課堂講義系列高中生物浙科版必修一文檔第3節(jié)第2課時蛋白質(zhì)核酸

12/1211/12/第二課時蛋白質(zhì)·核酸1．概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。(重難點)2．說出核酸的種類和功能。(重點)3．檢測生物組織中的蛋白質(zhì)。(重難點)蛋白質(zhì)1．功能蛋白質(zhì)通常不作為生物體的能源物質(zhì)，其功能有：(1)可作為生物體與細(xì)胞的組成成分，如肌肉組織中的蛋白質(zhì)。(2)推動化學(xué)反應(yīng)的作用，如消化酶。(3)負(fù)責(zé)與疾病作斗爭，如抗體參與對病原體的清除。(4)幫助物質(zhì)出入細(xì)胞，如細(xì)胞膜上的載體。2．結(jié)構(gòu)(1)相對分子質(zhì)量：很大，從幾萬到幾千萬。(2)組成元素：C、H、O、N，有的還含S。(3)基本單位：氨基酸。①種類：約20種。②結(jié)構(gòu)通式：③結(jié)構(gòu)特點：一個中央碳原子上連接一個氨基、一個羧基、一個H和一個R基團(tuán)。④不同氨基酸的區(qū)別在于R基團(tuán)的不同。(4)脫水縮合的過程在酶的作用下，一個氨基酸的羧基提供的—OH與另一個氨基酸的氨基提供的—H生成1分子水被脫去，而羧基和氨基剩余的基團(tuán)相連成為肽鍵，其結(jié)構(gòu)式為。(5)結(jié)構(gòu)多樣性的原因①組成蛋白質(zhì)多肽鏈的氨基酸在種類、數(shù)量和排列順序上的不同。②構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈在空間結(jié)構(gòu)上的不同。探討eq\a\vs4\al(1)：營養(yǎng)不良會出現(xiàn)貧血和免疫力下降等現(xiàn)象，試從蛋白質(zhì)的功能角度分析原因。提示：營養(yǎng)不良導(dǎo)致蛋白質(zhì)攝入不足，影響血紅蛋白和抗體的合成。血紅蛋白具有運輸O2的功能，抗體具有免疫功能。探討eq\a\vs4\al(2)：試判斷下列有機(jī)酸中，哪些是組成生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的氨基酸？并說出判斷理由。①判斷：________；理由：___________________________________________。②判斷：________；理由：____________________________________________。提示：①是具有一個氨基和一個羧基，且連接在同一個碳原子上②否雖然具有氨基和羧基，但沒有連接在同一個碳原子上探討eq\a\vs4\al(3)：結(jié)合脫水縮合過程，分析失去的水分子中的氫和氧元素的來源，肽鍵和失去水分子的數(shù)量關(guān)系。提示：①氫來源于—NH2和—COOH，氧來源于—COOH。②形成肽鍵數(shù)＝失去水分子數(shù)。探討eq\a\vs4\al(4)：(1)如果把一個氨基酸比作一個同學(xué)，四個同學(xué)手牽手形成的3個“手結(jié)”就相當(dāng)于肽鍵，如圖所示：，那么10個氨基酸(同學(xué))形成一條肽鏈時，脫掉幾個水分子？形成幾個肽鍵？提示：肽鍵數(shù)＝失去的水分子數(shù)＝10－1＝9。(2)若n個氨基酸形成m條肽鏈呢？提示：肽鍵數(shù)＝失去水分子數(shù)＝n－m。探討eq\a\vs4\al(5)：假若有A、B、C三種氨基酸，且數(shù)量足夠多，借助數(shù)學(xué)知識分析由這三種氨基酸形成的二肽、三肽的種類各是多少？33提示：形成二肽的種類：32＝9種；333形成三肽的種類：33＝27種。探討eq\a\vs4\al(6)：朊病毒蛋白(PrP)有兩種：一種是PrPc，一種是PrPsc。PrPsc是由PrPc轉(zhuǎn)變形成的，它們的比較如下表所示：朊病毒蛋白項目PrPcPrPsc空間結(jié)構(gòu)螺旋為主折疊為主溶解度高低致病性不致病致病上述兩種蛋白質(zhì)表現(xiàn)出不同性質(zhì)的直接原因是什么？提示：蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同。1．組成蛋白質(zhì)的氨基酸的判定方法(1)一看數(shù)量：是否至少含有一個—NH2和一個—COOH。(2)二看位置：是否有—NH2和—COOH連在同一個碳原子上。2．