第3节蛋白质、核酸的结构和功能课件

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1、,蛋白质、核酸的结构和功能,知识点梳理与深化,一、蛋白质的结构,1、基本单位 ：氨基酸,通式,（1）每个氨基酸都至少含有一个氨基(NH2)和一个羧基（COOH）， 并且氨基和羧基同时连在同一个碳原子上。 （2）在氨基酸的分子中，除R基不同外，其他部分是所有氨基酸分子 所共有的，因此氨基酸的种类不同，取决于组成氨基酸的R基。,特点：,在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种，分为二种：必须氨基酸：生物体不能自己合成，必须从食物中摄取。 非必须氨基酸：生物体可以通过体内其他化合物的转化，能自己合成的氨基酸。,例1、下列关于生物体内氨基酸和蛋白质的叙述错 误的是（ ） A、蛋白质是肽链以一定方式形成的

2、具有复杂空间 结构的生物大分子 B、人体内氨基酸的分解代谢终产物是水、二氧化 碳和尿素 C、人体内所有氨基酸都可以相互转化 D、两个氨基酸缩合形成二肽,C,2、氨基酸的脱水缩合,一个氨基酸上的羧基，与另一个氨基酸上的氨基脱掉一份水，缩合形成肽。由二个氨基酸缩合而成的称二肽，由三个氨基酸缩合而成的称三肽，以此类推。三肽或三肽以上可称多肽。,例2、血红蛋白分子中含574个氨基酸，共有4条肽链。此蛋白质分子的肽键数和至少含有的氨基数分别是（ ） A、574和 574 B、573和573 C、570和570 D、570和4,D,（1）对组成蛋白质的肽链、氨基酸、肽键和脱去水分子数目的计算可参照下表的对

3、应关系：,3、相关计算,例3、若组成蛋白质的氨基酸的平均分子量是130，那么由4条肽链共280个氨基酸所组成的蛋白质其相对分子量是（ ） A、31432 B、31486 C、31378 D、36382,解析：此蛋白质由4条肽链组成，则其合成过程中失水分子数为(280-4=276),每个水分子的相对分子质量为18,故该蛋白质的相对分子质量应为130280-18(280-4)=31432,蛋白质相对分子质量=氨基酸相对分子质量总和 失去水分子的相对分子质量总和,A,（2）对蛋白质相对分子质量的计算：,8,1,78,96,34,89,101,例4、某蛋白质的结构如图所示，请据图回答问题： （1）该蛋

4、白质中共有 条肽链，通过图中8与78、34与89、84与96之间 折叠、盘曲，形成具有特定 的蛋白质。 （2）该蛋白质中有 个肽键，氨基和羧基都至少有 个，强调“至少”两字，是因为在 上，有可能有氨基或羧基，氨基可表示为 ；羧基可表示为 。 （3）在氨基酸形成该蛋白质后，相对分子质量比原来减少了 。,84,1,一定的化学键,空间结构,R基,1,100,-NH2,-COOH,1800+6=1806,(二硫键),元素组成 基本单位 化学结构 空间结构,C、H、O、N等,氨基酸,蛋白质分子,多肽,一级结构是指蛋白质分子中,由肽链连接起来的的各种氨基酸的排列顺序。,二级结构是指蛋白质分子中多肽链通过一

5、定的化学键（如二硫键）本身的折叠方式。,三级结构是指具有二级结构的肽链，按照一定的方式再进一步卷曲、盘绕、折叠成一种看来很不规范，而实际上有一定规律性的三维结构。,四级结构是指具有三级结构的蛋白质分子，通过一些非共价键结合起来，而成为具有生物功能的大分子。,4、蛋白质的层次结构,（1）直接原因： 构成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序的不同、多肽链的折叠方式及形成的空间结构千差万别 ，从而使蛋白质结构具有多样性。由于构成生物体的氨基酸约有20种，因此构成多肽链的氨基酸的排列顺序就有20n。,（2）根本原因： 蛋白质的合成受遗传物质DNA的控制，因此由于DNA分子的多样性，使其控制合成的蛋白质也

