2018-2019學(xué)年高中生物第二章組成細(xì)胞的分子第2節(jié)生命活動的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)學(xué)案

1、第 2 節(jié) 生命活動的主要承擔(dān)者一一蛋白質(zhì)、氨基酸及其種類1 種類：組成蛋白質(zhì)的氨基酸大約有20 種f必需氨基酸：必須從外界環(huán)境中直 人體細(xì)胞能否合成 接獲取- 非必需氨基酸：可在人體細(xì)胞合成,-也可從外界環(huán)境中獲取2 結(jié)構(gòu)(1)寫出圖中結(jié)構(gòu)名稱a. 氨基; b、d： R 基;c： 羧基。(2) 比較圖中兩種氨基酸，寫出氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式:(3) 氨基酸的結(jié)構(gòu)特點1數(shù)量關(guān)系：至少都含有一個氨基和一個羧基。2位置關(guān)系：都有一個氨基和一個羧基連接在同一碳原子上。3各種氨基酸之間的區(qū)別在于 R 基的不同。、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性RINH CCOOHIH自主預(yù)習(xí)探新知H I IIH:N c C 0H

2、丙孰舷1.氨基酸的脫水縮合V,-,nHI=II廠J；HiN- C-CrOH H+N-CYOOH亠i sijjijmRi0-HRiR.i! OH：(1)此生理過程的名稱是脫水縮合。(2)寫出字母代表的結(jié)構(gòu)或名稱： a.肽鍵，b.二肽。2蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次C H C 和“脫水縮合+盤曲、折疊 卞亠十 -氨基酸一一 多肽 蛋白質(zhì)葉77、于等丿元素3 結(jié)構(gòu)多樣性氨基酸方面：氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序不同。(2)肽鏈方面： 肽鏈的盤曲、 折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別。三、蛋白質(zhì)的功能1 將下列實例與相應(yīng)的蛋白質(zhì)功能連接起來連線功能實例結(jié)構(gòu)蛋白a.血紅蛋白催化b.胰島素等蛋白質(zhì)類激素運輸c.抗體信息

3、傳遞、調(diào)節(jié)d.絕大多數(shù)酶防御運動f.羽毛、肌肉、頭發(fā)等提示：f d a b c e2.切生命活動者 E 離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者基礎(chǔ)自測1.判斷對錯(1)人體需要的氨基酸稱為必需氨基酸。()(2)不同氨基酸之間的差異是由R 基引起的，20 種氨基酸的理化性質(zhì)是由R 基決定的。(3)每種氨基酸分子只含有一個氨基和一個羧基，且都連在同一個碳原子上。氨基、羧基、R 基的書寫格式分別是：NH、COOH Ro ()(5)氨基酸種類、數(shù)量及排列順序都相同的蛋白質(zhì)是同一種蛋白質(zhì)。提示：(1)X必需氨基酸是指人體不能合成，必須從外界環(huán)境中直接吸收的氨基酸。(3)X每種氨基酸至少含有一個氨基和

4、一個羧基。D-COOHV（4）X書寫格式應(yīng)為一 NH, COOH R。（5）X空間結(jié)構(gòu)不同，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同。2 組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸分子中，其共有的結(jié)構(gòu)是（）R I CCOOH2IID* H2NCOOH答案A合作探究攻重難1 探究扁組成蛋白質(zhì)的氨基酸思考交流1.若組成蛋白質(zhì)的氨基酸中不止一個氨基或羧基，多出的氨基或羧基可能在什么位置？提示：在 R 基上。2 判斷構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的依據(jù)有哪些？提示：構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸必須具備兩個條件：1至少含有一個氨基和一個羧基；2都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。3谷氨酸的 R 基為C3H5C2,在一個谷氨酸中，碳和氧的原子數(shù)分別是多少？ 提

5、示：碳和氧的原子數(shù)分別是 5 和 4。（教師用書獨具）膠原蛋白是動物結(jié)締組織中的主要成分， 因其含有多種必需氨基酸， 具有較高的滋補(bǔ)保 健功能而受到廣大消費者的青睞。實際上膠原蛋白并不能直接被人體吸收， 試解釋膠原蛋白 在人體中如何發(fā)揮其營養(yǎng)價值？提示：膠原蛋白在人體內(nèi)被消化分解為多種氨基酸，其中包括多種必需氨基酸，這些氨 基酸可參與合成人體的蛋白質(zhì)。扎出 NC田2I2RIC,CCOOHIH答案D（備選習(xí)題）生物體的生命活動離不開蛋白質(zhì),生理功能的是（）A. 運輸氧氣B. 調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動C. 構(gòu)成細(xì)胞的重要物質(zhì)D. 催化細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。下列屬于血紅蛋白歸納總結(jié)

