1819 時(shí) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能

1、第2課時(shí)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)概覽(教師用書獨(dú)具)1.畫出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式并說(shuō)出氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。(重點(diǎn))2說(shuō)明氨基酸形成多肽的過(guò)程及相關(guān)計(jì)算。(重、難點(diǎn))3闡述蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性及功能多樣性的原因。4嘗試鑒定生物組織中的蛋白質(zhì)。自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知一、蛋白質(zhì)的組成元素和基本單位1組成元素：C、H、O、N，大多數(shù)蛋白質(zhì)還含S。2基本單位：氨基酸，約20種。(1)通式(2)共性：都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)碳原子上。(3)種類：由R基決定。二、蛋白質(zhì)的形成蛋白質(zhì)是生物大分子，由許多氨基酸分子通過(guò)脫水縮合形成肽鍵相連而成。1過(guò)程氨基酸脫水縮合二肽：由兩個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物多肽

2、：由多個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物，通常呈鏈狀盤曲、折疊蛋白質(zhì)：具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)2脫水縮合(1)概念：一個(gè)氨基酸分子的羧基和另一個(gè)氨基酸分子的氨基相連接，同時(shí)脫去一分子水的結(jié)合方式，叫做脫水縮合。(2)過(guò)程這種結(jié)合方式縮合形成的化合物稱為二肽。產(chǎn)物H2O的原子來(lái)源產(chǎn)物的虛線框內(nèi)的結(jié)構(gòu)是肽鍵，表示為。由三個(gè)或三個(gè)以上的氨基酸經(jīng)以上過(guò)程形成的產(chǎn)物稱為多肽。3蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因(1)氨基酸方面(2)肽鏈方面4蛋白質(zhì)的功能(連線)功能實(shí)例催化a抗體 運(yùn)輸b大多數(shù)酶 運(yùn)動(dòng) c脂蛋白 結(jié)構(gòu)d細(xì)胞膜成分 防御 e某些激素 調(diào)控 f肌肉答案：bcfdae三、生物組織中的蛋白質(zhì)的鑒定實(shí)驗(yàn)原理蛋白質(zhì)能和雙縮

3、脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)步驟制備組織樣液：豆?jié){或雞卵清蛋白稀釋液或牛奶取樣液2 mL加入試管加入NaOH溶液2 mL：溶液不變色加入CuSO4溶液34滴：溶液變紫色實(shí)驗(yàn)結(jié)論說(shuō)明組織樣液中存在蛋白質(zhì)基礎(chǔ)自測(cè)1判斷正誤(1)蛋白質(zhì)的多樣性不僅取決于氨基酸，還與肽鏈數(shù)目及空間結(jié)構(gòu)有關(guān)。(2)若甲、乙蛋白質(zhì)分子中氨基酸種類、數(shù)目及排列順序相同，則甲、乙為同一種蛋白質(zhì)。()(3)所有蛋白質(zhì)分子均含20種氨基酸。()(4)脫水縮合過(guò)程中脫掉一分子水，形成一個(gè)新的化學(xué)鍵。()(5)每種氨基酸分子都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，且都連在同一個(gè)碳原子上。(6)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)具有多樣性，功能也具有多樣性。()答案(1)(

4、2)提示：蛋白質(zhì)的多樣性原因還有肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同。(3)提示：構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種，但不是每種蛋白質(zhì)都含20種氨基酸。(4)(5)提示：每種氨基酸分子都至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，且有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)碳原子上。(6)2下列有關(guān)氨基酸結(jié)構(gòu)的敘述中，不正確的是()A每種氨基酸只有一個(gè)氨基、一個(gè)羧基B每種氨基酸都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上C連接一個(gè)氨基和一個(gè)羧基的碳原子上還連接一個(gè)氫原子和一個(gè)側(cè)鏈基團(tuán)D側(cè)鏈基團(tuán)(R基)不同，氨基酸就不同A每種氨基酸至少含有一個(gè)氨基、一個(gè)羧基，有的氨基酸在R基上還有氨基或羧基的分布。3下列氨基酸中，不是組成蛋白質(zhì)的氨基酸是() 【導(dǎo)學(xué)

