高考生物一轮复习第3讲蛋白质和核酸课件(共20张PPT)

(共20张PPT)
第3讲　蛋白质和核酸
第一单元　细胞的分子组成和结构
内容标准细化 核心素养
1.概述蛋白质的主要功能。
2.说明氨基酸的结构特点及其种类。
3.描述氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程。
4.阐明蛋白质结构及其多样性。
5.简述核酸的结构和功能。
6.说明生物大分子以碳链为基本骨架。
生命观念 通过对蛋白质结构多样性决定功能多样性的学习，形成结构和功能相适应的观点。
科学思维 通过DNA和RNA的比较，形成比较与分类的科学思维方法。通过对核苷酸的排列顺序与遗传信息的关系及生物大分子以碳链作为基本骨架的学习，形成归纳与概括的科学思维方法。
科学探究 结合分泌蛋白的研究过程，体会同位素标记法在科学探究中的应用。
目标要求
PART
*
1.蛋白质的功能
组成细胞的有机物中含量最多的就是蛋白质。
从化学角度看，蛋白质也是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才能起作用。蛋白质是生命活动的主要承担者。
▲每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的空间结构。即蛋白质的功能与其空间结构相适应。
肽键
一个氨基酸分子的羧基(-COOH) 和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2)相连接，同时脱去一分子水，这种结合方式叫作脱水缩合。
二肽
三肽
2.蛋白质的合成与结构
由氨基酸形成血红蛋白的过程
细胞内蛋白质合成过程
多肽链是有顺序的——从氨基端到羧基端（即体内多肽链的合成顺序）
2.蛋白质的合成与结构
氨基酸的种类、数目、排列顺序多样
肽链盘曲、折叠形成的空间结构多样
2.蛋白质的合成与结构
▲肽链中的氨基酸间形成氢键，使肽链盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。
▲特定的R基（巯基-SH）间形成二硫键等，将多条肽链结合起来。
【思考与探究1】下图表示多肽链加工成胰岛素的过程，“信号肽”是引导新合成的肽链向分泌通路转移的短肽链，C肽是胰岛素原生成胰岛素时的水解产物。
(1)核糖体合成的肽链，在加工成胰岛素过程中，要切掉两段肽链，切掉两段肽链需要_______酶。
(2)切掉信号肽序列和C肽的场所是__________________。
蛋白
内质网和高尔基体
2.蛋白质的合成与结构
【思考与探究2】生物毒素A(A)是由蛋白B(B)经过糖链修饰的糖蛋白，通过胞吞进入细胞，专一性地抑制人核糖体的功能。为研究A的结构与功能的关系，某科研小组取A、B和C（由A经加热处理获得，糖链不变）三种蛋白样品，分别加入三组等量的某种癌细胞（X）培养物中，适当培养后，检测细胞内样品蛋白的含量和X细胞活力（初始细胞活力为100%）。结果如下图：
(1)根据上述实验结果推断，A分子进入细胞，主要是由该分子的____与细胞表面受体结合引起的，判断的依据是_________。
(2)A能否抑制X细胞活力决定于______，其判断依据是___________。
(3)A导致X细胞活力下降的原因是____________。
2.蛋白质的合成与结构
提示：(1)糖链　含有糖链的A和C均能进入细胞，但无糖链的B几乎不能进入细胞
(2)其空间结构　A能正常发挥抑制X细胞活力的作用，但蛋白空间结构被破坏的C则不能
(3)核糖体功能受到抑制，会使X细胞内蛋白质合成受阻
(1)蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素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。例如，鸡蛋、肉类经煮熟后蛋白质变性就不能恢复原来状态。原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。又如，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。
(2)变性的蛋白质肽键基本不受影响，所以仍然可与双缩脲试剂反应显紫色。
3.蛋白质变性
*
澄清概念
1.具有氨基和羧基的化合物，都是构成人体蛋白质的氨基酸（ ）
2.非必需氨基酸不能在人体细胞内合成（ ）
3.细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质（ ）
4.血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接（ ）
5.蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变（ ）
6.在蛋白酶的作用下，蛋白质水解过程中肽键断裂（ ）
1.×　提示：构成人体蛋白质的氨基酸都至少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。
2.×　提示：不能在人体细胞内合成的是必需氨基酸。
3.×　提示：氨基酸的排列顺序和多肽链形成的空间结构不同，蛋白质的结构也不同。
4.×　提示：血红蛋白的不同肽链之间的化学键不是肽键，而是其他的化学键。
5.×　提示：蛋白质的空间结构被破坏，其特定功能会改变。
6.√
1.核酸的组成与结构
核酸是由核苷酸聚合而成的生物大分子，无分支结构。核酸中的核苷酸以磷酸二酯键彼此相连。DNA中的脱氧核糖核苷酸，通过3',5'-磷酸二酯键连接起来，形成直线形或环形多聚体。组成RNA的核苷酸也是以3',5'-磷酸二酯键彼此连接起来的。
