单元1第3讲 蛋白质、核酸的结构和功能

(共32张PPT)
第3讲 蛋白质、核酸的结构和功能
三聚氰胺奶粉事件
皮革奶事件
合成场所：多肽在核糖体上形成，蛋白质还要通过内质网、
高尔基体、细胞溶胶的加工
考点1 蛋白质的结构和功能
活动1：判断下列氨基酸中哪些为组成生物体的氨基酸？
说出理由。
活动2：以上述三种氨基酸为例，画出氨基酸、多肽（肽链）
和蛋白质的关系图，并分析多肽与蛋白质的区别。
至少有一个氨基、一个羧基连在同一个碳原子上
结构：蛋白质具有空间结构，多肽仅是蛋白质的初级结构
功能：蛋白质具有生物活性，多肽往往没有生物活性
1、氨基酸的基本通式
2．氨基酸的脱水缩合过程分析
①若C原子数为2n个，则N原子数至少为 个，O原子数至少为 个，H原子数至少为 个。
②—NH2为1个；—COOH为1个。
(1)氨基酸相互结合，脱水缩合时，脱下的水中，氧来自 ，氢来自 。
—COOH
—COOH和—NH2
(2)肽键可以表示为
(3)在主碳链上
n
(n＋1)
(2n＋2)
活动3：某多肽415g，在小肠液的作用下完全水解得到氨基
酸505g，经分析知道组成此多肽的氨基酸的平均相对分子质
量为100，此多肽由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸3种氨基酸组
成，每摩尔此多肽含有S元素51mol。3种氨基酸的分子结构
式如下：
甘氨酸： 丙氨酸： 半胱氨酸：
那么：（1）组成一分子的此多肽需氨基酸的个数为______
（2）此多肽分子中3种氨基酸的数量比为___________。
⑴、由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含n条肽链，其中z条是环状多肽，这个蛋白质分子完全水解共需水分子个数为 ( )
A.m-n+z B.m-n-z
C.m-z+n D.m+z+n
答案 A
3、 蛋白质的相关计算
⑵、（2008年黄冈模拟）某22肽被水解成1个4肽，2个3肽，2个6肽，水解后的氨基总数的最小值及肽键总数依次是 （ ）
A.6 B.18 C.5 D.17
答案 CD
⑶、一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数，依次为 （ ）
A.33 11 B.36 12
C.12 36 D.11 36

答案 B
⑷、（2007年上海生物）一个mRNA分子有m个碱基，其中G+C有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A+T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是 （ ）
A. m、
-1 B. m、
C.
D.
D
3．相关计算
(1)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链：
形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数 氨基
数目 羧基数目 多肽相对分子质量
1 n－1 n－1 至少1个 至少1个 na－18
(n－1)
m n－m n－m 至少m个 至少m个 na－18
(n－m)
(2)相关计算公式
①脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数。
②氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基的总数－肽键数。
③羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基的总数－肽键数。
④蛋白质相对分子质量＝各氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数－18×脱水数。
⑤N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N的总数。
⑥O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O的总数－脱水数。
(3)氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系
(4)有关氨基酸的排列和多肽的种类计算
假设有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸形成肽，有如下两种情况：
若三种氨基酸的数量无限，则三肽的种类有3×3×3＝27
二肽的种类有3×3＝9
若每种氨基酸只有一个，则
三肽的种类有3×2×1＝6
二肽的种类有3×2＝6
（5）、某细菌能产生一种“毒性肽”，其分子式是C55H70O19N10，将
它彻底水解后只能得到下列四种氨基酸：
(1)该多肽是________
肽化合物，连接相邻
两个氨基酸之间的化
学键的结构简式是________________。
(2)该多肽进行水解，
需________个水分子