5、號(hào)：95252027】D氨基酸至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，且有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)碳原子上。D項(xiàng)雖然有一個(gè)氨基和羧基，但氨基和羧基沒(méi)有連在同一個(gè)碳原子上。合 作 探 究攻 重 難蛋白質(zhì)的組成元素和基本單位背景材料下面是幾種構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸：思考交流1觀察上述4種氨基酸的結(jié)構(gòu)圖，說(shuō)明各種氨基酸共有的元素有哪些？若還有其他元素位于何處？提示：各種氨基酸都含有的元素是C、H、O、N，若還有其他元素，則位于R基上，如半胱氨酸的R基上還含有S元素。2比較上述四種氨基酸，其共同點(diǎn)是什么？嘗試寫出其結(jié)構(gòu)通式。提示：共同點(diǎn)：都至少含有一個(gè)氨基和羧基，并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)碳原子上

6、。結(jié)構(gòu)通式是：。(1)從三個(gè)角度掌握組成蛋白質(zhì)的氨基酸(2) 決定氨基酸的關(guān)鍵：R基決定氨基酸的種類和理化性質(zhì)。決定氨基酸中所含有氨基和羧基的數(shù)目：除了連接在同一碳原子上的氨基和羧基外，另外的氨基和羧基一定位于R基中。決定氨基酸的組成元素：氨基酸結(jié)構(gòu)通式中含有C、H、O、N四種元素，若含有其他元素則一定位于R基中。(3)除R基以外的氨基和羧基位置交換并不是改變氨基酸的種類，因?yàn)榘被釋?shí)際上是立體結(jié)構(gòu)。方法規(guī)律：“一查二看法”判斷氨基酸一查是否有氨基和羧基；二看氨基和羧基是否連接在同一個(gè)碳原子上。如圖是四種構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)式下列敘述錯(cuò)誤的是()A構(gòu)成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、

7、NB上述四種氨基酸的R基依次是H、CH3、CH2OH、CH2COOHCR基中可以有氨基或羧基D只要含有氨基和羧基的化合物就是構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸【技巧點(diǎn)撥】解答本題的關(guān)鍵是理解氨基酸的結(jié)構(gòu)通式。D四種氨基酸中都含有C、H、O、N四種元素，故可知這四種元素是構(gòu)成上述氨基酸的基本元素，故A項(xiàng)正確。氨基酸的結(jié)構(gòu)式中除去的其余部分就是R基，故B項(xiàng)正確。R基中可以有氨基或羧基，故C項(xiàng)正確。構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸，除必須含有氨基和羧基外，還需氨基和羧基連在同一個(gè)碳原子上，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。如果將氨基酸丙的OH、NH2的位置顛倒以后，還是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸嗎？提示：不是。活學(xué)活用1組成蛋白質(zhì)的氨基酸的R基(

8、) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：95252028】A與一個(gè)氫原子和一個(gè)C2H4O2N相連B約有20種C至少有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基D至少有一個(gè)氨基或一個(gè)羧基B組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種，不同氨基酸在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別就是R基不同。2甲硫氨酸的R基是CH2CH2SCH3，它的分子式是()AC5H11O2NSBC3H7SCC4H11O2SDC5H10O2NA氨基酸的結(jié)構(gòu)通式為，分子式可寫為C2H4O2NR，故甲硫氨酸的分子式應(yīng)為C5H11O2NS。蛋白質(zhì)的形成和蛋白質(zhì)的功能背景材料如圖是蛋白質(zhì)的形成過(guò)程圖解：思考交流1上圖所示過(guò)程叫什么反應(yīng)？結(jié)合教材P18圖212，你認(rèn)為氨基酸是如何形成肽鏈的？形成的肽鏈?zhǔn)侨绾蚊?？提?/p>

