一輪復習人教版細胞中的蛋白質和核酸課件

第一單元細胞及組成細胞的分子第3講細胞中的蛋白質和核酸課標要求素養(yǎng)目標1.闡明蛋白質通常由20種氨基酸分子組成，它的功能取決于氨基酸序列及其形成的空間結構，細胞的功能主要由蛋白質完成。2.概述核酸由核苷酸聚合而成，是儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子從結構與功能相適應這一視角，解釋細胞由多種多樣的分子組成，這些分子是細胞執(zhí)行各項生命活動的物質基礎(生命觀念、科學思維)【知識框架】考點一蛋白質的結構和功能1．核心概念(1)蛋白質：細胞的基本組成成分，具有參與組成細胞結構、催化、運輸、信息傳遞、防御等重要功能，是生命活動的主要承擔者。(必修1P29)(2)氨基酸：組成蛋白質的基本單位，至少含有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH)，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，這個碳原子上還連接一個氫原子和一個側鏈基團R。(必修1P29)(3)多肽：由多個氨基酸縮合而成的，含有多個肽鍵的化合物。(必修1P30)(4)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)相連接，同時脫去一分子的水的結合方式。(必修1P30)2．蛋白質的功能3．蛋白質的結構(1)基本單位——氨基酸。(2)二肽形成——脫水縮合。①過程a：脫水縮合，物質b：二肽，結構c：肽鍵。②H2O中H來源于氨基和羧基；O來源于羧基。(3)蛋白質的結構層次。(4)蛋白質結構的多樣性。1．(教材必修1P30“正文”改編)肽鍵、氫鍵、二硫鍵各自在蛋白質的結構形成過程中起到什么作用？提示：肽鍵是連接兩個氨基酸分子之間的化學鍵，是一個氨基酸的羧基和另一個氨基酸氨基脫去一分子水形成的，處在C－N之間，它是形成多肽鏈的重要的鍵；肽鏈的盤曲折疊很大程度上是由于氨基酸之間能夠形成氫鍵；二硫鍵是許多蛋白質分子里兩條或多條肽鏈或者同一鏈內部相互結合起作用的化學鍵。2．(教材必修1P31“相關信息”)人類的許多疾病如囊性纖維化、阿爾茨海默病、帕金森病等都與人體細胞內肽鏈的________有關。答案：折疊錯誤3．(教材必修1P32“拓展應用”)民間有一種“吃什么補什么”的說法，請從生物大分子的消化與合成角度對此做出評價。提示：此說法不合理。食物中的生物大分子(如蛋白質)都被消化分解成小分子(如氨基酸等)才能被人體吸收，這些小分子物質在人體細胞內重新合成不同的大分子物質，在人體內執(zhí)行不同的功能。4．(教材必修1P32“與社會的聯(lián)系”)加熱、加酸、加酒精可以達到消毒、滅菌的目的，原理是：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：加熱、加酸、加酒精可以使細菌和病毒的蛋白質變性，