蛋白質(zhì)的相關(guān)計算(1)氨基酸形成蛋白質(zhì)的相關(guān)數(shù)量計算規(guī)律假設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，由n個氨基酸分別形成1條肽鏈或m條肽鏈：形成肽鏈數(shù)形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)氨基數(shù)目羧基數(shù)目1n－1n－1至少1個至少1個mn－mn－m至少m個至少m個(2)蛋白質(zhì)中氨基和羧基的數(shù)量計算方法①當(dāng)R基中不存在氨基和羧基時，每一條肽鏈中含有一個氨基和一個羧基。②當(dāng)R基中存在氨基和羧基時，由于R基不參與脫水縮合，所以每一條肽鏈中含有的氨基數(shù)或羧基數(shù)就是1＋R基中的氨基數(shù)或羧基數(shù)。3．蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性與功能多樣性的關(guān)系1．下列分子中，與構(gòu)成生物體的蛋白質(zhì)的氨基酸分子式不相符的是()【解析】構(gòu)成生物體的蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)式中至少含有一氨基、一羧基且連在同一碳原子上，由此判斷B項不符合要求?！敬鸢浮緽2．免疫球蛋白IgG的結(jié)構(gòu)如右圖所示，其中—S—S—表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵。若該IgG由m個氨基酸構(gòu)成，則該IgG有肽鍵數(shù)()A．m個 B．(m＋1)個C．(m－2)個 D．(m－4)個【解析】由氨基酸脫水縮合成蛋白質(zhì)的過程中，存在這樣的關(guān)系：肽鍵數(shù)＝脫去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)(對于非環(huán)狀多肽而言)。從圖中給出的信息可以判斷出IgG的結(jié)構(gòu)中有4條肽鏈，由于共有m個氨基酸，因此可以得出肽鍵的數(shù)量為(m－4)個?！敬鸢浮緿3．下列各項與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性無關(guān)的是()【導(dǎo)學(xué)號：】A．氨基酸的數(shù)目、種類和排列順序B．構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈的數(shù)目C．氨基酸至少含一個氨基和羧基D．構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽的空間結(jié)構(gòu)【解析】構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的數(shù)目、種類、排列順序不同，蛋白質(zhì)則不同；構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈條數(shù)不同，蛋白質(zhì)也不同；構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同，蛋白質(zhì)也不同。因此A、B、D三項都是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因，只有C項不是?！敬鸢浮緾核酸1．種類核酸包括核糖核酸(即RNA)和脫氧核糖核酸(即DNA)。2．作用DNA中貯藏的遺傳信息控制著細(xì)胞的所有活動，并決定細(xì)胞和整個生物體的遺傳特性。RNA在合成蛋白質(zhì)時是必需的。探討eq\a\vs4\al(1)：生物科學(xué)的迅速發(fā)展為各個領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步奠定了堅實的基礎(chǔ)，如刑事案件中“指紋”技術(shù)和醫(yī)療領(lǐng)域中的“親子鑒定”。請根據(jù)所學(xué)知識分析在“指紋”和“親子鑒定”中發(fā)揮作用的物質(zhì)是什么？提示：DNA。探討eq\a\vs4\al(2)：“DNA只分布在細(xì)胞核中，RNA只分布在細(xì)胞質(zhì)中?！边@種說法對嗎？原核細(xì)胞的DNA分布在什么部位？提示：這種說法不對。真核細(xì)胞：DNA主要分布在細(xì)胞核中，RNA大部分存在于細(xì)胞質(zhì)中；原核細(xì)胞的DNA主要在擬核區(qū)域。探討eq\a\vs4\al(3)：生物的遺傳物質(zhì)都是DNA嗎？提示：絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。1．核酸的種類簡稱全名戊糖DNA脫氧核糖核酸脫氧核糖RNA核糖核酸核糖核糖和脫氧核糖都是含5個碳原子的糖類，又統(tǒng)稱戊糖，其中核糖含3個O原子，脫氧核糖含2個O原子。核酸的種類正是依據(jù)戊糖的不同來劃分的。