9、：上圖所示過(guò)程叫脫水縮合反應(yīng)。兩個(gè)氨基酸脫去一分子水形成二肽，二肽再與一個(gè)氨基酸脫去一分子水形成三肽，依此類推直至形成多肽。肽鏈?zhǔn)歉鶕?jù)氨基酸個(gè)數(shù)來(lái)命名的。2上述反應(yīng)產(chǎn)生的水中的氫原子和氧原子分別來(lái)自哪個(gè)基團(tuán)？提示：上述反應(yīng)產(chǎn)生的水中的氫原子來(lái)自氨基和羧基各1個(gè)，氧原子只來(lái)自羧基。3當(dāng)參與上述過(guò)程的氨基酸數(shù)為n，形成3條肽鏈時(shí)：(1)3條肽鏈中所含的肽鍵數(shù)_。(2)該過(guò)程脫去的水分子數(shù)_。(3)若氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，則該3條肽鏈的總相對(duì)分子質(zhì)量_。提示：(1)n3(2)n3(3)na18(n3)(1)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次C、H、O、N等元素氨基酸二肽三肽多肽蛋白質(zhì)(2)脫水縮合過(guò)程圖解該反

10、應(yīng)過(guò)程：第一個(gè)氨基酸分子的羧基和第二個(gè)氨基酸分子的氨基相連接，同時(shí)脫去一分子水的結(jié)合方式，叫做脫水縮合。具有以下特點(diǎn)：R基團(tuán)未參與反應(yīng)。第一個(gè)氨基酸分子的羧基(基團(tuán))脫去OH，第二個(gè)氨基酸分子的氨基(基團(tuán))脫去H，兩氨基酸脫去部分結(jié)合形成水。兩個(gè)氨基酸之間新形成的化學(xué)鍵稱作肽鍵，表示為CONH。形成的化合物叫做二肽。若不考慮R基，該二肽分子中還含有一個(gè)游離的氨基和一個(gè)游離的羧基，分別位于肽鏈的兩端。蛋白質(zhì)分子的形成氨基酸多肽蛋白質(zhì)。(3)氨基酸脫水縮合的相關(guān)計(jì)算規(guī)律假設(shè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，由n個(gè)氨基酸分別形成1條肽鏈或m條肽鏈，有以下數(shù)量關(guān)系：形成肽鏈數(shù)形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)氨基數(shù)目

11、羧基數(shù)目多肽相對(duì)分子質(zhì)量1n1n1至少1個(gè)至少1個(gè)na18(n1)mnmnm至少m個(gè)至少m個(gè)na18(nm)下列多肽片段充分水解后，產(chǎn)生的氨基酸有()A2種B3種C4種D5種【技巧點(diǎn)撥】“兩看”法分析多肽B據(jù)題圖中氨基酸的R基判斷，第1個(gè)和第3個(gè)氨基酸屬于同種，第2個(gè)和第5個(gè)氨基酸屬于同種，第4個(gè)與其他均不同，因此該多肽充分水解后應(yīng)產(chǎn)生3種氨基酸?；顚W(xué)活用1現(xiàn)有1 000個(gè)氨基酸，其中氨基有1 020個(gè)，羧基有1 050個(gè)，則由此合成的4條肽鏈中共有肽鍵、氨基、羧基的數(shù)目是()A999、24、54B996、4、4C996、24、54D996、1 016、1 046C本題考查氨基酸脫水縮合的過(guò)程

12、和肽鏈的結(jié)構(gòu)，試題較難。在氨基酸分子的脫水縮合過(guò)程中，連在同一個(gè)C原子上的氨基和羧基，除了兩端各留下一個(gè)氨基和羧基外，中間的都成為殘基，而R基上的氨基和羧基不變。由題目可知，R基上共有20個(gè)氨基，50個(gè)羧基，再加上4條鏈上剩下的4個(gè)氨基、4個(gè)羧基，分別有氨基和羧基24、54個(gè)。肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)1 0004996個(gè)。2谷胱甘肽(C10H17O6N3S)是存在于動(dòng)植物和微生物細(xì)胞中的一種重要的三肽，它是由谷氨酸(C5H9NO4)、甘氨酸(C2H5NO2)和半胱氨酸縮合而成的，則半胱氨酸可能的分子式為()AC3H3NSBC3H5NSCC3H7O2NSDC3H3O2NSC谷胱甘肽是由3個(gè)氨基酸脫去

