高三生物一輪復習課件第3講(1)蛋白質(zhì)和核酸

第三講蛋白質(zhì)和核酸第一單元細胞是生物體結構與生命活動的基本單位知識點一生命活動的主要承擔者-蛋白質(zhì)項目內(nèi)容要求考點蛋白質(zhì)的結構和功能Ⅱ重難點1.氨基酸的結構特點，以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程2.蛋白質(zhì)的結構和功能，以及蛋白質(zhì)的結構多樣性的原因3.蛋白質(zhì)的相關計算問題探討從某些動物組織中提取的膠原蛋白，可以用來制作手術縫合線:手術后過一段時間，這種縫合線就可以被人體組織吸收，從而避免拆線的痛苦。討論1.為什么這種縫合線可以被人體組織吸收?2.這種縫合線發(fā)生什么樣的化學變化才能被吸收?這對你認識蛋白質(zhì)的化學組成有什么啟示?組成動物和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)才能被吸收；蛋白質(zhì)在化學組成上可以分為更小的分子含蛋白質(zhì)豐富的食物食物蛋白胃、胰蛋白酶蛋白質(zhì)的消化多肽氨基酸腸肽酶主動運輸血液1.基本單位--氨基酸(1).元素組成

主要是C、H、O、N，有的還有S等

H甘氨酸（Gly,G)

CH3丙氨酸（Ala,A)半胱氨酸（Cys,C)甲硫氨酸（Met,M)提示：大多數(shù)蛋白質(zhì)含有半胱氨酸。因此S元素可作為蛋白質(zhì)的標記元素。（噬菌體侵染細菌的實驗35S標記蛋白質(zhì)外殼）COHONHH—NH2

—COOH認識氨基：認識羧基：NHHNHHNHHCOHOCHOOCHOOCCHH2NOHOH基團前面的“—”必須寫出來！?。◆然被⒁鈹?shù)量關系：R+C2H4O2N①每種氨基酸分子中至少都含有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基鏈接在同一個碳原子上：②R基的不同，決定氨基酸的不同種類。(2).結構通式(3).結構特點特別提醒氨基、羧基、R基的書寫①正確的格式：—NH2、—COOH、—R(千萬不要忘記在原子團前面加“—”)。②避免兩種錯誤格式a.寫成NH2、COOH、R。b.寫成NH3、—NH3、HCOOH等。③結構通式及氨基和羧基不同表達形式的辨別練一練：以下哪些是組成蛋白質(zhì)的氨基酸?CHNH2COOHCH2SHCHNH2COOHCH2SHCHNH2COOHCH2OHCHNH2HCH2COOH√√××人體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的21種氨基酸根據(jù)能否在人體內(nèi)合成，可分為：1、必需氨基酸（8種）2、非必需氨基酸（13種）甲攜來一本亮

色書甲硫（蛋）氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、蘇氨酸指人體不能合成、必須從食物中補充的氨基酸人體細胞能夠合成的氨基酸。(4).種類（約21種）

一種食物往往不能含有我們所需的各種各種氨基酸,特別是必需氨基酸,所以不能偏食.僅在含硒的蛋白質(zhì)存在第21種氨基酸(硒代半胱氨酸)。P二67，密碼子表，UGA是終止密碼，但在特殊情況下可編碼硒代半胱氨酸。①氨基酸

的功能a.作為肽或者蛋白質(zhì)的基本單位(主要功能)。b.某些氨基酸可作為神經(jīng)遞質(zhì)。(谷氨酸、甘氨酸)c.氨基酸→糖類(非糖物質(zhì)轉化)d.氨基酸氧化分解供能。(作為能源物質(zhì))f.色氨酸→吲哚乙酸(IAA)②氨基酸

