1、第二课时蛋白质与核酸课标内容要求核心素养对接1.阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成。2概述核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子。3检测生物组织中的还原糖和蛋白质。1.从结构与功能相适应这一视角，解释蛋白质、核酸分子是怎样执行其功能的。(生命观念、科学思维)2通过检测生物组织中的还原糖和蛋白质，厘清实验原理，熟练操作技能。(科学思维、科学探究)一、蛋白质是生命活动的主要承载者1蛋白质的功能蛋白质不是能量供给的主要来源，却在其他方面发挥着不可替代的作用。如肌肉中的收缩蛋白、头发中的角蛋白、红细胞中的运输蛋白
2、、种子中的储备蛋白等，都具有特殊的生物学功能。2蛋白质的元素主要由C、H、O、N四种元素组成，有些蛋白质还含有S元素。3氨基酸是蛋白质的基本单位(1)种类绝大多数蛋白质是由约20种不同的氨基酸组成的。(2)生物体内绝大多数氨基酸的生物通式： (3)特点一个中央碳原子上通过共价键连接着四个基团，即一个氨基(NH2)、一个羧基(COOH)、一个H和一个R基团。不同氨基酸的R基团不同。4蛋白质的形成(1)二肽、多肽的形成由两个氨基酸分子发生脱水缩合(如下图)，形成二肽，其间的化学键称为肽键。由许多个氨基酸以肽键连成一长串的肽链，称为多肽。(2)多肽的多样性不同种多肽的差别在于其中氨基酸的种类、数目和
3、排列顺序各不相同。假定20种氨基酸任意组成一个含100个氨基酸分子的蛋白质，那么，将有20100种蛋白质。(3)蛋白质空间结构的多样性蛋白质分子可由一条或几条多肽链组成。每一种蛋白质都有其独特的空间结构，即三维立体结构。蛋白质分子的空间结构多种多样。例如，组成毛发和指甲的蛋白质是纤维状的，血液中的血红蛋白则是球形的。(4)蛋白质正确的空间结构的意义及影响因素蛋白质正确的空间结构是蛋白质表现其特有的生物学活性所必需的。蛋白质的空间结构并不稳定，会随着温度的升高而发生改变。蛋白质的生物学活性也会随着温度的升高而降低，在温度超过4050 时就可能丧失活性。二、检测生物组织中的糖类和蛋白质1检测原理用
4、双缩脲试剂检测蛋白质，用本尼迪特试剂检测还原糖(如葡萄糖、果糖)，用碘碘化钾溶液检测淀粉。2方法步骤(1)观察教师用指示剂分别检测蛋白质溶液、淀粉溶液和葡萄糖溶液的显色结果。(2)预测稀释蛋清液、马铃薯匀浆、梨汁是否含有淀粉、蛋白质、葡萄糖，并填入下表：(3)将需要匀浆的生物组织材料剪碎，置于研钵中，加少量清水研磨，并将研磨液过滤或静置使其中的固形物沉淀。(4)检测检测淀粉：取2 mL样本上清液，加入5滴碘碘化钾溶液，与样本上清液比较，观察颜色变化并记录在上表的相应位置(“”表示有，“”表示无)。检测蛋白质：取2 mL样本上清液，加入2_mL双缩脲试剂A，振荡试管，使样本与试剂A混合均匀，再加
5、入5滴双缩脲试剂B，与样本上清液比较，观察颜色变化并记录在上表的相应位置。检测还原糖：取2 mL样本上清液，加入2_mL本尼迪特试剂，振荡试管，使样本与本尼迪特试剂混合均匀，然后将试管置于热水浴中加热23 min，与样本上清液比较，观察颜色变化并记录在上表的相应位置。三、核酸储存与传递遗传信息1元素组成核酸由C、H、O、N、P五种元素组成。2核酸的构成每个核酸分子由很多核苷酸通过共价键连接形成长链，其核苷酸数量可以从几十个到上亿个，相对分子质量可从几十万至几百万。3核苷酸的组成每个核苷酸由三个小分子物质通过共价键连接形成。组成核苷酸的小分子物质包括五碳糖、磷酸基团和含氮碱基。其中，五碳糖有两种
6、，即脱氧核糖和核糖；含氮碱基有五种，即腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)和尿嘧啶(U)。4核酸的分类核酸包括两大类：核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。RNA的基本单位称为核糖核苷酸，其五碳糖为核糖，含氮碱基为腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)；DNA的基本单位称为脱氧核糖核苷酸，其五碳糖为脱氧核糖，含氮碱基为腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。5核酸的功能核酸是细胞中控制其生命活动的生物大分子。组成生物体的亿万个细胞中都有DNA和RNA。DNA中储藏的信息控制着细胞的所有活动，并且决定着细胞和整个生物体的遗传特性。RNA