從而達到消毒、滅菌目的5．(教材必修1P32“拓展應用”)在評價各種食物中蛋白質成分的營養(yǎng)價值時，需注重其中必需氨基酸的種類和含量，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：必需氨基酸是人體細胞不能合成的氨基酸，必須從食物中獲得，因此食物中需要足夠量的必需氨基酸的種類和含量。判斷正誤。1．(2020·江蘇卷)大豆與根瘤菌是互利共生關系，根瘤菌固氮產生的NH3可用于氨基酸的合成。(√)2．(2021·湖南省三模)在氨基酸溶液中加入雙縮脲試劑，混勻后溶液不會變成紫色。(√)3．脫水縮合形成的多肽中含有幾個肽鍵就稱為幾肽。(×)提示：多肽是由多個氨基酸合成的，幾個氨基酸就稱為幾肽。4．具有氨基和羧基的化合物，都是構成蛋白質的氨基酸。(×)提示：構成蛋白質的氨基酸都有一個氨基和羧基連接在同一個C原子上。5．α-鵝膏覃堿是一種環(huán)狀八肽，分子中至少含有8個肽鍵。(√)1．(2020·全國卷Ⅲ)牛奶中含有人體所需的必需氨基酸，必需氨基酸是指_________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：人體細胞不能合成的，必須從外界環(huán)境中獲取的氨基酸2．(2021·汕頭一模改編)雞蛋煮熟食用易消化，因為____________________________________________________________________________________。答案：加熱后蛋白質的空間結構改變，容易被蛋白酶水解3．作為手術縫合線的膠原蛋白之所以能被人體組織吸收，是因為_________。答案：膠原蛋白被分解為可以被人體吸收的氨基酸4．長期以玉米為主食的人容易因賴氨酸缺乏而導致疾病，原因是_________________________________________________________________________。答案：玉米的蛋白質中缺乏賴氨酸，而賴氨酸在人體細胞中不能夠合成，所以長期以玉米為主食就會容易缺乏賴氨酸1．(生命觀念)幾種?？嫉鞍踪|的分布和功能名稱分布或來源功能

絕大多數(shù)酶細胞內或細胞外催化作用轉運蛋白生物膜，包含載體蛋白和通道蛋白運輸某些物質，如離子、氨基酸等某些激素(如生長激素、胰島素)由內分泌腺細胞合成分泌到內環(huán)境中調節(jié)生命活動抗體由漿細胞合成并分泌到內環(huán)境中免疫作用續(xù)上表

血紅蛋白紅細胞內主要運輸氧氣和部分二氧化碳糖蛋白(受體蛋白)等細胞膜外表面保護、潤滑、識別等作用結構蛋白細胞膜、肌纖維等構成細胞和生物體的成分細胞因子由輔助性T細胞合成并分泌到內環(huán)境中促進B細胞增殖、分化為漿細胞或記憶B細胞2.(科學思維)蛋白質的相關計算(1)蛋白質相對分子質量、氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)的關系：①肽鍵數(shù)＝失去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)。②蛋白質相對分子質量＝氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對分子質量－脫去水分子數(shù)×18(不考慮二硫鍵)。肽鏈數(shù)目氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)目脫去水分子數(shù)多肽鏈相對分子量氨基數(shù)目

羧基數(shù)目1條mm－1m－1am－18(m－1)至少1個至少1個n條mm－nm－nam－18(m－n)至少n個至少n個注：氨基酸的平均分質量為a。(2)蛋白質中游離氨基或羧基數(shù)目的計算。①

至少含有的游離氨基或羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)×1。②

游離氨基或羧基數(shù)目＝肽鏈數(shù)×1＋R基中含有的氨基或羧基數(shù)。(3)利用原子守恒法計算肽鏈中的原子數(shù)。①N原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＋R基上的N原子數(shù)＝各氨基酸中N原子總數(shù)。②O原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋2×肽鏈數(shù)＋R基上的O原子數(shù)＝各氨基酸中O原子總數(shù)－脫去水分子數(shù)。(4)若為環(huán)狀多肽，肽鍵數(shù)＝脫去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)。(5)DNA(基因)、mRNA上堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的關系。1．(科學思維)“兩看法”判斷組成蛋白質的氨基酸從數(shù)量上看至少有一個—NH2和一個—COOH，下列不屬于構成蛋白質的氨基酸：從位置上看必須有一個—NH2和一個—COOH連在同一個碳原子上，如下不屬于構成蛋白質的氨基酸：答案：羧基(—COOH)氨基(—NH2)同一個碳原子2.(生命觀念)辨析蛋白質的變性和水解(1)變性：是由于高溫、過酸、過堿、重金屬鹽等因素導致的蛋白質的空間結構發(fā)生了不可逆的變化，肽鏈變得松散，喪失了生物活性，但是肽鍵一般不斷裂。(2)水解：在蛋白酶的作用下，肽鍵斷裂，蛋白質分解為短肽和氨基酸。水解和脫水縮合過程相反?？枷蛞粐@蛋白質的結構和功能，考查生命觀念和社會責任[典型例題1]