6、具有多样性。由于蛋白质是生命活动的主要承担者，从而导致了生物的多样性。,DNA多样性,蛋白质多样性,生物多样性,决定,呈现出,5、蛋白质结构的多样性,（1）表中1、2、3的氨基酸数目虽然相同，但其生理作用彼此不同， 这是因为它们_。 （2）表中3与4或5与6虽然功能相似，但各具专一性，它们之间的差异取决于_。 （3）在不知血管舒缓素肽的具体情况下，推知这种肽类化合物至少含有_氨基和_羧基，这些氨基和羧基位于肽类化合物的哪一位置？_ （4）假若构成这六类化合物的每一种氨基酸的平均分子量为m，则5的分子量比4的分子量多_。,种类不同、排列次序不同,数目、种类不同、排列次序不同,1,1,两端,3m-

7、36,例5、用氨基酸自动分析仪测定几种肽类化合物的氨基酸数目如下：,蛋白质功能的多样性,结构成分,催化作用,运输作用,运动功能,调节作用,免疫作用,作为结构成分它规定和维持细胞的构造,参与生物体各项生命活动的酶多数是蛋白质,它具有催化功能。,载体蛋白能透过细胞膜传递小分子或离子；血红蛋白能运输氧气。,肌动蛋白和肌球蛋白，二者使肌肉收缩，产生运动。,蛋白类激素能协调和指导细胞内的化学过程，调节生物体的生命活动。,抗体能消灭外来抗原物质，起着保护有机体防御外物入侵的作用。,决定,二、蛋白质的功能,蛋白质结构的多样性,总之，蛋白质是生命活动的主要承担者,三 、蛋白质的鉴定,1.鉴定蛋白质,2.斐林试

8、剂与双缩脲试剂的比较分析,1、核酸的种类；包括两大类 （1）DNA（脱氧核糖核酸），主要分布在于细胞核内的染色体上，但在细胞质的线粒体和叶绿体上也有分布。 （2）RNA（核糖核酸），主要分布于细胞质内。,基本组成单位：核苷酸,磷酸,五碳糖,含N碱基,2、核酸的分子结构,DNA,RNA,DNA,RNA,脱氧核糖,核糖,DNA A T G C,RNA A U G C,腺嘌呤,乌嘌呤,胸腺嘧啶,胞嘧啶,尿嘧啶,四、核酸的结构,每个核酸分子都是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。,由于构成DNA分子的核苷酸中的五碳糖为脱氧核糖，所以被称为脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸），又根据碱基的不同，脱氧核苷

9、酸有四种，分别为：腺嘌呤（ A ）脱氧核苷酸；乌嘌呤（ G ）脱氧核苷酸；胞嘧啶（ C ）脱氧核苷酸和胸腺嘧啶（ T ）脱氧核苷酸。 DNA分子就是由四种不同的脱氧核苷酸连接而成的二条长链，二条长链根据碱基互补配对原则，在A与T之间；G与C之间通过氢键连接，并向右盘旋呈有规则的双螺旋结构。,（1）DNA,3、核苷酸的聚合作用：,由于构成RNA分子的核苷酸中的五碳糖为核糖，所以被称为核糖核苷酸，又根据碱基的不同，核糖核苷酸也有四种， RNA分子就是由四种不同核糖核苷酸连接而成的长链，一般为单链。 根据功能的不同主要有三种不同的RNA分别为：,（2）RNA,核糖体RNA （rRNA ）,信使RNA

10、（m RNA ）,转运RNA （t RNA ）,（1）多样性： 构成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有四种，但在连接成长链时，成千上万脱氧核苷酸排列顺序是极其多样的。假若某DNA分子的碱基对是100个，则其脱氧核苷酸的排列方式就有4100，也就是说它的数学模型可用4n表达，这足以构成DNA分子的多样性。,（2）特异性： 每个DNA分子的四种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的，其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。因此遗传信息实质上就是指DNA分子上四种脱氧核苷酸（或四种碱基）的特定排列顺序。,4、核酸分子的多样性和特异性,五、核酸的功能,有细胞结构的生物体内都含有DNA和RNA两种核酸，