6、1 氨基酸的組成元素基本組成元素是 C H O N,有的含有 S 等元素。2 氨基酸的結(jié)構(gòu)通式及判斷(1)結(jié)構(gòu)通式n 1- R耳：按足輒電卑- 繼怖種類:J,-:7:場肚和性質(zhì)H曲-9-COOH ;殲基其同部分：決定 是否構(gòu)破生物休(2)兩個判斷標(biāo)準(zhǔn)1一個數(shù)目標(biāo)準(zhǔn)：至少含有一個氨基(一 NH)和一個羧基(一 COOH。2一個位置標(biāo)準(zhǔn)：至少有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，且這個碳原子上還連接一個氫原子(一 H)和一個 R 基。3.氨基酸的分類組成蛋白質(zhì)的氨基酸根據(jù)能否在人體內(nèi)合成，分為必需氨基酸和非必需氨基酸。(1) 必需氨基酸：人體細(xì)胞中不能合成，必須從食物中獲取，共8 種。(2)非

7、必需氨基酸：既可以從食物中獲得，又可以在人體內(nèi)由其他化合物轉(zhuǎn)化而來，共 12 種。易錯提醒：組成蛋白質(zhì)的氨基酸書寫的兩點提醒(1) “中心碳原子”有四個鄰居，其中三個固定不變，即一NH、一 COOH H,還有-個是可變的一 R。(2) 氨基、羧基和 R 基的正確書寫格式： NH、 COOH R(不要忘記前面要有短線活學(xué)活用1 關(guān)于人體氨基酸的敘述，正確的是()A.人體內(nèi)所有蛋白質(zhì)都由 20 種氨基酸構(gòu)成B.只要含有氨基和羧基的分子就是組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸C.不同氨基酸的 R 基一 -定不同D. 非必需氨基酸不能在人體中合成C 人體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20 種，并不是每種蛋白質(zhì)都由20 種

8、氨基酸構(gòu)成,A 錯誤；組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基，且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，B 錯誤；氨基酸的不同在于 R 基的不同，C 正確；非必需氨基酸能在人體內(nèi)合成，不能在人體內(nèi)合成的氨基酸是必需氨基酸，D 錯誤。2下列哪項不是構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸()CH CH COOHI22A. H NCHCOOHG H NCHCOOHI乜CH NHCILCOOH|E H2NCH3CH2COOHDCHCOOHB 構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基，且連接在同一個碳原子上，B 項中的氨基和羧基沒有連接在同一個碳原子上，因此不是構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸。氨基酸

9、的脫水縮合思考交流1 結(jié)合脫水縮合過程，分析失去的水分子中的氫和氧元素的來源，肽鍵和失去水分子 的數(shù)量關(guān)系。提示：氫來源于一 NH 和一 COOH 氧來源于一 COOH形成肽鍵數(shù)=失去水分子數(shù)。2. 據(jù)下圖思考問題：H 0II 0HI III IIIH NCCNCCNCC OOH2I I I I I吃 HR H 比多肽中 Ri中含有氨基，Rz中含有羧基，它們能參與脫水縮合嗎？提示：不能。參與脫水縮合的分別是兩個氨基酸中與中心碳原子相連的氨基和羧基。 般而言，R 基中的氨基和羧基不參與脫水縮合。3.(1)如果把一個氨基酸比作一個同學(xué)， 四個同學(xué)手牽手形成的 3個“手結(jié)”就相當(dāng)于 肽鍵，如圖所示：

10、，那么 10 個氨基酸(同學(xué))形成一條肽鏈時，脫掉幾個水 分子？形成幾個肽鍵？提示：肽鍵數(shù)=失去的水分子數(shù)= 10- 1 = 9。(2) 若n個氨基酸形成m條肽鏈呢？提示：肽鍵數(shù)=失去水分子數(shù)=n-m(3) 試總結(jié)形成肽鍵數(shù)與氨基酸數(shù)和肽鏈條數(shù)的關(guān)系。提示：肽鍵數(shù)=失去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈條數(shù)。4.(1) 一條肽鏈中至少含有多少個游離的一NH2和一 COOH 若m條肽鏈呢？為什么是至I 探究點2|少？若該 IgG 由m個氨基酸構(gòu)成，則該 IgG 有肽鍵數(shù)()提示：1 個；m個。因為 R 基中可能含有一 NH 或一 COOH(2)試總結(jié)蛋白質(zhì)中至少含有游離氨基數(shù)和游離羧基數(shù)與肽鏈條數(shù)的關(guān)系。