(2021·珠海一模)下列有關真核細胞內蛋白質的敘述，錯誤的是(

)A．蛋白質分泌可能涉及不同膜的轉化B．高溫可能改變蛋白質的空間結構C．部分蛋白質具有信息傳遞功能D．蛋白質是一切生命活動的承擔者解析：蛋白質的分泌過程中，內質網(wǎng)膜要轉化為高爾基體膜，高爾基體膜要轉化為細胞膜，涉及了不同膜的轉化，A正確；高溫可以破壞維持蛋白質空間結構的化學鍵，改變蛋白質的空間結構，B正確；有的蛋白質具有調節(jié)作用，能夠進行信息傳遞，如生長激素、胰島素，C正確；蛋白質是生命活動的主要承擔者，但并不是所有的生命活動都由蛋白質承擔，比如色素吸收光，D錯誤。答案：D考向二圍繞蛋白質的計算，考查科學思維[典型例題2]免疫球蛋白(抗體)是由兩條重鏈(H鏈)和兩條輕鏈(L鏈)通過鏈間二硫鍵連接而成的四肽鏈結構，如圖所示，下列有關敘述中錯誤的是(

)A．免疫球蛋白中至少含有4個—NH2和4個—COOHB．若免疫球蛋白由m個氨基酸形成，則含有m－4個肽鍵C．如圖所示的免疫球蛋白在由氨基酸形成過程中分子量的減少量為脫去水分子數(shù)×18＋二硫鍵×2D．不同免疫球蛋白結構不同的主要原因在于肽鏈的折疊、盤曲方式不同解析：免疫球蛋白由4條肽鏈構成，所以免疫球蛋白中至少含有4個—NH2和4個—COOH，A正確；免疫球蛋白由m個氨基酸脫水縮合構成，含有的肽鍵數(shù)為(m－4)個，B正確；由圖可知，免疫球蛋白空間結構基本相似，不同的原因在于氨基酸的種類、數(shù)目及排列順序不同，C錯誤；由氨基酸形成蛋白質過程中減少的分子量除了要考慮脫去的水分子數(shù)的分子量，還要考慮二硫鍵形成過程中失去的分子量，一個二硫鍵是由2個－SH脫去2個氫原子形成的，D正確。答案：C1．(2021·湖南三模)FtsZ蛋白是一種廣泛存在于細菌細胞質中的骨架蛋白，與哺乳動物細胞中的微管蛋白類似。在細菌二分裂過程中，F(xiàn)tsZ蛋白先招募其他15種分裂蛋白形成分裂蛋白復合物，再促進細菌完成二分裂。下列說法不正確的是(

)A．FtsZ蛋白與其他15種分裂蛋白的單體都以碳鏈為骨架B．FtsZ蛋白的功能由氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序三方面決定C．FtsZ蛋白在細菌中廣泛存在，因此可作為抗菌藥物研發(fā)的新靶標D．研發(fā)針對細菌的FtsZ蛋白抑制劑時，應考慮其對動物微管蛋白的抑制作用解析：生物大分子及其單體都以碳鏈為骨架，A正確；FtsZ蛋白的功能與氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序以及多肽的空間結構有關，B錯誤；只要能抑制FtsZ蛋白的合成或破壞其空間結構即可抑制細菌二分裂，因此該蛋白可作為抗菌藥物研發(fā)的新靶標，C正確；FtsZ蛋白與哺乳動物細胞中的微管蛋白類似，因此在研發(fā)針對細菌的FtsZ蛋白抑制劑時，應考慮其對動物微管蛋白的抑制作用，D正確。答案：B2．如圖所示，一分子的胰島素原切去C肽(圖中箭頭表示切點)可轉變成一分子的胰島素(圖中數(shù)字表示氨基酸序號)。下列分析正確的是(