拓展：(1)組成DNA和RNA的元素有：C、H、O、N、P。(2)DNA和RNA的基本單位分別是：脫氧核苷酸和核糖核苷酸。2．核酸的功能(1)核酸是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)。(2)核酸在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有極其重要的作用。拓展：特定的DNA→特定的RNA→特定的蛋白質(zhì)。故DNA、RNA和蛋白質(zhì)都可作為鑒別生物個體的依據(jù)。3．核酸的分布(1)DNA：主要分布在細(xì)胞核的染色體上，細(xì)胞質(zhì)中的葉綠體、線粒體中也含少量DNA。(2)RNA：主要分布在細(xì)胞質(zhì)中，細(xì)胞核中也含少量RNA。1．下列關(guān)于核酸的敘述正確的是()A．核酸是生命活動的主要體現(xiàn)者B．核酸包括核糖核酸、脫氧核糖核酸、DNA和RNA共四種C．細(xì)胞的遺傳信息貯藏在RNA中或DNA中D．RNA與蛋白質(zhì)的合成有關(guān)【解析】蛋白質(zhì)是生命活動的主要體現(xiàn)者；核酸包括DNA和RNA；DNA中貯藏的遺傳信息控制著細(xì)胞的所有活動。【答案】D2．下列敘述中，哪項不是核酸的生理功能()A．是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)B．是生物的遺傳物質(zhì)C．是生物體進(jìn)行生命活動的主要承擔(dān)者D．對生物體的遺傳變異和蛋白質(zhì)的生物合成有極其重要的作用【解析】核酸通過控制蛋白質(zhì)的生物合成來決定生物體的性狀。當(dāng)核酸的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，其控制合成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)也就發(fā)生改變。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(dān)者?！敬鸢浮緾3．下列關(guān)于核酸的敘述中，正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：】A．DNA和RNA中的五碳糖相同B．組成DNA和RNA的元素都是C、H、O、N、PC．T2噬菌體的遺傳信息貯存在RNA中D．洋蔥根尖細(xì)胞中的DNA和RNA都主要分布在細(xì)胞核中【解析】DNA和RNA的成分區(qū)別有五碳糖和堿基兩個方面：DNA具有的是脫氧核糖和A、T、G、C四種堿基，而RNA具有的是核糖和A、G、C、U四種堿基。兩種核酸的組成元素是一樣的，都由C、H、O、N、P元素組成。T2噬菌體的核酸只有DNA，所以其遺傳信息貯存在DNA中。根尖細(xì)胞的DNA主要分布在細(xì)胞核中，而RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中?！敬鸢浮緽蛋白質(zhì)的檢測1．實驗原理：用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)顯紫色。2．實驗流程探討eq\a\vs4\al(1)：檢測蛋白質(zhì)的雙縮脲試劑A液與B液為什么要先后加入？提示：檢測蛋白質(zhì)的原理是肽鍵在堿性環(huán)境中與Cu2＋反應(yīng)生成紫色絡(luò)合物，所以加入雙縮脲試劑A液的目的是制造堿性環(huán)境。探討eq\a\vs4\al(2)：蛋白質(zhì)檢測實驗中雙縮脲試劑的B液如果加入過量結(jié)果會怎樣？提示：會與試劑A反應(yīng)，使溶液呈藍(lán)色，而掩蓋生成的紫色。1．糖類、油脂和蛋白質(zhì)的檢測原理檢測試劑顏色反應(yīng)使用方法還原糖的檢測本尼迪特試劑紅黃色樣本與試劑混合后需熱水浴加熱2～3min蛋白質(zhì)的檢測雙縮脲試劑紫色先加A液再加B液，不需加熱油脂的檢測蘇丹Ⅲ染液橙黃色直接滴加，不需加熱2．實驗過程方法步驟還原糖的檢測制備組織樣液→鑒定樣液(研究、過濾)(樣液＋本尼迪特試劑，水浴加熱)蛋白質(zhì)的檢測制備樣液→鑒定樣液(豆?jié){或鮮肝提取液)(樣液＋試劑A＋試劑B)油脂的檢測制作切片→染色→去浮色→制片→鏡檢(50%乙醇)3．注意事項(1)在蛋白質(zhì)的檢測實驗中，最好選用富含蛋白質(zhì)的生物組織，植物材料常用的是大豆，動物材料常用的是雞蛋清，且所選材料應(yīng)無色或白色，以免影響實驗結(jié)果的觀察。(2)雙縮脲試劑由0.1g/mLNaOH溶液和0.01g/mLCuSO4溶液組成，使用時先加2mL0.1g/mLNaOH，然后滴加0.01g/mLCuSO4溶液5滴。