的運輸a.細胞膜上--載體蛋白b.細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體中的--tRNA（跨膜運輸）（運入核糖體）e.酪氨酸→黑色素(衰老細胞，酪氨酸酶活性下降，黑色素減少)拓展.氨基酸知識拓展脫水縮合人體中氨基酸為21種，蛋白質(zhì)為1010-1012種。那么21種氨基酸是如何形成種類繁多的蛋白質(zhì)的呢？氨基酸：21種蛋白質(zhì)：1010～1012CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH酸脫羥基，氨脫氫2、脫水縮合-連接氨基酸的方式(1).過程脫水縮合:一個氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一個氨基酸分子的氨基(-NH2)，脫去一分子水而連接起來，這種結合方式叫做脫水縮合。CHR1NH2COCHCOOHR2HNH2O二肽肽鍵2、脫水縮合-連接氨基酸的方式(1).過程CHCOOHR2HN肽鍵OHHCCHR1NH2COCHR2HNO二肽H2OH2O氨基酸2、脫水縮合-連接氨基酸的方式(1).過程CCHR1NH2COCHR2HNO肽鍵二肽CHCOOHR2HNH2O肽鍵三肽以此類推，由多個氨基酸分子縮合而成的含有多個肽鍵的化合物，叫多肽。多肽通常呈鏈狀，叫作肽鏈。H2O2、脫水縮合-連接氨基酸的方式(1).過程注意：肽鏈的命名與氨基酸個數(shù)一致。4個氨基酸組成的化合物叫四肽。（1）脫去的水中的H來自氨基和羧基，O來自R基。（2）一條肽鏈上至少一個游離的氨基和一個游離的羧基，分別位于肽鏈的兩端，其余的氨基和羧基在R基上。(2).場所：核糖體(3).肽鍵的書寫形式：(4).注意—NH—CO—肽鍵的書寫注意兩邊的共價鍵不能丟肽鏈盤曲折疊形成具有空間結構的蛋白質(zhì)肽鏈中的氨基酸間形成氫鍵，

使肽鏈盤曲、折疊，形成具

有一定空間結構的蛋白質(zhì)分子。膠原蛋白分子的肽鏈含有多個“甘-X-Y”三肽循環(huán)。甘氨酸脯氨酸羥脯氨酸纖長3、蛋白質(zhì)的結構層次許多蛋白質(zhì)分子都含有兩條或多條肽鏈，它們通過一定的化學鍵和二硫鍵相互結合在一起(圖2-11).這些肽鏈不呈直線，也不在同一平面上，而是形成更為復雜的空間結構。肽鏈盤曲折疊形成具有空間結構的蛋白質(zhì)3、蛋白質(zhì)的結構層次從氨基酸到血紅蛋白質(zhì)大致結構層次氨基酸之間脫水縮合形成肽鏈1肽鏈進行進一步盤繞形成一定的空間結構3四條肽鏈聚集形成復雜空間結構4一條肽鏈的特定區(qū)域進行有規(guī)律的盤曲、折疊23、蛋白質(zhì)的結構層次3、蛋白質(zhì)的結構層次通常核糖體合成的多肽沒有活性，需要盤曲、折疊（在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體上完成）形成一定空間的蛋白質(zhì)，才能發(fā)揮作用。胞內(nèi)蛋白與胞外蛋白合成的場所：1、胞內(nèi)蛋白一般不需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的參與2、胞外蛋白氨基酸多肽脫水縮合核糖體盤曲折疊加工（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體）蛋白質(zhì)參與分泌蛋白合成、加工和分泌的細胞器有：核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體通過