11、其中DNA在控制蛋白质的生物合成中能进行复制、转录过程，从而实现遗传信息的传递。三种不同的RNA有不同的功能，其中 rRNA 主要参与核糖体的构建，而核糖体是合成蛋白质的场所；mRNA能进行翻译过程把遗传信息从mRNA传递到蛋白质中；tRNA主要是转运氨基酸进入核糖体。 某些病毒的遗传信息，直接贮存在RNA中，如HIV、SARS病毒等。,核酸是遗传信息的携带者，因此在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中有极其重要的作用。,中心法则,DNA,mRNA,蛋白质,复制,转录,翻译,六、实验观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布,1实验目的：,初步掌握观察DNA和RNA在细胞中分布的方法,2实验原

12、理：,（1）甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的 亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA 呈现红色。利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染 色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。 （2）盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂 进入细胞，同时使染色体中的DNA和蛋白质分离， 有利于DNA与染色剂结合。,3方法步骤：,4实验现象,细胞核呈绿色，细胞质呈红色。,5 实验结论,真核生物细胞的 DNA 主要分布于细胞核中， RNA 主要分布在细胞质中。,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

13、、T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中 D、双链DNA中嘌呤数等于嘧啶数,课堂演练,D,2、（09天津 ）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,A,3、 (09福建)下列关于组成细胞化合物的叙述，不正确的是（ ） A、蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其 特定功能并未发生改变 B、RNA与DNA的分子结构相似，由四种核 苷酸组成，可以储存遗传信息 C、DNA分子碱基的特定排列顺序，构成了 DNA分子的特异性 D、胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人 体内参与血液中脂质的运输,A

14、,4.2008年海南高考题关于动物细胞内蛋白质合成与去向的 叙述，正确的是 （ ） A.所有蛋白质的合成都需要能量 B.合成的蛋白质都运到细胞外 C.合成的蛋白质都不能进入细胞核内 D.合成的蛋白质都用于细胞膜蛋白的更新 5.2008年海南高考题下列与生物体内核酸分子功能多样性 无关的是 （ ） .核苷酸的组成种类 .核苷酸的连接方式 .核苷酸的排列顺序 .核苷酸的数量多少,A,B,6. 三鹿牌等婴幼儿奶粉中掺入了一种“假蛋白”三 聚氰胺，下图为三聚氰胺分子的结构式。下列有关 “假蛋白”的说法，正确的是 （ ） .三聚氰胺可与双缩脲试剂发生紫色反应 B.三聚氰胺中氮元素的含量比碳元素的含量还高

15、 .奶粉中添加三聚氰胺后提高了蛋白质的含量 .三聚氰胺分子中含有三个肽键,B,7.奶粉中的蛋白质含量检测通常不是直接测定蛋白质含量，而是通过测定氮的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 （ ） .CONH B.游离的氨基 .游离的羧基 .R基 8.在下列四种化合物的化学组成中，圆圈中所对应的含义最接近的是（ ） .和 .和 .和 .和,A,D,9.下图是人体细胞中两种重要有机物B、E的元素组成及相互关系图，关于此图的叙述正确的是（ ） 细胞核中能发生EG的过程 细胞质中能发生GB的过程 B具有多种重要功能是由于b的种类、数目和排列顺序不同 E具有多种重要功能是因为B的排列顺序不同 E是人类的遗传物质 . B. C. .,B,10.下图是表示有关蛋白质分子的简要概念图。下列对图示的分析正确的是 ( ) A.A中肯定含有S元素 B.过程发生所需的模板和运输B的工具都是RNA C.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,B,11.下图表示细胞内某些重要化合物的元素组成及相互关系，请分析回答下列问题： （1）图中X代表的化学元素是 ，Y代表的主要化学元素是 。 （2）组成细胞的主要化合物中，分子都是由C、H、O三种元