)A．胰島素分子具有50個肽鍵，合成它的過程中共脫去50分子水B．胰島素分子含有一個游離的氨基和一個游離的羧基C．沸水浴時肽鍵斷裂導致胰島素生物活性喪失D．理論上可以通過測定C肽的含量間接反映胰島B細胞的分泌功能解析：分析題圖可知，一分子胰島素原切掉C肽后轉變成為一分子含有兩條肽鏈的胰島素，每個胰島素分子由51個氨基酸組成，構成胰島素分子的兩條肽鏈之間由二硫鍵連接。51個氨基酸組成的胰島素具有的肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)＝51－2＝49(個)，合成它的過程中脫去的水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)＝49個，A錯誤；胰島素分子含有兩條肽鏈，至少含有2個游離的氨基和2個游離的羧基，B錯誤；沸水浴可使胰島素的空間結構改變，導致胰島素生物活性喪失，但此過程中肽鍵一般不會斷裂，C錯誤；每個胰島素原切掉C肽形成一個胰島素分子，因此理論上可通過測定C肽的含量來間接反映胰島B細胞分泌胰島素的功能，D正確。答案：D考點二核酸的結構和功能1．核心概念(1)核酸：包括DNA和RNA兩大類，是遺傳信息的攜帶者，其基本組成單位是核苷酸。(必修1P37)(2)單體：組成多糖的基本單位是單糖，組成蛋白質的基本單位是氨基酸，組成核酸的基本單位是核苷酸，這些基本單位稱為單體。(必修1P36)(3)多聚體：由許多單體連接而成的生物大分子。(必修1P36)(4)碳骨架：每一個單體都以若干個相連的碳原子構成的碳鏈為基本骨架，這個基本骨架就叫作碳骨架。(必修1P36)2．核酸的結構層次3．核酸的功能與分布細胞內攜帶遺傳信息的物質在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有極其重要的作用1．(教材必修1P34“正文”)“核酸”，就是從細胞核中提取的，具有酸性的物質。2．(教材必修1P36“正文”)科學家說“碳是生命的核心元素”“沒有碳，就沒有生命”。如何理解這兩句話？提示：每一個單體都以若干個相連的碳原子構成的碳鏈為基本骨架，而生物大分子是由許多單體連接成的多聚體，因此生物大分子也是以碳鏈為基本骨架的。正是由于碳原子在組成生物大分子中的重要作用，科學家才說“碳是生命的核心元素”“沒有碳，就沒有生命”。3．(教材必修1P36“拓展應用”)“一切疾病都與基因受損有關”；“基因是核酸片段”；“補充某些特定的核酸，可增強基因的修復能力”。請對上述三段宣傳語做出評析，指出其中的邏輯漏洞。提示：“一切疾病都與基因受損有關”過于絕對，疾病有的是基因受損導致的，還有很多疾病是受到細菌等病原體影響導致的?！盎蚴呛怂崞巍睂儆诟拍钣姓`，核酸包括DNA和RNA，除少數(shù)病毒外，生物的基因是DNA上有遺傳效應的片段?！把a充某些特定的核酸，可增強基因的修復能力”這是混淆概念關系以誤導消費者。人們吃的食物中已經(jīng)含有很多核酸，不需要額外補充核酸。核酸都要被消化分解成核苷酸后才能被吸收利用，細胞內的基因修復有復雜的機制，補充核酸不會增強基因修復能力。判斷正誤。1．(2021·八省聯(lián)考·江蘇卷)與RNA分子相比，DNA分子的穩(wěn)定性要高得多。(√)2．與DNA相比，RNA特有的化學物質組成是胸腺嘧啶(T)和脫氧核糖。(×)提示：胸腺嘧啶和脫氧核糖是DNA所特有的。3．DNA的兩條脫氧核苷酸鏈之間通過磷酸二酯鍵連接。(×)提示：DNA的兩條脫氧核苷酸鏈之間通過堿基對之間的氫鍵相連。4．真核生物以DNA為遺傳物質，原核生物以RNA為遺傳物質。(×)提示：真核生物和原核生物都以DNA為遺傳物質。