將蛋白質(zhì)分泌到細胞外，此過程穿過

層膜。胞吐0核糖體知識拓展不同分析2、氨基酸種類不同1、氨基酸數(shù)目不同3、氨基酸排列順序不同4、肽鏈盤曲折疊形成的空間結構千差萬別氨基酸水平肽鏈水平4.蛋白質(zhì)的結構多樣性原因種類數(shù)目排列順序空間結構不同蛋白質(zhì)有不同的氨基酸序列（排列順序），直接由mRNA上的堿基決定，最終是由DNA中的堿基序列（脫氧核苷酸序列）決定。蛋白質(zhì)多樣性的根本原因是基因的多樣性4.蛋白質(zhì)的結構多樣性原因蛋白質(zhì)與多肽的比較蛋白質(zhì)多肽空間結構有無多樣性原因四個方面只有三個方面，無空間結構差異生物活性具有通常無聯(lián)系每個蛋白質(zhì)分子可以由1條肽鏈組成，也可由幾條肽鏈通過一定的化學鍵(如“二硫鍵”)連接而成提醒翻譯的直接產(chǎn)物——多肽，不叫蛋白質(zhì)，多肽必須在細胞質(zhì)基質(zhì)或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體上再加工后，形成一定的空間結構才叫蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)與肽鏈的本質(zhì)區(qū)別：是否具有空間結構1.結構蛋白2.催化3.運輸5.調(diào)節(jié)（信息傳遞）4.免疫（防御）細胞的各項生命活動都離不開蛋白質(zhì)一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者①結構蛋白：是構成細胞和生物體的重要物質(zhì)，如肌球蛋白、肌

動蛋白等②催化作用：起生物催化作用，如絕大多數(shù)酶③運輸作用：如血紅蛋白、細胞膜上的載體④調(diào)節(jié)作用：如胰島素和生長激素等⑤免疫作用：免疫過程中產(chǎn)生的抗體5.蛋白質(zhì)的功能功能蛋白結構多樣性決定功能多樣性每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔功能相適應的獨特結構，如果氨基酸序列改變或蛋白質(zhì)的空間結構改變，就可能會影響其功能。結構與功能相適應蛋白質(zhì)結構與功能的關系蛋白質(zhì)功能蛋白質(zhì)結構決定血紅蛋白的谷氨酸運輸氧氣能力正常血紅蛋白的纈氨酸運輸氧氣能力下降圓餅狀紅細胞鐮刀狀紅細胞(1)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA；激素中有些是蛋白質(zhì)，有些不是蛋白質(zhì)。(2)抗體和載體的本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，但結構各不相同。特別提醒幾種常見蛋白質(zhì)的分布和功能

名稱分布或來源功能絕大多數(shù)酶細胞內(nèi)或細胞外催化作用載體蛋白細胞膜等生物膜運輸某些物質(zhì),如離子、氨基酸某些激素(如生長激素、胰島素)由內(nèi)分泌腺細胞合成并分泌至內(nèi)環(huán)境中調(diào)節(jié)生命活動抗體由漿細胞合成并分泌至內(nèi)環(huán)境中免疫作用細胞因子舉例:由T細胞合成并分泌至內(nèi)環(huán)境中促進B細胞增殖、分化為漿細胞或記憶B細胞血紅蛋白紅細胞內(nèi)主要運輸氧氣糖蛋白細胞膜外表面識別等作用某些信號分子(激素、神經(jīng)遞質(zhì)等)受體受體細胞(細胞膜或細胞內(nèi))與信號分子特異性結合,引起受體細胞代謝變化結構蛋白細胞膜、肌肉纖維等構成細胞和生物體的成分

