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(共37张PPT)
第4讲　蛋白质和核酸
[课标要求]
1.阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成。
2.概述核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子。
3.说明生物大分子以碳链为基本骨架。
考点一
蛋白质的结构和功能
1.组成蛋白质的氨基酸的元素、结构与种类
基础知识·整合
C、H 、 O、N
一个氨基
一个羧基
同一个碳原子上
非必需氨基酸
必需氨基酸
提醒　组成蛋白质的氨基酸的元素组成中,有的还含有S等。各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。
2.蛋白质的合成及结构层次
(1)多肽的形成过程。
①肽的名称确定:一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为 。
②H2O中各元素的来源:H来自 ,O来自 。
③一条肽链上氨基数或羧基数的确定:一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,分别位于肽链的 ;其余的氨基(或羧基)在 上。
几肽
氨基和羧基
羧基
两端
R基
多肽
(2)蛋白质的结构层次。
3.蛋白质结构多样性与功能多样性
种类
排列顺序
空间结构
酶
血红蛋白
抗体
深挖教材
1.判断正误
(1)(必修1 P28正文)细胞核中的遗传信息,往往要表达成蛋白质才能起作用。
(　　)
(2)(必修1 P30正文)二肽是由两个氨基酸分子脱水缩合形成的化合物,含有2个肽键。(　　)
√
×
【提示】 二肽含有1个肽键。
(3)(必修1 P30正文)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。
(　　)
×
【提示】 脱水缩合的方式只有一种,即一个氨基酸分子中的氨基与另一个氨基酸分子中的羧基相连接,同时脱去一分子的水。
2.规范表达
(1)(必修1 P28图2-8拓展)抗体和头发的主要成分均为蛋白质,但功能却相差极大,请从氨基酸角度分析,原因是
。
(2)(必修1 P30、P32与社会的联系拓展)松花蛋是以鸭蛋等为原料制作而成的,是我国特有的食品,具特殊风味,可以为人体提供丰富的蛋白质等营养物质。请思考:
①松花蛋所含的蛋白质发生了变性,变性的蛋白质易被蛋白酶水解的原因是
。
组成抗体和头发的氨基酸的种类、
数量和排列顺序不同
变性的蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,蛋白酶易与之结合,故易
被水解
②煮熟的鸭蛋蛋白与双缩脲试剂还能发生颜色反应吗 为什么
【提示】 能。因为煮熟的鸭蛋蛋白中的肽键没有断裂。
能力1　围绕氨基酸的结构及种类,考查理解能力
1.(2025·深圳调研)食用花卉是一类富含氨基酸且有利于人体氨基酸营养平衡的天然绿色食品。下列有关食用花卉中氨基酸的叙述,正确的是(　　)
A.各种氨基酸都含有元素C、H、O、N、S
B.食用花卉中的氨基酸可以用双缩脲试剂来检测
C.必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标
D.通过检测氨基酸的种类可鉴定区分不同种类的花卉
C
关键能力·提升
【解析】 组成蛋白质的基本元素是C、H、O、N,有的含有S;双缩脲试剂与蛋白质中肽键发生紫色反应,从而鉴定蛋白质,而氨基酸中不含肽键,因而食用花卉中的氨基酸不可以用双缩脲试剂来检测;必需氨基酸是人体不能合成而且是人体需要的氨基酸,因此必需氨基酸只能从食物中获得,故必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标;通过检测氨基酸的种类不能鉴定区分不同种类的花卉,因为氨基酸不具有物种特异性。
2.(2025·四川卷,1)真核细胞的核孔含有多种蛋白质,这些蛋白质的主要区别是(　　)
A.基本组成元素不同
B.单体连接方式不同
C.肽链空间结构不同
D.合成加工场所不同
C
【解析】 蛋白质的基本单位是氨基酸,氨基酸的基本元素是C、H、O、N;真核细胞的核孔含有多种蛋白质,这些蛋白质的基本组成元素相同。单体连接方式相同,均是氨基酸之间脱水缩合形成肽键。不同的蛋白质功能不同,功能与结构相适应,因此这些蛋白质的肽链盘曲折叠形成的空间结构不同。真核生物核孔蛋白质均属于胞内蛋白,合成加工场所相同,均在细胞质。
能力2　围绕蛋白质的结构和功能,考查生命观念
3.(2023·湖北卷,2)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
A
【解析】 蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素的作用下,其特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象,蛋白质变性一般不会导致肽键断裂;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,说明球状蛋白可溶于水,不溶于乙醇;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,不能恢复原有的结构和性质;结构决定功能,变性后的蛋白质空间结构改变,导致一系列理化性质变化,生物活性丧失。
归纳总结
明辨蛋白质的盐析、变性和水解
(1)盐析:是由溶解度的变化引起的,蛋白质的空间结构没有发生变化,盐析具有可逆性。