11、提示：至少含有的游離氨基數(shù)或羧基數(shù)=肽鏈條數(shù)。歸納總結(jié)1 脫水縮合過程圖解(1) 參與脫水縮合的部位：一個氨基酸連在中心碳原子上的氨基和另一個氨基酸連在中 心碳原子上的羧基。(2) 游離的氨基和羧基： 一條肽鏈上至少有一個游離的一 NH 和一個游離的一 COOH 并分 別位于肽鏈的兩端。(3) R 基中的一 NH 或一 COOH 不參與肽鍵的形成。2 氨基酸形成蛋白質(zhì)的相關(guān)數(shù)量計算規(guī)律假設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a,由n個氨基酸分別形成 1 條肽鏈或m條肽鏈：形成肽鏈數(shù)形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)氨基數(shù)目羧基數(shù)目1n 1n 1至少 1 個至少 1 個mnmnm至少m個至少m個3.蛋白質(zhì)中氨基和羧基

12、的數(shù)量計算方法(1) 當(dāng) R 基中不存在氨基和羧基時，每一條肽鏈中含有一個氨基和一個羧基。(2) 當(dāng) R 基中存在氨基和羧基時，由于R 基不參與脫水縮合，所以每一條肽鏈中含有的氨基數(shù)或羧基數(shù)就等于 1 + R 基中的氨基數(shù)或羧基數(shù)。IJ鴨鮭也可IOI宓i若該 IgG 由m個氨基酸構(gòu)成，則該 IgG 有肽鍵數(shù)()活學(xué)活用1 免疫球蛋白 igG 的結(jié)構(gòu)如右圖所示，其中一 S S表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵。A. m 個C. (m- 2)個氨基酸數(shù)一肽鏈數(shù)（對于非環(huán)狀多肽而言）。從圖中給出的信息可以判斷出條肽鏈，由于共有m個氨基酸，因此可以得出肽鍵的數(shù)量為（m- 4）個。2.下列有關(guān)如圖所示多肽的敘

13、述中，正確的是（）NH3CHJSHCHCHCO CONT Ii H-C0NHCH-CHaHOOC-CH；NH-CH-CH,GOOHA. 由 5 個氨基酸縮合而成B. 有游離的氨基和羧基各 1 個C. 有 4 種不同的側(cè)鏈基團(tuán)D. 形成過程中失去了 3 分子水D 分析圖解可知，圖中多肽有三個肽鍵（一 CO- NH），即含有 4 個氨基酸，A 錯誤；圖中多肽有兩個游離的羧基和一個游離的氨基，B 錯誤；圖中氨基酸的 R 基團(tuán)分別為：一 CHCH2 COOH CH、一 CHSH CH,即表示有 3 種不同的側(cè)鏈基團(tuán)，C 錯誤；4 個氨基酸脫水縮合過程中要失去 3 分子的水，D 正確。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能

14、思考交流（教師用書獨具）1.假若有 A、B、C 三種氨基酸，且數(shù)量足夠多，借助數(shù)學(xué)知識分析由這三種氨基酸形成的二肽、三肽的種類各是多少?形成三肽的種類：丨I 33= 27 種。2.朊病毒蛋白（PrP）有兩種：一種是 PrPc, 種是 PrPsc。PrPsc是由 PrPc轉(zhuǎn)變形成的, 它們的比較如下表所示：朊病毒蛋白項目PrPcPrPsc空間結(jié)構(gòu)螺旋為主折疊為主溶解度高低33提示：形成二肽的種類:32= 9 種;D 由氨基酸脫水縮合成蛋白質(zhì)的過程中,存在這樣的關(guān)系：肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=I 採究點3|致病性不致病致病上述兩種蛋白質(zhì)表現(xiàn)出不同性質(zhì)的直接原因是什么?提示：蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同。3營養(yǎng)

15、不良會出現(xiàn)貧血和免疫力下降等現(xiàn)象，試從蛋白質(zhì)的功能角度分析原因。提示：營養(yǎng)不良導(dǎo)致蛋白質(zhì)攝入不足，影響血紅蛋白和抗體的合成。 血紅蛋白具有運輸Q 的功能，抗體具有免疫功能。歸納總結(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性與功能多樣性的關(guān)系氧基酸的種類不同 皓構(gòu)多擇性竺氨基酸的數(shù)目不同-氨基酸的排列順序不同決定I肽鏈的數(shù)目和空間結(jié)構(gòu)不同34 LL表現(xiàn)(結(jié)構(gòu)蛋白：構(gòu)成細(xì)胞和生物體 功能多樣性 t功能蛋白：催化、運輸、免疫、調(diào)節(jié)易錯提醒：多肽工蛋白質(zhì)(1) 多肽是由多個氨基酸分子縮合而成的，也叫作肽鏈，一般沒有生物活性。(2) 蛋白質(zhì)是由一條或幾條肽鏈組成的，肽鏈經(jīng)盤曲、折疊而形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的 蛋白質(zhì)，才具有生物活性

