第03讲 蛋白质和核酸高考生物一轮复习 课件

第3讲蛋白质和核酸第一单元 组成细胞的分子必修一蛋白质的结构和功能1核酸的组成、结构和功能2考点蛋白质的结构和功能1蛋白质的结构和功能1一、组成蛋白质的氨基酸的元素组成、结构与种类1.元素组成:2.结构:C、H、O、NSCHH2NR氨基羧基侧链基团COHO氨基酸的结构通式氨基酸的结构通式 每个氨基酸分子每个氨基酸分子至少至少都含有都含有一个氨基一个氨基（-NH2）和）和一个羧基一个羧基（-COOH），），并连并连在同一个碳原子上在同一个碳原子上。特点特点分子式分子式C2H4O2N-R 部分氨基酸分子中含有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基位于R基上。除 外，有的还含有 等。一、组成蛋白质的氨基酸的元素组成、结构与种类3.种类:氨基酸的种类由R基决定。21种氨基酸非必需氨基酸：必需氨基酸：人体可自身合成的氨基酸，共13种人体不能自身合成的氨基酸，共8种必需氨基酸甲 携 来 一 本 亮 色 书甲硫 缬赖 异亮亮苯丙色苏婴儿有婴儿有9种，比种，比 成人多的一种是成人多的一种是组氨酸组氨酸。氨基酸知识拓展氨基酸氨基酸 的功能的功能a.作为肽或者蛋白质的基本单位作为肽或者蛋白质的基本单位(主要功能主要功能)。b.某些氨基酸可作为神经递质。谷氨酸、甘氨酸谷氨酸、甘氨酸c.氨基酸糖类(非糖物质转化)d.氨基酸氧化分解供能。作为能源物质作为能源物质f.色氨酸吲哚乙酸(IAA)氨基酸氨基酸 的运输的运输a.细胞膜上载体蛋白b.细胞质基质、线粒体和叶绿体中的tRNA跨膜运输跨膜运输运入核糖体运入核糖体e.酪氨酸黑色素衰老细胞，酪氨酸酶活性下降，黑色素减少衰老细胞，酪氨酸酶活性下降，黑色素减少蛋白质的结构和功能1二、蛋白质的合成CHR1H2NOHCOH2OCHCOOHR2HNH肽键肽键二肽一个氨基酸分子的一个氨基酸分子的羧基羧基(COOH)和另一个和另一个氨基酸分子的氨基酸分子的氨基氨基(-NH2)，脱去一分子水而，脱去一分子水而连接起来，这连接起来，这种结合方式叫做种结合方式叫做脱水缩合脱水缩合。二、蛋白质的合成肽键肽键CHCOOHR3HNOHHCCHR1H2NCOCHR2HNO二肽H2OH2O三肽肽键肽键 以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽多肽。多肽通常呈链状，叫作肽链肽链。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基中的氨基和羧基。H2O中H的来源：；O来源于 。一个来自氨基一个来自羧基一个来自氨基一个来自羧基羧基羧基二、蛋白质的合成多肽脱水缩合脱水缩合核糖体核糖体蛋白质盘曲折叠盘曲折叠内质网、高尔基体内质网、高尔基体（1）肽链中的氨基酸之间能够形成氢键氢键等，从而使得肽链能盘曲 形成具有一定空间结构的蛋白质。（2）有些蛋白质分子含有两条或多条）有些蛋白质分子含有两条或多条 肽链，它们通过一定的化学键如：肽链，它们通过一定的化学键如：二硫键二硫键相互结合在一起。相互结合在一起。（3）氨基酸的运输工具：tRNA(61种种)氨基酸习题巩固1.谷氨酸的R基为C3H5O2，1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是 （）A.5、9、4、1 B.4、8、5、1 C.5、8、4、1 D.4、9、4、1A习题巩固2.如图为脑啡肽的结构简式，据图分析下列说法正确的是（）A.该脑啡肽由3种氨基酸脱水缩合而成，含有4个肽键B.该脑啡肽中含1个游离的氨基，2个游离的羧基C.高温、X射线、强酸等会引起蛋白质的空间结构遭到破坏而变性D.形成该脑啡肽时，脱去的水中的氧来自羧基，氢来自氨基C蛋白质的结构和功能1三、蛋白质的结构多样性与功能多样性功能多样性结构多样性1.意义：2.蛋白质多样性的原因直接原因：根本原因：氨基酸的种类、数目和排列顺序，蛋白质的空间结构。氨基酸的种类、数目和排列顺序，蛋白质的空间结构。DNA分子的多样性。分子的多样性。蛋白质的多样性决定生物的蛋白质的多样性决定生物的多样性多样性 不同蛋白质有不同的氨基酸序列（排列顺序），不同蛋白质有不同的氨基酸序列（排列顺序），直接由直接由mRNA上的上的碱基决定碱基决定，最终是由，最终是由DNA中的碱基序列（脱氧核苷酸序列）决定。中的碱基序列（脱氧核苷酸序列）决定。