課本31頁“思考與討論”1.從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結構層次？2.進入人體消化道的蛋白質(zhì)食物，要經(jīng)過哪些消化酶的作用才能分解為氨基酸？這些氨基酸進入人體細胞后，需經(jīng)過怎樣的過程才能變?yōu)槿梭w的蛋白質(zhì)？人體中的蛋白質(zhì)和食物中的蛋白質(zhì)會一樣嗎？3.如果用21個不同的字母代表21種氨基酸，若寫出由10個氨基酸組成的長鏈，可以寫出多少條互不相同的長鏈？2110食物蛋白胃、胰、腸蛋白酶多肽腸肽酶氨基酸吸收合成人體的蛋白質(zhì)人體內(nèi)氨基酸氨基酸蛋白質(zhì)多肽脫水縮合一條或多條盤曲折疊思考：為什么吃熟雞蛋、熟肉更容易消化？高溫使蛋白質(zhì)的空間結構變的伸展、松散，容易被蛋白酶水解。蛋白質(zhì)變性：（1）使蛋白質(zhì)變性的因素：化學因素（如強酸、強堿、重金屬離子、酒精）、物理因素（如加熱、劇烈振蕩、超聲波、射線等）（2）一般認為蛋白質(zhì)的變性作用，主要是蛋白質(zhì)的空間結構發(fā)生了改變。但在變性過程中，蛋白質(zhì)分子中的肽鍵沒有斷裂，化學組成也沒有改變。網(wǎng)絡披露：有人論文中提到可用熟雞蛋可以孵出小雞，你如何評論。與社會聯(lián)系指蛋白質(zhì)在某些物理化學因素作用下其特定空間構象被破壞，從而導致其理化性質(zhì)改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。變性的蛋白質(zhì)仍能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應（3）變性的蛋白質(zhì)還能跟雙縮脲試劑反應嗎？蛋白質(zhì)的水解原因：在酸、堿、酶等條件下，蛋白質(zhì)分解成小分子的多肽或者氨基酸的過程（水解和脫水縮合的過程相反）特點：肽鍵斷裂蛋白質(zhì)的鹽析原因：輕金屬鹽、銨鹽的加入使得蛋白質(zhì)的溶解度降低結果：蛋白質(zhì)析出特點：可逆，加水后絮狀物消失與生活的聯(lián)系：在雞蛋清中加入一些食鹽，會看到有白色絮狀物析出，加水稀釋后，絮狀物消失。

蛋白質(zhì)特性的應用①有血跡或牛奶的衣服不要用熱水洗，因為蛋白質(zhì)加熱會變性凝固在衣服上。②加酶洗衣粉不要用熱水洗，因為熱水會導致酶變性，失去催化效果。③加熱、加酸、加酒精能達到消毒、滅菌的目的，這是因為以上條件會導致細菌和病毒的蛋白質(zhì)變性。④重金屬中毒可以立刻喝牛奶并送醫(yī)，因為蛋白質(zhì)可以和重金屬反應。圖示氨基酸數(shù)脫水數(shù)肽鍵數(shù)1條肽鏈時…………46810n3579n-13579n-16.蛋白質(zhì)的計算圖示氨基酸數(shù)脫水數(shù)肽鍵數(shù)2條肽鏈時…………46810n2468n-22468n-26.蛋白質(zhì)的計算肽鍵數(shù)=脫水數(shù)=氨基酸數(shù)目—肽鏈數(shù)

6.蛋白質(zhì)的計算[1]某三十九肽中共有丙氨酸4個，現(xiàn)去掉其中的丙氨酸得到4條長短不等的多肽（如圖），肽鍵數(shù)目減少了A.4個B.6個C.7個D.8個C

某種蛋白質(zhì)是由10個氨基酸脫水縮合形成的1條多肽鏈構成的，若每個氨基酸分子質(zhì)量平均是120，則該蛋白質(zhì)的相對分子量是？蛋白質(zhì)分子量＝氨基酸分子總質(zhì)量—脫去的水的分子總質(zhì)量＝120×10(10-1)×18—假設有n個氨基酸形成m條肽鏈，每個氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，那么由此形成的蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量為一般情況：蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量＝氨基酸數(shù)×氨基酸的平均相對分子質(zhì)量?脫水數(shù)×18（水的相對分子質(zhì)量）

含有二硫鍵的蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的計算：蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量＝氨基酸數(shù)×氨基酸的平均相對分子質(zhì)量?脫水數(shù)×18（水的相對分子質(zhì)量）—二硫鍵數(shù)×2

（2）相對分子質(zhì)量的計算若為環(huán)狀多肽，則可將相對分子質(zhì)量計算公式na－18(n－m)中的肽鏈數(shù)(m)視為零，再進行相關計算。SHHSSS2H++

