3.蛋白质和核酸(共76张PPT).pptx

考纲要求,1.水和无机盐的作用()2.糖类,脂质的种类和作用()3.蛋白质，核酸的结构和功能()4.实验,考点分布,考点一细胞中的元素和化合物，无机物考点二糖类，脂质的种类和作用考点三检测生物组织中的糖类，脂肪和蛋白质考点四蛋白质的结构，功能及相关计算考点五核酸的组成，结构和功能考点六观察DNA和RNA在细胞中的分布,考点四蛋白质的结构功能及相关计算,二、基本单位氨基酸,一、元素组成,基本元素C、H、O、N还含有S、P、Fe,甘氨酸缬氨酸,至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。氨基酸之间的区别在于R基不同。,C,H,R,H,N,H,OH,C,O,氨基,羧基,氨基,羧基,或,1.结构通式：,2.结构特点：,P21第1段,赖氨酸天冬氨酸,R基,如果氨基酸中不止一个氨基或羧基，多出的氨基或羧基在什么位置？,练一练：1.以下哪些是组成蛋白质的氨基酸?,1.,2.,4.,3.,5.NH2CH(COOH)(CH2)2COOH,3.氨基酸种类：P21与生活的联系,P20:生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种,必需氨基酸：非必需氨基酸：,人体细胞不能合成，必须从外界环境直接获取。有8种（婴儿9种组氨酸）。,人体细胞能够合成的，12种。,（甲硫氨酸，缬氨酸，赖氨酸，异亮氨酸，苯丙氨酸，亮氨酸，色氨酸，苏氨酸）,“甲携来一本亮色书”,P25:胰岛素由17种、51个氨基酸、两条肽链组成。,C,H,COOH,R1,C,H,NH2,COOH,R2,NH2,C,O,H,N,H,OH,三、多肽的形成,C,H,R1,NH2,OH,C,O,H2O,H,1.形成方式:,脱水缩合,2.形成的化学键:,肽键,（NHCO）,C,H,R1,NH2,C,O,H2O,二肽,3,？,？,练一练：2.下列多肽片段充分水解后，产生的氨基酸有()种,1.结构层次,四、蛋白质,(2)结构:,多肽没有盘曲折叠形成相应的空间结构（无生物活性）蛋白质有相应的空间结构（有生物活性）,(1)蛋白质的组成:一或几条多肽链组成,氨基酸,多肽,蛋白质,脱水缩合,盘曲折叠,（核糖体）,（内质网、高尔基体，或细胞质基质）,(3)蛋白质的合成与运输,P22,1.氨基酸二肽三肽多肽蛋白质,2.胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶。,思考与讨论,3.20202020=2010,蛋白质结构多种多样,(1)氨基酸的种类不同，构成的肽链不同,(2)氨基酸的数目不同，构成的肽链不同,(3)氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同,(4)肽链的数目和形成的空间结构不同，构成的蛋白质不同,2.蛋白质结构多样性及其原因,3.蛋白质的功能,结构蛋白：构成细胞和生物体结构的重要物质。,头发、肌肉、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。,催化作用：细胞内的化学反应离不开酶的催化。,绝大多数的酶是蛋白质。,胃蛋白质酶结晶,3.蛋白质的功能,运输作用：有些蛋白质具有运输载体的功能。,如：血红蛋白、载体蛋白。,3.蛋白质的功能,调节作用：有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动。如一些激素：胰岛素、生长激素。,3.蛋白质的功能,激素的化学本质,胰岛素、胰高血糖素、垂体分泌的生长激素和各种促激素、下丘脑分泌的各种释放激素,多肽及蛋白质类激素：（只能注射）,甲状腺激素（含碘氨基酸），肾上腺素,氨基酸衍生物类激素：（可口服）,雄性激素、雌性激素、孕激素,固醇类激素：（可口服）,免疫作用：人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。,3.蛋白质的功能,识别作用：细胞膜的外表有一层糖蛋白，与细胞的识别作用有密切关系。糖蛋白的识别作用好比是细胞与细胞之间，或细胞与其他大分子之间，互相联络用的文字或语言。,3.蛋白质的功能,构成细胞和生物体结构的重要物质,催化功能,运输功能,调节功能,免疫功能,一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者,具有多样性,3.