参与，得到__ __
个谷氨酸分子。这
些氨基酸在结构上的共同特点是________________。
(3)蛋白质分子结构复杂，经加热、X射线、强酸、强碱、重金属盐等的作用，引起蛋白质的变性，其原因主要是________。
(4)由题中提及的四种氨基酸按一定数量混合后，在适宜条件下，
脱水缩合后形成的含四个肽键的分子最多有________种。
功能多样性与结构多样性的关系
结构多样性
决定
蛋白质多样性与生物多样性的关系
考点2 核酸的结构和功能
活动1：列表比较DNA和RNA。
活动2：归纳不同生物的遗传物质。
活动3：比较不同生物中碱基、核苷酸、五碳糖的种类。
活动4：画出蛋白质和核酸之间的关系图。
考点3 检测生物组织中糖类、油脂和蛋白质
问题1：这三个实验的实验原理分别是什么？
问题2：做这三个实验时选择什么样的实验材料较好？
问题3：本尼迪特试剂和双缩脲试剂成分和用法有哪些相同点
和不同点？
问题4：简述还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定。
二、实验原理
利用生物组织中有机物与某些化学试剂的颜色反应。
1
．还原糖＋本尼迪特试剂
――
→
△
红黄色沉淀。
2
．脂肪＋苏丹
Ⅲ
染液
―
→
橘黄色；
脂肪＋苏丹
Ⅳ
染液
―
→
红色。
3
．蛋白质＋双缩脲试剂
―
→
紫色反应。
三、实验流程
1．还原糖的检测
选材：含糖量较高、白色或近于白色的植物组织
结论：组织样液与本尼迪特试剂在加热的过程中生成红黄色沉淀，说明组织样液中含有可溶性还原糖。
本尼迪特试剂
2．脂肪的检测
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液―→橘黄色
方法二：
取材：花生种子(浸泡)，将子叶削成薄片
观察：先在低倍显微镜下寻找已着色颗粒，再用高倍显
微镜观察
　
结论：圆形小颗粒呈橘黄色，说明有脂肪存在。
3．蛋白质的检测
选材与制备：鲜肝提取液或豆浆滤液
结论：组织样液中存在蛋白质。
四、实验材料的选择
1．可溶性还原糖的鉴定实验中，最理想的实验材料是还原糖含量较高的生物组织(或器官)，且组织的颜色较浅，易于观察。可选用苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜等。
2．脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选富含脂肪的生物组织，若利用显微镜观察，则最好选择花生种子。如果是新鲜花生种子，可不必浸泡，浸泡效果反而不好；如果是干种子，需浸泡3 ～4 h最适宜切片(浸泡时间短，不容易切片；浸泡时间过长，组织太软，切下的薄片不易成形)。
3．蛋白质的鉴定实验，最好选用富含蛋白质的生物组织。植物材料常用大豆，且浸泡1～2d，适于研磨；动物材料常用鸡卵清蛋白。
五、实验操作中的注意事项
1．在鉴定可溶性还原糖的实验中，加热试管中的溶液时，应该用试管夹夹住试管上部，放入盛50～65℃温水的大烧杯中加热。注意试管底部不要接触烧杯底部；本尼迪特试剂不稳定易变性，应现用现配。
2．还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之前，要留出一部分组织样液，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说服力。
3．在蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定程度，否则，与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。
4．本尼迪特试剂与双缩脲试剂的比较
本尼迪特试剂 双缩脲试剂
甲液 乙液 A液 B液
成分 0.1 g/mL NaOH溶液 0.05 g/mL CuSO4溶液 0.1 g/mL NaOH溶液 0.01 g/mL CuSO4溶液
鉴定物质
添加顺序
反应条件
反应现象
4．本尼迪特试剂与双缩脲试剂的比较
本尼迪特试剂 双缩脲试剂
甲液 乙液 A液 B液
成分 0.1 g/mL NaOH溶液 0.05 g/mL CuSO4溶液 0.1 g/mL NaOH溶液 0.01 g/mL CuSO4溶液
鉴定物质 可溶性还原糖 蛋白质
添加顺序 甲乙两液等量混匀后立即使用 先加入A液1 mL，摇匀，再加入B液4滴，
摇匀
反应条件 水浴50～65℃加热 不需加热，摇匀即可
反应现象 样液变红黄色 样液变紫色
(1)浓度不同。
(2)原理不同。
(3)使用方法不同。
例1、分析并回答下列有关的问题：
（1）下面是“生物组织中还原糖和蛋白质鉴定”
实验的材料和部分操作步骤。
（一）实验材料：番茄、新鲜牛奶
（二）实验步骤：鉴定还原糖时，加入刚配制
的本尼迪特试剂，立即观察颜色变化；鉴定蛋白质
时，取牛奶样液加入双缩脲试剂A后，先摇匀，
然后再加入双缩脲试剂B，观察是否出现蓝色。
请指出“实验材料”和“实验步骤”中的错误并加以
改正：
① ；② ；③ 。