(3)蛋白質(zhì)鑒定不需要加熱；材料用的雞蛋清，必須稀釋，否則會粘試管壁。1．下列關(guān)于“檢測生物組織中的糖類、油脂和蛋白質(zhì)”實驗的操作步驟和敘述中，正確的是()A．用于檢測還原糖的本尼迪特試劑可用于蛋白質(zhì)的檢測B．油脂的檢測需要用顯微鏡才能看到被染成橙黃色的脂肪粒C．檢測還原糖時，要加入本尼迪特試劑，無需加熱D．用于檢測蛋白質(zhì)的雙縮脲試劑A液與B液要混合均勻后，再加入含樣品的試管中【解析】檢測還原糖時，要用到本尼迪特試劑。而檢測蛋白質(zhì)時要先加雙縮脲試劑A液，再加B液。檢測還原糖、蛋白質(zhì)實驗中溶液的顏色變化是肉眼可見的。油脂的檢測中，由于脂肪粒小且分散在細(xì)胞中，所以需要借助于顯微鏡觀察?！敬鸢浮緽2．用碘—碘化鉀溶液、蘇丹Ⅲ染液和雙縮脲試劑測得甲、乙、丙三種植物的干種子中三大類有機(jī)物顏色反應(yīng)如下表，其中“＋”的數(shù)量代表顏色反應(yīng)深淺程度，下列有關(guān)說法不正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：】試劑種類碘—碘化鉀溶液蘇丹Ⅲ染液雙縮脲試劑甲＋＋＋＋＋＋＋乙＋＋＋＋＋＋＋＋丙＋＋＋＋＋＋＋A．乙種子中主要含蛋白質(zhì)B．碘—碘化鉀溶液、蘇丹Ⅲ染液和雙縮脲試劑與相應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生的顏色反應(yīng)分別是藍(lán)色、橙黃色和紫色C．在觀察顏色時有可能用到光學(xué)顯微鏡D．這三種試劑的使用均不需要加熱【解析】用碘液檢測，依據(jù)實驗結(jié)果可知甲種子淀粉含量最多；用蘇丹Ⅲ染液檢測，依據(jù)實驗結(jié)果可知乙種子富含油脂；用雙縮脲試劑檢測，依據(jù)實驗結(jié)果可知丙種子中蛋白質(zhì)含量最多。選A。【答案】A3．某同學(xué)進(jìn)行了物質(zhì)鑒定實驗，據(jù)表中實驗結(jié)果分析，下列推測錯誤的是()溶液雙縮脲試劑碘液本尼迪特試劑甲＋－－乙－＋＋－甲、乙混合＋＋＋A.甲溶液含有蛋白質(zhì) B．乙溶液不含還原糖C．甲可能為蔗糖酶 D．混合溶液有淀粉水解【解析】由圖中實驗結(jié)果可知，甲溶液加雙縮脲試劑顯色，因此甲中含有蛋白質(zhì)，A正確；本尼迪特試劑不能使乙溶液顯色，而碘液使其顯色，因此其中不含還原糖但含有淀粉，B正確；甲、乙混合后，根據(jù)顯色結(jié)果可知其中含有蛋白質(zhì)、淀粉和還原糖，其中還原糖來自于部分淀粉的水解，蛋白質(zhì)應(yīng)該是淀粉酶，C錯誤，D正確?！敬鸢浮緾1．形成蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次從小到大依次是()①氨基酸②C、H、O、N等元素③氨基酸脫水縮合④一條或幾條多肽鏈連接在一起⑤多肽⑥蛋白質(zhì)A．②→①→③→④→⑤→⑥B．②→①→③→⑤→④→⑥C．②→①→⑥→⑤→③→④D．①→②→③→④→⑤→⑥【解析】蛋白質(zhì)的基本組成單位為氨基酸，而氨基酸是由C、H、O、N等元素等組成的。多個氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成多肽鏈，蛋白質(zhì)由一條或幾條多肽鏈經(jīng)盤曲折疊而形成?！敬鸢浮緽2．下列對核酸的敘述不正確的是()A．核酸是生物的遺傳物質(zhì)B．核酸的基本組成單位是核苷酸C．核酸只存在于細(xì)胞核中D．核苷酸由含氮堿基、戊糖和磷酸組成【解析】DNA主要存在于細(xì)胞核中，RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中。【答案】C3．小明懷疑××蛋白質(zhì)飲料不含蛋白質(zhì)。欲用所學(xué)知識檢驗一下，他應(yīng)選擇的試劑是()【導(dǎo)學(xué)號：】A．本尼迪特試劑 B．蘇丹Ⅲ染液C．雙縮脲試劑 D．甲基綠染液【解析】蛋白質(zhì)可被雙縮脲試劑染成紫色?！敬鸢浮緾4．根據(jù)下面多肽的分子結(jié)構(gòu)回答問題：(1)構(gòu)成該多肽的基本單位是______，該多肽由____個這樣的基本單位組成。(2)該多肽在形成過程中共失去________個水分子，共含________個肽鍵，這種化學(xué)反應(yīng)稱________反應(yīng)。(3)組成該多肽的基本單位的R基團(tuán)從左到右依次是________、__________、____________、________。(4)假定有一個由m個基本單位構(gòu)成的含有n條肽鏈的蛋白質(zhì)分子，其基本單位的平均相對分子質(zhì)量為a，請寫出這個蛋白質(zhì)分子的相對分子質(zhì)量