蛋白质的功能,?,抗体,免疫作用,胰岛素、生长激素,调节作用,血红蛋白,运输作用,绝大多数酶,催化作用,肌肉、头发、羽毛、蛛丝,结构蛋白,蛋白质功能多样性,蛋白质结构多样性,小结：蛋白质结构和功能的多样性,决定,受体,信息传递,4.拓展,不发生肽键断裂，主要发生空间结构的变化,蛋白质的变性,情境三：含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。,情境二：加酶的洗衣粉不宜用开水溶解。,绝大多数酶为蛋白质成分，蛋白质在高温时会变性，失去蛋白酶的功能。,加热以后，具备一定空间结构的螺旋形蛋白质分子链会松开，这是蛋白质的变性，蛋白质在变性后更加容易消化和吸收。,情境一：医院里用高温蒸煮、紫外线照射、喷洒苯酚溶液、在伤口处涂抹酒精溶液等方法来消毒杀菌,高温、紫外线、苯酚、酒精能使病毒和细菌中的蛋白质结构变化(变性)而失去生理活性，从而起到消毒杀菌的作用。,化学因素：强酸、强碱、重金属离子（汞盐、银盐）等；物理因素：高温、射线，剧烈振荡等。,(1)引起蛋白质变性的因素,(2)蛋白质变性的结果,导致其理化性质的改变和生物活性的丧失,(3)蛋白质变性的应用,灭菌：加热或用乙醇处理可使细菌蛋白质变性而死亡；,生物制品的保存：如疫苗、抗毒血清等需保存在适宜的环境中，防止变性。,空间结构改变，但肽键不断裂，一般不可逆,蛋白质的变性,在蛋清中加入一些食盐，就会看到白色的絮状物，兑水稀释后，絮状物消失，蛋清恢复原来的样子,蛋白质溶液中加入无机盐，蛋白质沉淀。,原理：破坏蛋白质的水化层。加水，沉淀重新溶解，未变性。,蛋白质的盐析,空间结构没有改变，可逆,在酸、碱或酶的作用下最终生成氨基酸,水解是蛋白质或者多肽中肽键断裂，分解为氨基酸的过程，和脱水缩合的过程相反。,食物中的蛋白质被胃蛋白酶水解成多肽,蛋白质的水解,食物中的蛋白质,多肽,胃蛋白酶,氨基酸,肠肽酶,胰蛋白酶,蛋白质的消化吸收,人体中的蛋白质,消化,合成,脱水缩合,水解,5.蛋白质的利用,CO2+H2O+尿素,多肽,氨基酸,进入人体细胞,人体蛋白质,在细胞内氧化分解：,食物蛋白,蛋白酶,肽酶,途经一：,途经二：,6.计算,氨基酸脱水缩合有关计算转录翻译有关计算氨基酸排列顺序及多肽种类,氨基酸脱水缩合有关计算,一条肽链游离的氨基、羧基至少一个,数量最少的原子N,1条,n,n1,n1,至少1个,至少1个,至少m个,至少m个,nm,nm,n,m条,至少0个,至少0个,n,n,n,（肽链）肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数,氨基酸脱水缩合有关计算,氨基酸数肽链数肽链名称肽键数脱水数,3,1,三肽,2,2,6,1,六肽,5,5,8,2,/,6,6,?,?,思考：1、肽键数和脱水数之间有什么关系？2、氨基酸数、肽链数、肽键数之间有什么关系？,探索下面内容，你有什么发现？,肽键数=脱水数,氨基酸数-肽链数=肽键数,=,n-mn-m,n,m,/,环肽？,环状肽肽键数=氨基酸数,归纳：蛋白质的计算,能否证明？,例3.肽链在核糖体上合成后，进一步形成蛋白质时往往要进行加工，在加工时常常要切去一部分氨基酸，再构成蛋白质。现有一条含100个氨基酸的肽链，其中含游离的氨基14个，加工时共切去氨基酸16个，则加工后多肽链所含的游离氨基至少还有()A0个B1个C14个D15个,B,(1)游离氨基数、羧基数的计算,练习与总结:,游离氨基(羧基)数=肽链数+R基中含有的氨基数(羧基),游离的氨基至多有？,例4.血红蛋白分子中含574个氨基酸，4条肽链，在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键的数目分别是（）A573和573B573和570C570和573D570和570,D,(2)肽键数、脱水数的计算,练习与总结:,肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链数,例5某蛋白质由2条肽链、502个氨基酸组成。在其脱水缩合的过程中，相对分子质量至少减少（）A36B9000C9018D9072,B,(3)分子量的计算失水量,失去水的分子量=,脱水数18,练习与总结:,=(氨基酸数肽链数）18,例6：已知20种氨基酸的平均相对分子质量是128，若某蛋白质分子含有100个氨基酸，2条肽链，此蛋白质的相对分子量最接近于（）A.12800B.12544C.11036D.12288,C,a,n,m,练习与总结:,提示：=100128-（100-2）18,蛋白质分子量=,氨基酸总分子量失水分子量,=na（nm）18,(3)分子量的计算蛋白质,二硫键？