13、2分子水縮合而成的三肽。因此，根據(jù)原子守恒，這3個(gè)氨基酸的分子式疊加后應(yīng)等于谷胱甘肽的分子式再加上2個(gè)水分子，即C10H17O6N3S2H2OC10H21O8N3S。故C10H21O8N3SC5H9HO4C2H5NO2C3H7O2NS(半胱氨酸)。題后反思辨析氨基酸脫水縮合的三個(gè)易誤點(diǎn)(1)脫水縮合產(chǎn)生的H2O中的H來(lái)自于COOH和NH2，而氧則只來(lái)自于COOH。(2)一條肽鏈上至少有一個(gè)游離的氨基和一個(gè)游離的羧基，并分別位于肽鏈的兩端。(3)R基中的NH2或COOH不參與主鏈中肽鍵的形成，故多余的NH2或COOH位于R基中。蛋白質(zhì)的功能和鑒定思考交流1蛋白質(zhì)多樣性的原因有哪些？提示：構(gòu)成蛋白

14、質(zhì)的氨基酸的種類和數(shù)目不同，氨基酸的排列順序不同，二者蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同造成的。2蛋白質(zhì)的功能主要由哪些？提示：蛋白質(zhì)主要功能有：構(gòu)成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，如毛發(fā)、肌肉等；催化作用，生物體內(nèi)的酶大多都是蛋白質(zhì)；調(diào)節(jié)作用，如胰島素等；免疫作用，如抗體；運(yùn)輸作用，如血紅蛋白、細(xì)胞膜上的載體蛋白等。3用雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)時(shí)，為什么要先滴NaOH溶液？提示：鑒定蛋白質(zhì)的實(shí)質(zhì)是Cu2在堿性條件下與肽鍵形成紫色的復(fù)雜化合物。(1)圖解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的四個(gè)原因和五種功能(2)蛋白質(zhì)鑒定實(shí)驗(yàn)時(shí)的注意事項(xiàng)CuSO4溶液只需加34滴而不能過(guò)量，否則硫酸銅在堿性環(huán)境中生成大量藍(lán)色的Cu(OH)2沉淀，會(huì)掩蓋所產(chǎn)生的紫色

15、。做實(shí)驗(yàn)前要預(yù)留組織樣液便于對(duì)照。若用雞卵清蛋白做實(shí)驗(yàn)必須稀釋。原因是防止實(shí)驗(yàn)后黏固試管，不易洗刷。操作如圖：有關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的敘述，錯(cuò)誤的是()A蛋白質(zhì)的生物活性與蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)B數(shù)量相同的5種氨基酸可以組成不同的多肽鏈C將抗體溶于NaCl溶液中會(huì)造成其生物活性的喪失D氨基酸序列相同的多肽鏈可折疊成不同的空間結(jié)構(gòu)【技巧點(diǎn)撥】解答本題時(shí)需要明確：(1)蛋白質(zhì)的形成過(guò)程；(2)蛋白質(zhì)的特性，尤其是理解鹽析現(xiàn)象。C生物體的結(jié)構(gòu)決定其功能，因此蛋白質(zhì)的生物活性與蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，氨基酸序列相同的多肽鏈可折疊成不同的空間結(jié)構(gòu)；數(shù)量相同的5種氨基酸可以組成55種多肽鏈；抗體的化學(xué)本質(zhì)是蛋白