结构蛋白构成细胞和生物体结构构成细胞和生物体结构如：头发、肌肉如：头发、肌肉免疫作用具有免疫功能如：具有免疫功能如：人体内的抗体都是人体内的抗体都是蛋白质蛋白质调节作用起信息传递功能起信息传递功能如：胰岛素如：胰岛素细胞内的化学反应离不细胞内的化学反应离不开酶的催化开酶的催化绝大多数酶都是蛋白质绝大多数酶都是蛋白质运输作用具有运输载体的功能具有运输载体的功能如：血红蛋白运输氧如：血红蛋白运输氧三、蛋白质的结构多样性与功能多样性少数酶是少数酶是RNA血红蛋白在氧浓度高的地方与氧结合，血红蛋白在氧浓度高的地方与氧结合，在氧浓度低的地方与氧分离在氧浓度低的地方与氧分离催化作用狗催运面条蛋白质的结构和功能1四、蛋白质的变性和盐析1.蛋白质的变性：过酸、过碱、重金属盐或高温过酸、过碱、重金属盐或高温会使蛋白质的 遭到破坏，使酶永久失活，但肽键 ，依然能和双缩脲试剂发生紫色反应；低温不会破坏蛋白质的空间结构，只是抑制其功能。低温不会破坏蛋白质的空间结构，只是抑制其功能。空间结构空间结构并未断裂并未断裂经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。应用鸡蛋、肉类煮熟后由于高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，易于被蛋白酶水解，因而易于消化。四、蛋白质的变性和盐析变性后变化a.空间结构改变空间结构改变(氨基酸排列顺序不变氨基酸排列顺序不变)b.生物学功能丧失生物学功能丧失（如：高温消毒、灭菌）（如：高温消毒、灭菌）c.水溶性下降水溶性下降(易沉淀易沉淀)d.更易被水解更易被水解(食物煮熟易消化食物煮熟易消化)2.蛋白质的盐析：不破坏空间结构，是降低了蛋白质的溶解度降低了蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，是物理变化，可复原。蛋白质在高浓度盐溶液中析出，而蛋白质在高浓度盐溶液中析出，而DNA是在低浓度盐溶液中是在低浓度盐溶液中析出，盐析为可逆过程。析出，盐析为可逆过程。（蛋白质的空间结构没有发生变化蛋白质的空间结构没有发生变化）四、蛋白质的变性和盐析3.蛋白质的水解：在蛋白酶作用下，肽键肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程是相反的。肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶水解。肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶水解。易错辨析（1）细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与。（）（2）蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关，也与功能基团有关。（）习题巩固1.（2018年全国卷，卷，T30）回答下列与蛋白质相关的问题：（1）生物体中组成蛋白质的基本单位是_，在细胞中合成蛋白质时，肽键是在_这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白，如_（填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”）。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中高尔基体的功能是 。（2）通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和_结构，某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是 。氨基酸氨基酸核糖体核糖体胃蛋白酶胃蛋白酶对蛋白质进行加工、分类和包装对蛋白质进行加工、分类和包装空间空间暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解蛋白质变性使肽键蛋白质变性使肽键习题巩固（3）如果DNA分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是_。遗传密码具有简并性遗传密码具有简并性2.