,形成一个二硫键（-S-S-）脱去两个H,练习与总结:,(4)原子数的变化,例7.半胱氨酸的R基团为CH2SH，缬氨酸的R基团为CH(CH3)2，由它们构成的二肽，含有碳和氢的原子数分别是()A7、16B7、18C8、16D8、18,C,原子个数：C2H4O2N-R,练习与总结:,(4)原子数的变化,例8.某蛋白质有m条肽链、n个氨基酸组成，该蛋白质至少有氧原子的个数是（）A.nmB.n2mC.nmD.n2m,C,O原子数=肽键数+2肽链数+R基上的O原子数,C原子数=氨基酸数2+R基上的C原子数N原子数=氨基酸数+R基上的N原子数,脱水缩合不影响,脱水缩合影响,练习与总结:,(5)根据原子数推断氨基酸个数,例9.某多肽链分子式是C21HxOyN4S2，其中含有一个二硫键(SS)。已知该多肽是由下列氨基酸中的其中几种作为原料合成的：苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。关于该多肽的叙述，错误的是()A该多肽水解后产生的氨基酸分别是苯丙氨酸、亮氨酸和半胱氨酸B该多肽中H原子数和O原子数分别是30和5C该多肽形成过程中至少需要3种tRNAD该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少了54,从S、分子数少的O或N入手观察氨基酸的共同点和特点,D,1条,n,n1,na(n1)18,至少一个,至少m个,na(nm)18,nm,n,m条,蛋白质分子量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数关系,注：氨基酸平均相对分子质量为a,小结,DNA(基因)mRNA蛋白质碱基数碱基数氨基酸数,631,由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为:每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA(基因)上的6个碱基。,转录翻译有关计算,a.由A、B、C三种氨基酸组成多肽，每种氨基酸数目无限，形成多肽种类：,形成三肽的种类：,(3327种),形成二肽的种类：,(329种),b.由A、B、C三种氨基酸组成多肽，且每种氨基酸只有一个，形成多肽种类：,形成三肽的种类：,(3216种),形成二肽的种类：,(326种),氨基酸排列顺序及多肽种类,必修一P18,第3次才会出现只含干扰素基因的DNA片段,(6)蛋白质分子的切割问题,练习与总结:,例10下图示为由30个氨基酸组成的多肽链，经加工，第1位甲硫氨酸（R基不含氨基和羧基）被切除，第16与17位氨基酸之间的肽键被切断并生成两条多肽链，两条多肽链通过二硫键相连。下列有关此过程的说法错误的是()A加工过程中，氧原子数目增加一个B经加工，比原多肽链增加了一个氨基和一个羧基C此加工过程是在内质网中进行的D此多肽链的合成过程生成了29个水分子、加工过程消耗了2个水分子,A,（1）胰岛素分子中含有肽键个，请写出肽键的正确表示方式。（2）从理论上分析，胰岛素分子至少含有个NH2，至少含有个COOH。（3）这51个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来减少了。,图2-1,例11.胰岛素是一种蛋白质分子它含有2条多肽链，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，两条多肽链间通过2个二硫键（二硫键是由2个SH连接而成的）连接，在A链上也形成一个二硫键。,49,-CO-NH-,2,2,888,例12.某蛋白质的分子式是C63H103O65N17S2，它最多可能含有几个肽键？,多肽E和多肽F中氨基酸的数目最可能是()A、199和181B、340和281C、58和53D、51和49,例13,D,组成元素,C、H、O、N（Fe、S）,导致,氨基酸,种类：20种,必需氨基酸：8种非必需氨基酸：12种,通式：,C,H,C,H2N,OH,O,R,特点：至少有一个NH2和一个COOH连在同一个C原子上,脱水缩合,多肽,组成蛋白质的氨基酸种类不同氨基酸的数目不同氨基酸排列顺序不同多肽的空间结构不同,盘曲折叠,蛋白质,结构多样性,功能多样性,构成生物体，如结构蛋白运输作用，如血红蛋白催化作用，如酶调节作用，如胰岛素免疫作用，如抗体,形成,导致,考点五核酸的组成，结构与功能,一、组成元素：,C、H、O、N、P,二、基本组成单位（单体）核苷酸,五碳糖,含氮碱基,磷酸,核苷,根据五碳糖不同,脱氧核糖核苷酸,核糖核苷酸,1.