下圖蛋白質(zhì)由①②③三條肽鏈構成，其中“一S一S一”是由兩個“一SH”脫氫構成的二硫鍵，其作用是連接兩相鄰肽鏈。若該蛋白質(zhì)分子共由m個氨基酸組成，則形成一個該分子時生成的水分子數(shù)和減少的相對分子質(zhì)量分別為_____________，___________________—SHHS——S—S—閱讀題干，篩選信息分析轉化，遷聯(lián)舊知m-218(m-2)+4CCHR1NH2CO…HNO氨基CHCOOHRnHN羧基每1條肽鏈至少應有

個游離的氨基和

個游離的羧基，其余的氨基或羧基存在于__

；n條肽鏈至少應有

個游離的氨基和

個游離的羧基；

11R基nn（3）至少含有的氨基（羧基）數(shù)=______肽鏈數(shù)若R基上含有氨基或者羧基時：還要加上R基上的氨基或羧基蛋白質(zhì)中游離的氨基和羧基的計算:例題：現(xiàn)有1000個氨基酸，其中氨基有1020個，羧基有1050，則由此合成的4條多肽鏈中共有肽鍵、氨基、羧基的數(shù)目是

(

)A．999、1016、1046B．996、1、1C．996、24、54D．996、1016、1046C技法必備：元素守恒定律其相關數(shù)量關系如下：(1)碳原子數(shù)＝氨基酸的分子數(shù)×2＋R基上的碳原子數(shù)。(2)氫原子數(shù)＝各氨基酸中氫原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)×2。(3)氧原子數(shù)＝各氨基酸中氧原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)。(4)氮原子數(shù)＝肽鏈數(shù)＋肽鍵數(shù)＋R基上的氮原子數(shù)＝各氨基酸中氮原子的總數(shù)。(5)由于R基上的碳原子數(shù)不好確定，且氫原子數(shù)較多，因此以氮原子數(shù)或氧原子數(shù)的計算為突破口，計算氨基酸的分子式或氨基酸個數(shù)最為簡便。（4）.利用原子守恒法進行蛋白質(zhì)的計算蛋白質(zhì)中的含氮量通常占其總質(zhì)量的16%左右(12%~19%),因此，通過測定物質(zhì)中的含氮量便可估算出物質(zhì)中的總蛋白質(zhì)含量(假設測定物質(zhì)中的氮全來自蛋白質(zhì))，即:

蛋白質(zhì)含量=含氮量/16%?！獎P氏定氮法蛋白質(zhì)中的氮原子數(shù)目在一定程度上可反映出蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)目蛋白質(zhì)中的氮原子質(zhì)量在一定程度上可反映出蛋白質(zhì)中質(zhì)量現(xiàn)有氨基酸100個，其中氨基總數(shù)102個，羧基總數(shù)101個，則由這些氨基酸合成的含有2條肽鏈的蛋白質(zhì)中，含有的O原子總數(shù)（）A、101B、102C、103D、104D有一條多肽鏈，分子式為CxHyOpNqS，將它徹底水解后，只得到下列四種氨基酸，分析推算可知，水解得到的氨基酸個數(shù)：A．q－1B．q+1C．p－1D．p＋1C解：此多肽鏈水解后所包含的所有氨基酸分子中均只含有一個羧基，所以氨基酸分子的個數(shù)=肽中的氧原子數(shù)減去1=p-1

基因表達中氨基酸與相應DNA、mRNA中堿基之間的數(shù)量關系如圖所示：DNA(基因)mRNA蛋白質(zhì)

堿基數(shù)∶

堿基數(shù)∶

氨基酸數(shù)