(源于必修1 P21“与生活的联系”)长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病，请分析原因：赖氨酸为必需氨基酸，人体不能合成，只能从食物中摄取赖氨酸为必需氨基酸，人体不能合成，只能从食物中摄取才能保证正常生命活动，玉米中不含赖氨酸，因此长期以玉米才能保证正常生命活动，玉米中不含赖氨酸，因此长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而患病为主食的人容易因赖氨酸缺乏而患病。习题巩固3.(源于必修1 P21“正文”)请叙述氨基酸的结构特点：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有每种氨基酸分子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连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接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一个氢原子和一个侧链基团。4.(源于必修1 P22图26)胰岛素在核糖体上合成后还不具有降低血糖的生物学活性，请从蛋白质的结构方面分析原因：核糖体上合成的多肽需经内质网、高尔基体加工后才具备核糖体上合成的多肽需经内质网、高尔基体加工后才具备一定的空间结构，从而成为有活性的蛋白质一定的空间结构，从而成为有活性的蛋白质。习题巩固5.(源于必修1 P23“与生活的联系”)熟鸡蛋更容易消化的原因是：高高温温使使蛋蛋白白质质分分子子的的空空间间结结构构变变得得伸伸展展、松松散散，容容易易被被蛋白酶水解蛋白酶水解。6.(源于必修1 P23“与生活的联系”)蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？请说明理由。能。因为高温破坏了肽链盘曲、折叠形成的空间结构，没能。因为高温破坏了肽链盘曲、折叠形成的空间结构，没有破坏氨基酸之间的肽键有破坏氨基酸之间的肽键。蛋白质的结构和功能1五、蛋白质相关计算1237-1=67-3=47-2=5肽链数肽键数氨基酸数考点1：肽链：肽链：肽键数肽键数=脱去水分子数脱去水分子数=氨基酸分子数肽链数氨基酸分子数肽链数环肽：环肽：肽键数肽键数=脱去水分子数脱去水分子数=氨基酸数氨基酸数习题巩固1.人体血红蛋白的一条肽链有145个肽键，形成这条肽链的氨基酸分子数以及它们在缩合过程中生成的水分子数分别是（）A.145和144 B.145和145C.145和146 D.146和145D298=(300-2)2.300个氨基酸组成两条肽链的蛋白质时,问脱掉多少个水分子,形成多少个肽键?1五、蛋白质相关计算考点2：蛋白质的分子质量蛋白质的分子质量=氨基酸数目氨基酸数目氨基酸平均分子相对质量氨基酸平均分子相对质量 -18脱去水分子数脱去水分子数(不考虑形成二硫键不考虑形成二硫键)【特别提醒】如肽链上出现一个二硫键(SS)时，要再减去2(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。3.如果每个氨基酸的平均分子量为a，那么这个蛋白质的分子质量是多少?300a-18298习题巩固3.如图为某蛋白质的结构示意图，其中“SS”为由两个“SH”(巯基)构成的二硫键，其作用是连接两相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为（）A.m，18m B.(m4)，18(m4)C.(m3)，18(m3)4 D.(m2)，18(m2)4D五、蛋白质相关计算CCHR1NH2COCHR2HNOCHCOOHR2HNCHR1NH2COCHR2HNCOOH考点3：一条肽链两端各有一条肽链两端各有1个游离的氨基和羧基个游离的氨基和羧基，m条肽链至少含有条肽链至少含有m个氨基和个氨基和m个羧基。个羧基。习题巩固4.现有1000个氨基酸，共有氨基1020个，羧基1050个，有他们合成的4条肽链中，肽键、氨基、羧基是数目分别是（）A、999、1016、1046 B、996、1、1C、996、24、54 D、996、1016、1046C蛋白质的结构和功能1相关计算公式小结氨基酸数（氨基酸数（n）；氨基酸平均分子相对质量（氨基酸平均分子相对质量（a）一条肽链m条肽链环肽肽键脱去水分子减轻的质量多肽相对分子质量至少含有的氨基或羧基数H2NCOOHn-1n-118（n1）na-18(n1)1n-mn-m18（nm）na-18(nm)mnn18nna-18n01五、蛋白质相关计算考点4：利用原子守恒法计算肽链中的原子数利用原子守恒法计算肽链中的原子数N原子数