16、質(zhì)，蛋白質(zhì)溶于NaCl溶液中，會(huì)發(fā)生鹽析現(xiàn)象，但不會(huì)造成其生物活性的喪失?；顚W(xué)活用1蛋白質(zhì)具有多種多樣的功能，但不能()A催化生物化學(xué)反應(yīng)B儲(chǔ)存遺傳信息C作為物質(zhì)的運(yùn)輸載體D參與機(jī)體的免疫反應(yīng)B有的酶是蛋白質(zhì)，具有催化功能；蛋白質(zhì)不能儲(chǔ)存遺傳信息；物質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮d體為蛋白質(zhì)；參與機(jī)體免疫反應(yīng)的抗體是蛋白質(zhì)。儲(chǔ)存遺傳信息的是核酸。2關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述，錯(cuò)誤的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：95252029】A有些蛋白質(zhì)是生物體的組成成分B一些蛋白質(zhì)具有調(diào)節(jié)生命活動(dòng)的作用C食鹽作用下析出的蛋白質(zhì)發(fā)生了變性D蛋白質(zhì)可與雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應(yīng)C蛋白質(zhì)是生物體的重要組成成分，A正確；一些激素屬于蛋白質(zhì)，它們能調(diào)節(jié)生命活動(dòng)，

17、B正確；少量的鹽能夠促進(jìn)蛋白質(zhì)的溶解，但如果向蛋白質(zhì)溶液中加入濃度較高的鹽溶液，可使蛋白質(zhì)的溶解度降低而從溶液中析出，這種現(xiàn)象叫做鹽析，依據(jù)的原理是蛋白質(zhì)在不同濃度鹽溶液中的溶解度不同，此過(guò)程沒(méi)有改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，故蛋白質(zhì)沒(méi)有變性，C不正確；蛋白質(zhì)分子中含有肽鍵，可以與雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應(yīng)，D正確。當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基1兩個(gè)氨基酸分子脫水縮合形成二肽，同時(shí)生成一分子水，該水分子中的氫來(lái)自()A氨基B羧基C氨基和羧基D連在碳原子上的氫C脫水縮合脫去的水分子是由一個(gè)氨基酸的氨基提供的氫原子和另一個(gè)氨基酸的羧基提供的羥基形成的。2亮氨酸的R基為C4H9，纈氨酸的R基為C3H7，它們縮合形成

18、的二肽分子中，C、H數(shù)分別為()A11、24B9、18C11、22D10、22C根據(jù)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，纈氨酸中的C、H數(shù)分別是5、11，亮氨酸中的C、H數(shù)分別是6、13，它們結(jié)合形成二肽時(shí)失去一分子水，脫去2個(gè)H和一個(gè)O，因此二肽分子中的C、H數(shù)分別是11、22。3下列能正確表示蛋白質(zhì)分子由簡(jiǎn)到繁的結(jié)構(gòu)層次的一組是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：95252030】氨基酸C、H、O、N等元素氨基酸分子脫水縮合多肽形成一定的空間結(jié)構(gòu)ABCDD元素以原子的形式構(gòu)成氨基酸分子，氨基酸通過(guò)脫水縮合形成多肽，多肽再通過(guò)盤曲、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子，這是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同組成層次。但這種結(jié)構(gòu)層次并不代表體內(nèi)蛋白質(zhì)就是從原子開始構(gòu)成的，體內(nèi)蛋白質(zhì)是利用體內(nèi)合成或轉(zhuǎn)化而來(lái)的氨基酸以及從體外吸收來(lái)的氨基酸為原料形成多肽，再經(jīng)過(guò)盤曲、折疊形成的。4下面關(guān)于蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的敘述，錯(cuò)誤的是()A不同蛋白質(zhì)含有的氨基酸數(shù)量不盡相同B有些結(jié)構(gòu)不同的蛋白質(zhì)具有相似的功能C組成蛋白質(zhì)的氨基酸可按不同的排列順序脫水縮合D組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間可按不同的方式脫水縮合D不同的蛋白質(zhì)分子中氨基酸的數(shù)量、種類和排列順序都不盡相同，A、C兩項(xiàng)正確；有些結(jié)構(gòu)不同的蛋白質(zhì)具有相似的功能，如血紅蛋白和載體蛋白都具有運(yùn)輸功能，B項(xiàng)正確；組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間脫水縮合的方式相同，都是一個(gè)氨基酸分子的羧基和另一個(gè)氨基酸分子