7、是合成蛋白质所必需的。判断对错(正确的打“”，错误的打“”)1必需氨基酸是指生物体需要的，但不能在生物体内合成的氨基酸。()2组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。()3脱水缩合形成的蛋白质中含有几个肽键就称为几肽。()4蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能一定发生变化。()5DNA和RNA的碱基组成相同，五碳糖不同。()6分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。()提示：1.必需氨基酸是指人体需要的，但不能在人体内合成，必须由食物供给的氨基酸。2氨基酸之间脱水缩合的方式一样。3含有几个氨基酸就称为几肽。45DNA和RNA的碱基组成不完全相同，DNA特有T，
8、RNA特有U。6遗传信息与碱基排列顺序有关。蛋白质的结构与功能1组成蛋白质的氨基酸的结构特点归纳(1)NH2和COOH的数目：每种氨基酸都至少含有一个NH2和一个COOH，R基团也可以是较长的链，或是环状结构。R基团中也可能含有氨基(NH2)或羧基(COOH)，有时还含有硫原子。(2)连接位点：构成蛋白质的氨基酸都有一个NH2和一个COOH连在同一个碳原子上。此特点为判断某化合物是否是构成蛋白质的氨基酸的依据。2利用类比法理解氨基酸的脱水缩合(1)类比：三个同学手牵手连在一起，牵在一起的手代表“肽键”。两端同学的没牵在一起的手分别代表肽链两端游离的氨基和羧基。(2)图示：3蛋白质的结构层次C、
9、H、O、N等元素氨基酸二肽三肽多肽蛋白质4氨基酸脱水缩合的相关计算规律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，有以下数量关系：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1n1n1至少1个至少1个na18(n1)mnmnm至少m个至少m个na18(nm)合作探究：1.试判断下列有机酸，哪些属于组成蛋白质的氨基酸？并说明判断理由。提示：(1)是NH2和COOH连在同一个碳原子上(2)不是NH2和COOH没连在同一个碳原子上(3)不是没有NH22下面为“氨基酸脱水缩合的过程”示意图，据图讨论下列问题：(1)参与“脱水”的结构是什么？R基中的氨基
10、或羧基是否参与脱水缩合？提示：相邻氨基酸的氨基和羧基。不参与。(2)产物中H2O中的H、O分别来源于哪里？提示：氨基和羧基。羧基。(3)该多肽中至少含有氨基和羧基的数量是多少？这些氨基和羧基分布于肽链的什么位置？提示：各1个。分别分布于肽链的两端。3组成绝大多数蛋白质的氨基酸大约有20种，讨论肽链结构的多样性：(1)若每种氨基酸数目都足够多，由10个氨基酸可以组成多少种互不相同的肽链？提示：2010种。(2)若每种氨基酸只有一个，由10个氨基酸可以组成多少种互不相同的肽链？提示：2019181711种。1下列有关氨基酸的描述正确的是()A氨基酸是构成蛋白质的基本单位B每种氨基酸必须具有一个氨基
11、和一个羧基C人体内的氨基酸必须从食物中获取D每个氨基酸分子至少含有一个肽键A氨基酸是构成蛋白质的基本单位，约有20种，其中有8种(婴儿9种)是人体细胞不能合成的，必须从外界环境中获取。每种氨基酸至少具有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。氨基酸分子不含肽键，只有氨基酸脱水缩合后才会产生肽键。2生物体内的蛋白质千差万别，其原因不包括()A蛋白质的空间结构不同B组成蛋白质的氨基酸排列顺序不同C组成肽键的化学元素不同D组成蛋白质的氨基酸种类和数量不同C蛋白质的空间结构不同是蛋白质多样性的原因，A不符合题意；组成蛋白质的氨基酸排列顺序不同是蛋白质多样性的原因，B不符合题意
12、；组成肽键的化学元素都是C、H、O、N，C符合题意；组成蛋白质的氨基酸种类和数量不同是蛋白质多样性的原因，D不符合题意。3下面为牛胰岛素结构模式图，该物质中SS是由两个SH脱去两个H形成的，下列说法正确的是()A牛胰岛素为51肽，其中含有50个肽键B牛胰岛素中至少有2个NH2和2个COOHC牛胰岛素水解产物含有20种不同的氨基酸D牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882B牛胰岛素含51个氨基酸，由两条肽链组成，含有的肽键数为51249(个)；牛胰岛素中至少含2个游离的NH2和2个游离的COOH；牛胰岛素水解可得到51个氨基酸，最多有20种氨基酸，但并非一定是20种；牛胰岛素形成时，51个氨基
