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高，而人体需要从食物中获取必需氨基酸，非必需氨基酸自身可以合成，衡量蛋白质营养价值的高低主要取决于所含必需氨基酸的种类、数量及组成比例，因此并不能说明胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高，D错误。]123456789104．(2022·浙江6月选考)用同位素示踪法检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期，放射性同位素最适合标记在(

)A．胞嘧啶 B．胸腺嘧啶C．腺嘌呤 D．鸟嘌呤B

[细胞周期的分裂间期中S期是DNA复制期，主要是遗传物质的复制，该过程需要4种游离的脱氧核苷酸作为原料，与RNA相比，DNA特有的碱基是胸腺嘧啶，故用放射性同位素标记胸腺嘧啶最适合检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期，B正确。]12345678910√考向2基于蛋白质生物合成的事实和证据，考查科学思维素养5．如图表示胰岛β细胞形成胰岛素的过程，刚合成的前胰岛素原，在信号肽酶的作用下，将信号肽切除而成为胰岛素原，胰岛素原通过蛋白酶的水解作用生成胰岛素和一个C肽，C肽和胰岛素同时分泌出胰岛β细胞。下列说法错误的是(

)A．测定血液中C肽的含量可反映胰岛β细胞的分泌功能B．信号肽酶和蛋白酶能分别破坏前胰岛素原和胰岛素原的肽键C．内质网、高尔基体参与了前胰岛素原形成胰岛素的过程D．胰岛素分子的A链和B链是由不同的基因编码的多肽链12345678910√D

[由于C肽和胰岛素同时分泌出胰岛β细胞，因此测定血液中C肽的含量可反映胰岛β细胞的分泌功能，A正确；据图可知，信号肽酶和蛋白酶能分别破坏前胰岛素原和胰岛素原的肽键，B正确；胰岛素属于分泌蛋白，因此内质网、高尔基体参与了前胰岛素原形成胰岛素的过程，C正确；由图可知，胰岛素分子的A链和B链是由同一条肽链加工而来，因此胰岛素分子的A链和B链是由同一基因编码的多肽链，D错误。]123456789106．研究发现，内质网上的跨膜蛋白TMCO1可以感知内质网中过高的钙浓度并形成具有Ca2+通道活性的四聚体，可将内质网中过多的Ca2+排出，从而消除内质网钙过载给细胞带来的多种威胁，这种内质网钙过载激活的钙通道称为CLAC通道。当内质网中的Ca2+浓度恢复到正常水平后四聚体解聚，钙通道活性消失。下列叙述错误的是(

)A．Ca2+浓度通过CLAC通道的调节机制属于负反馈调节B．内质网通过TMCO1释放过多Ca2+的过程需要消耗ATPC．Ca2+作为信号分子调节内质网中跨膜蛋白TMCO1的活性D．TMCO1结构异常可能会影响蛋白质等大分子的加工和运输12345678910√B

[由题干信息“内质网上的跨膜蛋白TMCO1可以感知内质网中过高的钙浓度并形成具有Ca2+通道活性的四聚体，可将内质网中过多的钙离子排出……当内质网中的Ca2+浓度恢复到正常水平后四聚体解聚，钙通道活性消失”可知，CLAC通道的作用是使Ca2+浓度维持在正常水平，该机制属于负反馈调节，A正确；由题干信息“内质网上的跨膜蛋白TMCO1可以感知内质网中过高的钙浓度并形成具有Ca2+通道活性的四聚体，可将内质网中过多的Ca2+排出”可知，内质网通过TMCO1释放过多Ca2+的过程是顺浓度梯度的，属于被动转运，因此不需要消耗ATP，B错误；由题干信息“内质网上的跨膜蛋白TMCO1可以感知内质网中过高的钙浓度并形成具有Ca2+通道活性的四聚体，可将内质网中过多的Ca2+排出……当内质网中的Ca2+浓度恢复到正常水平后四聚体解聚，钙通道活性消失”可知，Ca2+作为信号分子调节内质网中跨膜蛋白TMCO1的活性，C正确；TMCO1结构异常时，细胞将无法消除内质网钙超载引起的内质网功能紊乱，内质网是蛋白质等大分子加工和运输的场所，因此TMCO1结构异常可能会影响蛋白质等大分子的加工和运输，D正确。]12345678910考向3结合蛋白质的相关计算，考查科学思维素养7．(2023·宁波期末)绿色荧光蛋白是从发光水母中分离出来的一种结构蛋白，其相关数据如下表所示。若R基团上的羧基和氨基不会脱水形成肽键，则下列有关叙述正确的是(

)12345678910氨基酸数目126R基团上的羧基数15游离羧基的总数17游离氨基的总数17A．该蛋白质只含1条肽链B．该蛋白质水解时，水分子中的氧参与形成氨基C．R基团上的氨基有17个D．合成一分子该蛋白质时脱去水的相对分子质量为2232√D

[该蛋白质共有17个游离的羧基，其中有15个在R基团中，说明该蛋白质含有2条肽链，A错误；氨基酸经脱水缩合形成蛋白质时，脱去的水中的氧来自氨基酸中的羧基，所以该蛋白质水解时，水分子中的氧参与形成羧基，B错误；依据以上分析，该蛋白质含有2条肽链，游离的氨基总数是17个，所以R基团上的氨基有17－2＝15个，C错误；合成一分子该蛋白质时脱去水的相对分子质量为(126－2)×18＝2232，D正确。]123456789108．经测定，某条肽链其分子式是C21HxOyN4S2。已知该肽链是由下列氨基酸中的几种为原料合成的，苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列有关该多肽链的叙述，错误的是(

)A．该肽链是四肽化合物B．水解后能产生3种氨基酸C．氢原子数和氧原子数分别是30和5D．在核糖体上形成时相对分子质量减少了5412345678910√C

[分析题干信息可知，题干中给出的几种氨基酸都只含有一个N，该肽链分子式是C21HxOyN4S2，含有4个氮原子，则该多肽是由4个氨基酸脱水缩合形成的四肽，A正确；该化合物中含有2个S，因此该多肽中含有2个半胱氨酸，含有C6个，该肽链分子式是C21HxOyN4S2，另两个氨基酸含有的碳原子数＝21－6＝15，根据原子守恒定律，另两个氨基酸分别是苯丙氨酸和亮氨酸(碳原子数＝9＋6＝15)，所以该四肽化合物水解产生的氨基酸是3种，B正确；依据以上分析可知，组成该化合物的氨基酸分别是2个半胱氨酸、1个苯丙氨酸和1个亮氨酸，2个半胱氨酸、1个苯丙氨酸和1个亮氨酸含有氢原子数和氧原子数分别是38和8，形成四肽失去