5．T2噬菌體的核酸由脫氧核糖核苷酸組成。(√)6．rRNA能參與蛋白質的生物合成。(√)1．DNA能夠提供犯罪嫌疑人的信息的根本原因是______________________________________________________________________________________。答案：DNA是遺傳物質，攜帶有遺傳信息，不同個體的遺傳信息一般都有區(qū)別2．為什么核酸是遺傳信息的攜帶者，而多糖不是？試從組成二者單體種類的角度分析，其原因是_____________________________________________________________________________________________________________。答案：構成多糖的單體全是葡萄糖，因此多糖與葡萄糖的順序無關；核酸由不同的核苷酸連接而成，所以核酸分子中的核苷酸在數(shù)量和排列順序上就會千差萬別，從而能夠攜帶遺傳信息3．核酸的功能是___________________________________________________________________________________________________________________。答案：細胞內攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有極其重要的作用4．生物體內某些重要化合物的元素組成如下圖所示，與C2相比較，C1的組成成分的特點是___________________________________________________________________________________________________________________。答案：含有C2所沒有的堿基T和脫氧核糖1．(科學思維)核酸與蛋白質的比較比較項目核酸蛋白質DNARNA元素C、H、O、N、PC、H、O、N等組成單位脫氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸合成場所主要在細胞核中復制產生主要在細胞核中轉錄生成核糖體中分子結構一般為規(guī)則的雙螺旋結構一般為單鏈結構氨基酸→多肽→蛋白質續(xù)上表

結構多樣性的決定因素核苷酸的種類、數(shù)量及排列順序氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序及多肽鏈盤曲折疊形成的空間結構聯(lián)系核酸控制蛋白質的合成2.(社會責任)核酸與遺傳物質辨析生物種類核酸種類(核苷酸種類數(shù)、堿基種類數(shù))遺傳物質(核苷酸種類數(shù)、堿基種類數(shù))細胞生物原核DNA和RNA(8種、5種)DNA(4種、4種)真核DNA和RNA(8種、5種)DNA(4種、4種)病毒DNA病毒DNA(4種、4種)DNA(4種、4種)RNA病毒RNA(4種、4種)RNA(4種、4種)1．(科學思維)“三看法”判斷DNA和RNA答案：五碳糖含氮堿基堿基比例2．(科學思維)生物大分子的水解與氧化分解(注：脂肪不是生物大分子)生物大分子初步水解產物徹底水解產物氧化分解產物淀粉麥芽糖葡萄糖CO2＋H2O纖維素纖維二糖葡萄糖CO2＋H2O脂肪—甘油＋脂肪酸CO2＋H2O蛋白質多肽氨基酸CO2＋H2O＋含氮物質DNA脫氧核苷酸脫氧核糖、堿基、磷酸CO2＋H2O＋尿素RNA核糖核苷酸核糖、堿基、磷酸CO2＋H2O＋尿素考向一圍繞核酸的結構和功能，考查生命觀念[典型例題1]下列關于DNA和RNA的敘述，正確的是(

)A．DNA和RNA分子的徹底水解產物都是磷酸、五碳糖、含氮堿基B．小麥的核酸中含有5種堿基、2種核苷酸、2種五碳糖C．真核細胞中的DNA存在于細胞核與細胞質中，RNA只存在于細胞質中D．遺傳信息只能儲存在DNA中，不能儲存在RNA中解析：DNA和RNA分子的初步水解產物是核苷酸，徹底水解產物都是磷酸、五碳糖、含氮堿基，A正確；小麥有DNA和RNA2種核酸，含有5種堿基、8種核苷酸、2種五碳糖，B錯誤；真核細胞中的DNA主要存在于細胞核，少量在細胞質中，RNA少量存在于細胞核，多數(shù)存在于細胞質中，C錯誤；核酸是攜帶遺傳信息的物質，DNA和RNA都能攜帶遺傳信息，D錯誤。答案：A考向二圍繞蛋白質和核酸的相關知識，考查科學思維[典型例題2]