13、酸脱水缩合的同时还减少了6个H，故减少的相对分子质量为49186888。(1)若通过图示或其他形式告知蛋白质分子中含有二硫键时，要考虑脱去氢的质量，每形成一个二硫键，脱去2个H。(2)若形成的多肽链是环状：氨基酸数肽键数失去水分子数。检测生物组织中的糖类和蛋白质1厘清实验原理(1)本尼迪特试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为红黄色，本尼迪特试剂只能检验生物组织中的还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否，而不能鉴定非还原糖(如淀粉)。(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。(3)淀粉遇碘碘化钾溶液变蓝。2依据实验目的，选择适宜的实验材料实验材料的选择，要把握两个原则，一是
14、含有待测物量的多少，量多呈现的颜色深，实验现象明显；二是实验材料本身是否为无色或接近白色，以防止实验材料本身具有的颜色对实验现象的观察产生干扰。合作探究：洋葱在欧美被誉为“蔬菜皇后”，其肥大的鳞茎中含糖类8.5%，每100 g含维生素A 5 mg、维生素C 9.3 mg、钙(Ca)45 mg、磷(P)50 mg、铁(Fe)8 mg，以及18种氨基酸，是不可多得的保健食品。那么，洋葱肥大的鳞茎中所含有糖类是淀粉还是可溶性还原糖？生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。请你帮助他们完成下面的实验研究报告。(1)确定该实验的目的。提示：探究洋葱肥大的鳞茎中所含的糖是淀粉还是可溶性还原糖。(2)说出实验
15、原理。提示：淀粉可用碘碘化钾溶液来检测，可溶性还原糖可用本尼迪特试剂来检测。(3)淀粉的检测与可溶性还原糖的检测在实验操作上有什么不同？提示：还原糖的鉴定用本尼迪特试剂，需要水浴加热，出现红黄色沉淀；淀粉用碘碘化钾溶液检测，出现蓝色，无需加热。1下列关于生物组织中还原糖、油脂、蛋白质鉴定实验的叙述中，正确的是()A用碘碘化钾溶液检测淀粉时需水浴加热B油脂的鉴定需要用显微镜才能看到被染成橙黄色的油脂颗粒C鉴定可溶性还原糖时，加入本尼迪特试剂即可D用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A与B要混合均匀后，再加入含样品的试管中B用碘碘化钾溶液检测淀粉时不需水浴加热，A项错误；观察被染成橙黄色的油脂颗粒需要用显微
16、镜，B项正确；本尼迪特试剂使用时需要水浴加热，C项错误；使用双缩脲试剂时，应先加入双缩脲试剂A，后加入双缩脲试剂B，D项错误。2下列关于蛋白质、还原糖、油脂和淀粉的鉴定实验的叙述，正确的是()A用于鉴定蛋白质的本尼迪特试剂A与B要混合均匀后，再加入含样品的试管中B甘蔗茎含有较多的糖且近于白色，因此可以用于进行还原糖鉴定的实验C用苏丹染液染色花生子叶，需要使用显微镜观察，结果呈橙黄色D为检测某奶粉中是否添加淀粉，样液中添加碘碘化钾溶液，结果呈现蓝色，可知该奶粉含有淀粉，不含有蛋白质C蛋白质鉴定所用试剂为双缩脲试剂，应先加双缩脲试剂A，后加双缩脲试剂B，A错误；甘蔗茎中含有蔗糖，蔗糖不属于还原糖，
17、B错误；油脂需要使用苏丹染液染色，使用酒精洗去浮色以后在显微镜下观察，可以看到橙黄色的脂肪颗粒，C正确；淀粉遇碘碘化钾溶液变蓝，某奶粉用碘碘化钾溶液检测后出现蓝色，说明该奶粉中含有淀粉，但不能说明该奶粉中不含蛋白质，D错误。核酸的构成与功能1DNA与RNA的比较2.DNA与RNA初步水解与彻底水解产物的比较物质初步水解的产物彻底水解的产物DNA脱氧核苷酸磷酸、脱氧核糖和碱基RNA核糖核苷酸磷酸、核糖和碱基合作探究：1.观察下图中核酸的组成，讨论下列问题：(1)脱氧核苷酸和核糖核苷酸的种类各有多少种？提示：各4种。(2)核酸的碱基种类有多少种？提示：5种。(3)做亲子鉴定时，为什么要用DNA而不