(2)变性:是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化,肽链变得松散,丧失了生物活性,但是肽键一般不断裂。
(3)水解:在蛋白酶等作用下,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相反。
考点二
核酸的结构和功能
1.核酸的结构层次及种类
基础知识·整合
C 、 H 、 O 、 N、P
五碳糖
2
含氮碱基
脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸
核糖核酸
脱氧核糖核酸
2.核酸的功能与分布
遗传信息
拟核
单体 多聚体
多糖
蛋白质
核苷酸
3.生物大分子以碳链为基本骨架
单体(基本单位) 多聚体(生物大分子)。
单糖
氨基酸
核酸
4.“四看法”判断细胞内的有机物或结构
脂肪
核酸
糖类
脂肪
蛋白质
核酸
染色体(质)
核糖体
深挖教材
1.判断正误
(1)(必修1 P34正文)核苷酸包括DNA和RNA两类。(　　)
×
【提示】 核苷酸包括脱氧核苷酸和核糖核苷酸两类。
(2)(必修1 P34图2-14)DNA分子一条链中的两个相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”相连。(　　)
×
【提示】 DNA分子一条链中的两个相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连。
(3)(必修1 P35图2-15)核苷酸是生物体内携带遗传信息的物质,核苷酸种类不同取决于碱基的不同。(　　)
×
【提示】 核酸是生物体内携带遗传信息的物质,核苷酸种类的不同取决于五碳糖和碱基的不同。
(4)(必修1 P35正文)DNA是真核生物储存、传递遗传信息的生物大分子,原核生物和病毒的遗传信息储存在RNA中。(　　)
×
【提示】 DNA是有细胞结构的生物储存、传递遗传信息的生物大分子,病毒的遗传信息储存在DNA或RNA中。
2.规范表达
(1)(必修1 P34问题探讨拓展)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。DNA能够提供犯罪嫌疑人信息的原因是 。
遗传信息储存在DNA分子中,不同人的遗传信息不同
(2)(必修1 P36拓展应用拓展)请从单体和多聚体关系的角度阐明“吃什么补什么”存在的不合理性。
【提示】 生物大分子都要被消化成细胞可吸收的小分子才能被人体吸收,这些小分子在人体细胞内重新合成新的大分子物质发挥作用(或吸收后的小分子物质代谢后可以合成其他的大分子物质)。
重难知识·透析
1.归纳DNA与RNA组成成分上的异同
2.归纳蛋白质与核酸的相互关系
(1)DNA、mRNA和蛋白质的联系。
(2)细胞分化导致DNA、mRNA和蛋白质的“相同”与“不同”。
①同一个体不同的体细胞中,核DNA相同。
②由于基因的选择性表达,同一个体的不同体细胞中mRNA和蛋白质不完全相同。
能力3　围绕核酸的结构和功能,考查生命观念
4.(2024·海南卷,1)海南黎锦是非物质文化遗产,其染料主要来源于植物。DNA条形码技术可利用DNA条形码序列(细胞内一段特定的DNA序列)准确鉴定出染料植物的种类。下列有关叙述正确的是(　　)
A.不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、S
B.DNA条形码序列由核糖核苷酸连接而成
C.染料植物的DNA条形码序列仅存在于细胞核中
D.DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的DNA条形码序列不同
D
关键能力·提升
【解析】 不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、P,不含S;DNA条形码序列由脱氧核苷酸连接而成;染料植物的DNA条形码序列主要存在于细胞核中,少部分存在于细胞质;不同DNA的区别在于碱基排列顺序不同,DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的DNA条形码序列不同。
能力4　围绕核酸与蛋白质的关系,培养科学思维能力
5.细胞内的核酸通常需要与蛋白质结合成为核酸—蛋白质复合物,才能行使特定的生理功能。下列有关叙述错误的是(　　)
A.RNA与蛋白质结合有利于肽链的合成
B.DNA与蛋白质结合能调控基因的表达
C.真核细胞和原核细胞中均存在DNA与蛋白质形成的复合物
D.DNA的合成过程需要蛋白质,蛋白质的合成过程不需要DNA
D
【解析】 mRNA与有关蛋白质结合有利于翻译过程,即有利于肽链的合成;
DNA与RNA聚合酶结合能调控基因的转录;真核细胞和原核细胞中,DNA复制和转录时,都有酶与DNA结合成DNA—蛋白质复合物;DNA的合成过程需要蛋白质(如DNA聚合酶),蛋白质的合成过程需要DNA的指导。
能力5　围绕生物大分子的特点,考查生命观念
6.如图为有关生物大分子的简要概念图,下列叙述错误的是(　　)
A.若b为葡萄糖,则c在动物细胞中可能为糖原
B.若c为RNA,则b为核糖核苷酸,a为C、H、O、N、P
C.若c具有信息传递、运输、催化等功能,则b可能为氨基酸
D.若b为脱氧核苷酸,则c只存在于线粒体、叶绿体、细胞核中
D
【解析】 若b为脱氧核苷酸,则c为DNA,主要分布在细胞核中,此外在线粒体、叶绿体及原核细胞的拟核和细胞质中也有。

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