(2019·江蘇卷)下列關于細胞內蛋白質和核酸的敘述，正確的是(

)A．核酸和蛋白質的組成元素相同B．核酸的合成需要相應蛋白質的參與C．蛋白質的分解都需要核酸的直接參與D．高溫會破壞蛋白質和核酸分子中肽鍵解析：核酸的組成元素是C、H、O、N、P，而蛋白質的主要組成元素是C、H、O、N，故核酸和蛋白質的組成元素不完全相同，A錯誤；核酸包括DNA和RNA，兩者的合成都需要相關酶的催化，而這些酶的化學本質是蛋白質，B正確；蛋白質的分解需要蛋白酶的參與，而蛋白酶的本質是蛋白質，因此蛋白質的分解不需要核酸的直接參與，C錯誤；高溫會破壞蛋白質分子的空間結構，但是不會破壞肽鍵，且核酸分子中不含肽鍵，D錯誤。答案：B1．下圖中甲是組成乙或丙的基本單位(單體)。下列相關敘述不正確的是(

)A．如果甲中的m是U，則甲一定是丙的基本單位B．如果甲中的m是G，則甲一定是乙的基本單位C．如果甲中的a是脫氧核糖，則甲物質聚合成的大分子物質可以分布于線粒體和葉綠體中D．如果甲中的a是核糖，則甲物質聚合成的大分子物質可以分布于細胞核和細胞質中解析：如果甲中的m是U，則甲為核糖核苷酸，是丙tRNA的基本單位，A正確；如果甲中的m是G，則甲為鳥嘌呤脫氧核苷酸或鳥嘌呤核糖核苷酸，因此不一定是乙DNA的基本單位，B錯誤；如果甲中的a是脫氧核糖，則甲為脫氧核苷酸，其聚合成的大分子物質是DNA，可以分布于線粒體和葉綠體中，C正確；如果甲中的a是核糖，則甲為核糖核苷酸，其聚合成的大分子物質是RNA，可以分布于細胞核和細胞質中，D正確。答案：B2．(2019·海南卷)下列與蛋白質、核酸相關的敘述，錯誤的是(

)A．一個核糖體上可以同時合成多條多肽鏈B．一個蛋白質分子可以含有多個金屬離子C．一個mRNA分子可以結合多個核糖體D．一個DNA分子可以轉錄產生多個RNA分子解析：

一個核糖體上一次只能合成一條多肽鏈，A錯誤；一個蛋白質分子可以含有多個金屬離子，如一個血紅蛋白含有四個鐵離子，B正確；一個mRNA分子可以結合多個核糖體，合成多條多肽鏈，C正確；一個DNA分子上含有多個基因，不同基因可以轉錄產生多個RNA分子，D正確。答案：A科學探究1|物質鑒定類實驗的歸納[突破探究]1．教材中的物質鑒定類實驗實驗名稱試劑顏色生物材料淀粉的鑒定碘液藍色脫色的葉片(用酒精脫色)還原糖的鑒定斐林試劑藍色—棕褐色—磚紅色蘋果或梨的勻漿等脂肪的鑒定蘇丹Ⅲ染液橘黃色花生種子切片蛋白質的鑒定雙縮脲試劑紫色豆?jié){、稀蛋清等續(xù)上表

觀察有絲分裂甲紫溶液或醋酸洋紅液深色根尖分生區(qū)組織細胞葉綠體色素的提取和分離提取液：無水乙醇分離液：層析液胡蘿卜素：橙黃色葉黃素：黃色葉綠素a：藍綠色葉綠色b：黃綠色新鮮的綠葉(如菠菜葉)2.鑒定類實驗的