核苷酸的种类,（DNA的基本组成单位）,（RNA的基本组成单位）,根据含N碱基不同,碱基,A腺嘌呤,G鸟嘌呤,C胞嘧啶,T胸腺嘧啶,脱氧核苷酸,碱基,磷酸,A腺嘌呤,G鸟嘌呤,C胞嘧啶,U尿嘧啶,核糖核苷酸,AGCT,AGCU,1.核苷酸的种类,组成核苷酸的五碳糖有_种核苷酸有_种碱基有_种,2种,脱氧核糖和核糖,8种,脱氧核苷酸4种和核糖核苷酸4种,5种,A、T、C、G、U,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,核苷酸（8）,核酸（2）,T,磷酸二酯键,A,（1）脱水缩合,三、核酸,（2）种类,（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。(反向平行的双螺旋结构),（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。,（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。AT、GC,5端,3端,5端,3端,沃森、克里克提出DNA双螺旋结构模型B2P49,RNA是单链大分子,（3）核酸在细胞中的分布,分布,DNA主要分布于中，在和有少量DNA分布RNA主要分布在中,鉴定DNA：,使DNA呈使RNA呈,细胞核,线粒体,叶绿体,细胞质,甲基绿,吡罗红,绿色,红色,观察DNA和RNA在细胞中的分布：,二苯胺,（4）核酸的功能,主要的遗传物质,RNA:,rRNA：与蛋白质组成核糖体,mRNA：翻译的模板，把遗传信息从DNA传递到蛋白质中,tRNA：转运氨基酸进入核糖体,少数RNA具有催化功能，核酶。,DNA：,（1）多样性：构成DNA分子的脱氧核苷酸四种，排列顺序多样。,（2）特异性：每个DNA分子的四种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的，代表了特定的遗传信息。,（5）核酸分子特性,某DNA分子的碱基对100个,排列方式就有4100,DNA指纹技术,DNA指纹图,受害者,犯罪现场得到的血液中提取的DNA,怀疑对象,（6）应用,单糖,氨基酸,核苷酸,多糖,蛋白质,核酸,单体,多聚体,单体是以碳链为核心元素的化合物，所以多聚体是以碳链为骨架。,四、生物大分子以碳链为骨架B1P33,单体,：以碳链为骨架,碳原子在组成生物大分子中的作用：,由葡萄糖组成的淀粉,由氨基酸组成的多肽,由脱氧核苷酸组成的DNA,碳是生命的核心元素。无碳，无生命。,生物大分子以碳链为骨架：,元素,单体,单糖氨基酸核苷酸脂肪酸、甘油,多聚体,淀粉,蛋白质,核酸,脂肪,功能,能源物质,结构物质,遗传物质,储能物质,分子量低于10000,考点六观察DNA和RNA在细胞中的分布,观察DNA和RNA在细胞中的分布,（一）实验原理：,(1)DNA主要分布于细胞核中，RNA主要分布于细胞质中,(2)甲基绿和吡罗红对DNA、RNA的亲和力不同,(3)HCl能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合,利用甲基绿和吡罗红混合染剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布,（二）实验步骤,1.制片,滴：载玻片上滴0.9%的NaCl；,漱、刮：,涂：,烘：载玻片在酒精灯的火焰上烘干，固定细胞。,2.水解,载玻片放入装入盐酸烧杯中，水解；,3.冲洗涂片,用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10s,4.染色,甲基绿吡罗红混合染色剂，染色5分钟；,5.观察,低：,高：,卡诺氏液：固定细胞形态,防止细胞被水流冲走用,必须现用现配,（三）实验结果,人的口腔上皮细胞中,洋葱鳞片叶内表皮细胞中,细胞质染成红色，细胞核染成绿色,DNA主要分布在细胞核中RNA主要分布在细胞质中,实验结论：,现象：,（四）特别说明,0.9%NaCl溶液:,保持口腔上皮细胞的正常形态,酒精灯烘干载玻片:,可迅速杀死细胞，防止细胞死亡时溶酶体对核酸的破坏,8%盐酸:,改变细胞膜的通透性，使染色剂迅速进入细胞，使染色质DNA和蛋白质分离；,甲基绿、吡罗红染色剂:,染DNA和RNA，混合使用，现用现配,制片水解冲洗染色观察结果结论,