6∶

3∶

1由于mRNA中有終止密碼子等原因，上述關系應理解為每合成1個氨基酸至少需要mRNA上的3個堿基和DNA(基因)上的6個堿基。(5).利用基因表達的過程進行計算A、B、C三種氨基酸，每種氨基酸數(shù)目無限的情況下，可形成肽類化合物的種類形成三肽的種類3×3×3＝27種形成二肽的種類3×3＝9種A、B、C三種氨基酸，每種氨基酸只有一個的情況下，可形成肽類化合物的種類形成三肽的種類3×2×1＝6種形成二肽的種類3×2＝6種一概念檢測1.判斷下列有關蛋白質(zhì)的表述是否正確。(1)蛋白質(zhì)徹底水解的產(chǎn)物是氨基酸。(

)(2)氨基酸僅通過脫水縮合的方式就可以形成蛋白質(zhì)。(

)(3)只有細胞內(nèi)才有蛋白質(zhì)分布。(

)(4)蛋白質(zhì)的空間結構與其功能密切相關。(

)2.質(zhì)量相等的下列食物中，蛋白質(zhì)含量最多的是(

)

XX√√A課后習題3.下列物質(zhì)中，屬于構成蛋白質(zhì)的氨基酸的是(

)2

—CH2—COOH

2—CH2—CH2OH2

—CH—(CH2)2—COOHNH2—CH—CH2—COOHCOOH4.下列物質(zhì)中，不屬于蛋白質(zhì)的是(

)A.胰島素

C.胃蛋白酶

AB課后習題二拓展應用1.民間有一種“吃什么補什么”的說法，如吃魚眼能明目，喝虎骨酒可以壯筋骨。請你運用本節(jié)所學的知識對這種說法作出評價。

食物中的蛋白質(zhì)都是大分子有機物，它們都要消化成細胞可以吸收的小分子物質(zhì)才能被人體吸收，這些小分子都要在人體細胞內(nèi)合成不同的蛋白質(zhì)在人體內(nèi)執(zhí)行不同的功能課后習題2.某種腦啡肽具有鎮(zhèn)痛作用，可以作為藥物來使用，它的基本組成單位是氨基酸。下面是該腦啡肽的結構式?；卮鹣铝袉栴}。(1)構成一個腦啡肽的氨基酸數(shù)目是

;有

種氨基酸參與了脫水縮合反應；生成的水分子數(shù)目是

.(2)請在圖中標出其中的一個肽鍵。(3)如果上圖中的氨基酸順序發(fā)生了改變，它還會具有腦啡肽的功能嗎?為什么?544課后習題例1（2018年全國卷，Ⅲ卷，T30）回答下列與蛋白質(zhì)相關的問題：（1）生物體中組成蛋白質(zhì)的基本單位是_________，在細胞中合成蛋白質(zhì)時，肽鍵是在________這一細胞器上形成的。合成的蛋白質(zhì)中有些是分泌蛋白，如___________（填“胃蛋白酶”“逆轉錄酶”或“酪氨酸酶”）。分泌蛋白從合成至分泌到細胞外需要經(jīng)過高爾基體，此過程中高爾基體的功能是_______________________________。（2）通常，細胞內(nèi)具有正常生物學功能的蛋白質(zhì)需要有正確的氨基酸序列和_________結構，某些物理或化學因素可以導致蛋白質(zhì)變性，通常，變性的蛋白質(zhì)易被蛋白酶水解，原因是_________________________________________________________________。氨基酸核糖體

對蛋白質(zhì)進行加工、分類和包裝空間蛋白質(zhì)變性使肽鍵暴露，暴露的肽鍵易與蛋白酶接觸，使蛋白質(zhì)降解例1（2018年全國卷，Ⅲ卷，T30）回答下列與蛋白質(zhì)相關的問題：（3）如果DNA分子發(fā)生突變，導致編碼正常血紅蛋白多肽鏈的mRNA序列中一個堿基被另一個堿基替換，但未引起血紅蛋白中氨基酸序列的改變，其原因可能是____________________________。遺傳密碼具有簡并性(1)(源于必修1P21“與生活的聯(lián)系”)長期以玉米為主食的人容易因賴氨酸缺乏而導致疾病，請分析原因：_____________________________________________________________________________________________