1.核酸的组成与结构
汉水丑生侯伟作品
1.核酸的组成与结构
澄清概念
1.DNA和RNA的碱基组成相同，五碳糖不同（ ）
2.细胞中的DNA一定有氢键，RNA一定没有氢键（ ）
3.同一生物体的不同细胞中，DNA基本相同，RNA不完全相同（ ）
4.只有细胞内的核酸是携带遗传信息的物质（ ）
5.真核生物以DNA为遗传物质，部分原核生物以RNA为遗传物质（ ）
6.核酸和蛋白质都具有物种的特异性，核苷酸和氨基酸也具有物种特异性（ ）
1.×　提示：RNA中不含有T，DNA中不含有U。
2.×　提示：tRNA中有氢键。
3.√　
4.×　提示：病毒的核酸也是携带遗传信息的物质。
5.×　提示：细胞生物的遗传物质都是DNA。
6.×　提示：核苷酸和氨基酸不具有物种的特异性。
【拓展】DNA、RNA和蛋白质的关系
【科学思维】蛋白质和核酸是最重要的两类生命物质，由蛋白质和核酸结合形成的结构有_____________________，由蛋白质和核酸结合共同完成的生命活动有__________。
提示：病毒、染色体、核糖体 DNA复制、RNA复制、转录、逆转录
【题后总结】细胞内的核酸常与蛋白质结合，以“核酸—蛋白质”复合物的形式存在。常见的“核酸-蛋白质”复合物有如下几类：
对点练习：（2018新课标Ⅰ卷）生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是（　　）
A. 真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物
B. 真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有
C. 若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶
D. 若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶
B
解析：真核细胞的核中含有染色体或染色质，存在DNA-蛋白质复合物，原核细胞的拟核中也可能存在DNA-蛋白质复合物，如拟核DNA进行复制或者转录的过程中都存在DNA与酶（成分为蛋白质）的结合，也能形成DNA-蛋白质复合物，B错误；DNA复制需要DNA聚合酶、解旋酶等，因此复合物中的某蛋白可能是DNA聚合酶，C正确；若复合物中正在进行RNA的合成,属于转录过程，转录需要RNA聚合酶等，因此复合物中的某蛋白可能是RNA聚合酶，D正确。
【拓展】DNA、RNA和蛋白质的关系
元素
功 能
能源物质
功能物质
遗传物质
储能物质
单 体
单糖
氨基酸
核苷酸
脂肪酸、甘油
多聚体
多糖
蛋白质
核酸
脂肪
每一个单体都由若干个相连的碳原子构成的碳链为骨架，
再由许多单体连接成多聚体。
C：最基本的元素，生命的核心元素
1.生物大分子以碳链为骨架
生物大分子一般是指存在于生物体内的分子质量大于10 kDa(千道尔顿)的大分子物质。如蛋白质、核酸，也包括多糖等。生物体内还存在由生物大分子相互作用形成的复合大分子，如糖脂、糖蛋白、脂蛋白等。生物大分子的结构具有以下特点：
(1)生物大分子是小分子单体的聚合物
(2)生物大分子以碳链为骨架
(3)生物大分子具有复杂、有层次的结构。生物大分子分子质量大，单体种类多、数量大、排列顺序千变万化，因而其结构十分复杂。
(4)生物大分子具有方向性。单体分子是有极性的，因此，生物大分子也是有“头”有“尾”的。例如，蛋白质分子有从N端到C端的方向性，单链核酸分子总是有从5'到3'的方向性，多糖链具有从非还原端向还原端的方向性。
(5)生物大分子的官能团可被修饰。修饰会对生物大分子的空间构象产生影响。例如，蛋白质的糖基化修饰、蛋白质的磷酸化修饰、DNA的甲基化修饰、多糖的硫酸化修饰等。
【拓展】生物大分子主要结构特点
对点练习：生物大分子绝不是简单的长长的线状单链，而往往是经过反复的盘曲、折叠，保持某种特殊的立体形状，这种立体形状称为构象。别构现象是指某些蛋白质表现其功能时，其构象会发生变化，从而改变了整个分子的性质。下列说法错误的是（ ）
A. 酶与底物结合催化底物分解，会发生别构现象
B. 离子与通道蛋白结合引起通道蛋白构象改变，从而使离子通道开启
C. DNA 甲基化能引起DNA构象的改变，从而控制基因的表达
D. DNA 粗提取时通过酒精溶解蛋白质，蛋白质没有发生别构现象
B
提示：生物大分子的立体构象关系着它们的生物活性。而生物大分子中的官能团可被修饰，修饰会对生物大分子的构象产生影响。例如，蛋白质的糖基化修饰、蛋白质的磷酸化修饰、DNA的甲基化修饰、多糖的硫酸化修饰等。其中DNA的甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因的表达。
【拓展】生物大分子主要结构特点
对点练习：（2020江苏卷）下列关于细胞中生物大分子的叙述，错误的是（ ）
A. 碳链是各种生物大分子的结构基础
B. 糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子
C. 细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子
D. 细胞中生物大分子的合成需要酶来催化
B
解析：生物大分子都是以碳链为基本骨架，A正确；糖类中的单糖、二糖和脂质不属于生物大分子，B错误；生物大分子的合成过程一般需要酶催化，D正确。
【拓展】生物大分子主要结构特点