16、。例有關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的敘述，錯誤的是()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 NaCI 溶液中會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)技巧點撥(1)思考蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與哪些因素有關(guān)。(2)蛋白質(zhì)溶于 NaCI 溶液后其結(jié)構(gòu)有沒有變化。解析蛋白質(zhì)種類多樣性取決于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈條數(shù)以及蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)；蛋白質(zhì)的生物活性與蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時其生物活性也發(fā)生改變，A 正確；數(shù)量相同的 5 種氨基酸種類可能不同，排列順序也可能不同，因此

17、可以組成不同的多肽鏈，B 正確；抗體化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)溶解在 NaCI 溶液中，其結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變，因此生物活性會喪失，C 錯誤；氨基酸序列相同的多肽鏈折疊方式可不同，形成的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)不同，D 正確。答案C一深化撫立一 (1)哪些因素會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，使其喪失生物活性？提示：咼溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿。(2) 煮熟的雞蛋，恢復(fù)常溫不能變成蛋清。冷凍的雞蛋恢復(fù)常溫還能變成蛋清。由此分 析低溫和高溫對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響是否相同？提示： 高溫會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，低溫不破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。(3) 溶解在 NaCl 溶液中的蛋白質(zhì)析出后其生物活性會改變嗎？提示： 溶解在 NaCl 溶液中的蛋白

18、質(zhì)，其結(jié)構(gòu)沒有改變，析出后生物活性也不會改變。 活學(xué)活用 1形成蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次從小到大依次是( )【導(dǎo)學(xué)號： 92172024 】氨基酸 C H、O N 等元素 氨基酸脫水縮合一條或幾條多肽鏈連接在一起 多肽 蛋白質(zhì)A.TTTTTB. TTTTTC.TTTTTD.TTTTTB 蛋白質(zhì)的基本組成單位為氨基酸，而氨基酸是由C、 H、 O、 N 等元素組成的。多個氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成多肽鏈，蛋白質(zhì)由一條或幾條多肽鏈經(jīng)盤曲折疊而形成。2.下列關(guān)于蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)與功能的敘述，錯誤的是( )A. 不同蛋白質(zhì)含有的氨基酸數(shù)量不完全相同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

19、不同排列順序脫水縮合D. 組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間只通過脫水縮合進(jìn)行連接D 不同蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能不同，故所含有的氨基酸的數(shù)量不完全相同，A 正確；結(jié)構(gòu)不同的蛋白質(zhì)可能具有相似的功能， 如唾液淀粉酶和胰淀粉酶， 結(jié)構(gòu)不同， 但都能催化淀 粉水解，B 正確；不同的蛋白質(zhì)，其組成的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序不同，因而在合 成蛋白質(zhì)時，氨基酸可按不同的排列順序脫水縮合，C 正確；蛋白質(zhì)中的氨基酸多數(shù)通過脫水縮合相連，但鏈之間可以通過其他的鍵連接，如二硫鍵，D 錯誤。當(dāng)堂達(dá)標(biāo)固雙基1從氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式看，組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸的區(qū)別是()【導(dǎo)學(xué)號： 92172025 】A. NH 不同B. R 基不

20、同C. C00!不 同D. H 不同 答案 B2如果一個氨基酸分子的結(jié)構(gòu)中有兩個羧基，那么這兩個羧基分別位于()【導(dǎo)學(xué)號： 92172026 】A. 碳原子上和氨基上B. 羧基上和 R 基上C. 氨基上和 R 基上D. 中心碳原子上和 R 基上答案D3.氨基酸脫水縮合而成的化合物稱為肽。下列關(guān)于二肽的敘述正確的是（）A 含兩個肽鍵的化合物B. 由兩個氨基酸脫水后縮合而成的化合物C. 含兩個肽鏈的化合物D. 由兩種氨基酸脫水后縮合而成的化合物答案B4. 兩個氨基酸縮合成二肽并生成水，這個水分子中的氫原子和氧原子分別來自氨基酸的（）【導(dǎo)學(xué)號：92172027】A.氨基、羧基B.羧基、氫基C. R 基、氨基和