18、用RNA?提示：因为DNA是人体的遗传物质，而RNA不是。2下图为DNA分子结构的一条脱氧核苷酸长链，讨论下列问题：(1)图中、结合在一起的结构叫什么？提示：脱氧核苷酸。(2)DNA彻底分解后，能产生哪几种小分子物质？ 提示：产生磷酸、脱氧核糖和四种碱基共6种小分子物质。1存在于DNA中而不存在于RNA中的含氮碱基是()A鸟嘌呤B腺嘌呤C尿嘧啶D胸腺嘧啶DRNA特有的碱基是U，DNA特有的碱基是T，因此，存在于DNA而不存在于RNA中的含氮碱基是T(胸腺嘧啶)。2DNA分子具有多样性的原因是()A脱氧核苷酸的排列顺序是多样的B脱氧核苷酸的碱基含有多种C磷酸、五碳糖和碱基的连接方式是多样的D磷酸
19、和脱氧核糖的排列顺序是多样的ADNA分子具有多样性是因为DNA中脱氧核苷酸的排列顺序是多样的，A正确；不同DNA中都有4种碱基，B错误；磷酸、五碳糖和碱基的连接方式都是一样的，C错误；DNA的外侧都是磷酸和脱氧核糖的交替排列，D错误。课堂小结知识网络构建核心语句背诵1.蛋白质具有特殊的生物学功能，是生命活动的主要承载者；氨基酸是蛋白质的基本单位。2.由两个氨基酸分子发生脱水缩合，形成二肽，其间的化学键称为肽键。由许多个氨基酸以肽键连成一长串的肽链，称为多肽。3.不同种多肽的差别在于其中氨基酸的种类、数目和排列顺序各不相同；蛋白质分子可由一条或几条多肽链组成，每一种蛋白质都有其独特的空间结构，蛋
20、白质分子的空间结构多种多样。4.蛋白质正确的空间结构是蛋白质表现其特有的生物学活性所必需的。5.每个核酸分子由很多核苷酸通过共价键连接形成长链。每个核苷酸由三个小分子物质通过共价键连接形成。组成核苷酸的小分子物质包括五碳糖、磷酸基团和含氮碱基。6.核酸包括两大类：核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。RNA的基本单位称为核糖核苷酸，DNA的基本单位称为脱氧核糖核苷酸。7.核酸是细胞中控制其生命活动的生物大分子。DNA中储藏的信息控制着细胞的所有活动，并且决定着细胞和整个生物体的遗传特性。RNA是合成蛋白质所必需的。8.用双缩脲试剂检测蛋白质，用本尼迪特试剂检测还原糖(如葡萄糖、果糖)，用
21、碘碘化钾溶液检测淀粉。1生命活动的主要承担者是()A无机盐B水C蛋白质D核酸C食物所含的营养物质中，能为人体提供能量的是糖类、油脂和蛋白质；其中蛋白质是构成人体细胞的基本物质，对于人体的生长发育以及细胞代谢活动有重要意义，在生物体的基本组成物质中，蛋白质是生命活动的主要承担者，故选C。2如图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示分析正确的是()A一个蛋白质分子只含一条多肽链B过程有水产生C多肽中B的数目等于C的数目D蛋白质功能的多样性导致蛋白质结构的多样性B一个蛋白质分子中可能含有多条多肽链；过程表示氨基酸的脱水缩合，会产生水；链状多肽中B(氨基酸)的数目为C(肽键)的数目加上链数；蛋白质
22、的结构决定蛋白质的功能。3下列物质中，不能作为遗传物质的是()A核酸B脱氧核糖核酸C核糖核酸D核苷酸D核酸是一切生物的遗传物质，A正确；脱氧核糖核酸即DNA，是绝大多数生物的遗传物质，B正确；核糖核酸即RNA，是少数病毒的遗传物质，C正确；核苷酸是核酸的基本组成单位，属于小分子物质，不能作为遗传物质，D错误。4核酸是细胞中控制其生命活动的大分子，下列关于核酸的叙述错误的是()A核酸共分两类即RNA和DNABDNA主要存在于生物的细胞质中CDNA中贮藏的遗传信息控制着细胞的遗传和代谢DRNA在合成蛋白质时是必需的B核酸包括核糖核酸、脱氧核糖核酸，A正确；DNA主要分布于细胞核中，少量分布于线粒体
23、和叶绿体中，B错误；DNA中贮藏的遗传信息控制着细胞的遗传和代谢，C正确；合成蛋白质时是以mRNA为模板，以tRNA为转运工具，D正确。5下图为某化合物分子结构式，据图回答下列问题： (1)该化合物的名称是_，它的基本单位是_。(2)该化合物的水解产物有_种，其水解产物的分子量之和比该物质的分子量多了_。(3)鉴定该物质常用的化学试剂是_。解析：(1)由该化合物含有4个肽键可知，该化合物是由5个氨基酸脱水缩合而成，所以该化合物的名称是五肽，基本单位是氨基酸。(2)结构式中有5个R基，其中有两个相同(CH3)，氨基酸的种类由R基决定，故水解产物中有4种氨基酸，水解该化合物需要4分子的水，故分子质量多了72。(3)鉴定该化合物常用的试剂是双缩脲试剂。答案：(1)五肽氨基酸(2)472(3)双缩脲试剂