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 新人教版必修1.doc

第2節(jié)生命活動的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識概覽(教師用書獨(dú)具)1掌握氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。(重點(diǎn))2說明蛋白質(zhì)的形成過程、結(jié)構(gòu)和功能。(重難點(diǎn))3認(rèn)同蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者。4關(guān)注蛋白質(zhì)研究的新進(jìn)展。自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知一、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(diǎn)數(shù)量關(guān)系：至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基。位置關(guān)系：都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一碳原子上。各種氨基酸之間的區(qū)別在于r基的不同。二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性1氨基酸的脫水縮合(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)層次氨基酸多肽蛋白質(zhì)3結(jié)構(gòu)多樣性(1)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(shí)例與相應(yīng)的蛋白質(zhì)功能連接起來連線功能實(shí)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(yùn)輸 c抗體信息傳遞、調(diào)節(jié)d絕大多數(shù)酶防御 e肌肉蛋白運(yùn)動 f羽毛、肌肉、頭發(fā)等提示：fdabce2一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者?；A(chǔ)自測1判斷對錯(cuò)(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(gè)氨基和一個(gè)羧基，且都連在同一個(gè)碳原子上。()(4)氨基、羧基、r基的書寫格式分別是：nh2、cooh、r。()(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)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。(2)(3)每種氨基酸至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基。(4)書寫格式應(yīng)為nh2，cooh，r。(5)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() 答案d(備選習(xí)題)生物體的生命活動離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。下列屬于血紅蛋白生理功能的是()a運(yùn)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)答案a合 作 探 究攻 重 難組成蛋白質(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(gè)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(gè)條件：至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基；都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上。3谷氨酸的r基為c3h5o2，在一個(gè)谷氨酸中，碳和氧的原子數(shù)分別是多少？提示：碳和氧的原子數(shù)分別是5和4。(教師用書獨(dú)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(fèi)者的青睞。實(shí)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(jià)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)。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(2)兩個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)數(shù)目標(biāo)準(zhǔn)：至少含有一個(gè)氨基(nh2)和一個(gè)羧基(cooh)。一個(gè)位置標(biāo)準(zhǔn)：至少有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上，且這個(gè)碳原子上還連接一個(gè)氫原子(h)和一個(gè)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(cuò)提醒：組成蛋白質(zhì)的氨基酸書寫的兩點(diǎn)提醒(1)“中心碳原子”有四個(gè)鄰居，其中三個(gè)固定不變，即nh2、cooh、h，還有一個(gè)是可變的r。(2)氨基、羧基和r基的正確書寫格式：nh2、cooh、r(不要忘記前面要有短線“”)?；顚W(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種氨基酸構(gòu)成，a錯(cuò)誤；組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上，b錯(cuò)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(cuò)誤。2下列哪項(xiàng)不是構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸()b構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，且連接在同一個(gè)碳原子上，b項(xiàng)中的氨基和羧基沒有連接在同一個(gè)碳原子上，因此不是構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸。氨基酸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nh2和cooh，氧來源于cooh。形成肽鍵數(shù)失去水分子數(shù)。2據(jù)下圖思考問題：多肽中r1中含有氨基，r2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(gè)氨基酸中與中心碳原子相連的氨基和羧基。一般而言，r基中的氨基和羧基不參與脫水縮合。3(1)如果把一個(gè)氨基酸比作一個(gè)同學(xué)，四個(gè)同學(xué)手牽手形成的3個(gè)“手結(jié)”就相當(dāng)于肽鍵，如圖所示：，那么10個(gè)氨基酸(同學(xué))形成一條肽鏈時(shí)，脫掉幾個(gè)水分子？形成幾個(gè)肽鍵？提示：肽鍵數(shù)失去的水分子數(shù)1019。(2)若n個(gè)氨基酸形成m條肽鏈呢？提示：肽鍵數(shù)失去水分子數(shù)nm。(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(gè)游離的nh2和cooh？若m條肽鏈呢？為什么是至少？提示：1個(gè)；m個(gè)。因?yàn)閞基中可能含有nh2或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。提示：至少含有的游離氨基數(shù)或羧基數(shù)肽鏈條數(shù)。1脫水縮合過程圖解(1)參與脫水縮合的部位：一個(gè)氨基酸連在中心碳原子上的氨基和另一個(gè)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(gè)游離的nh2和一個(gè)游離的cooh，并分別位于肽鏈的兩端。(3)r基中的nh2或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(jì)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(gè)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1n1n1至少1個(gè)至少1個(gè)mnmnm至少m個(gè)至少m個(gè)3.蛋白質(zhì)中氨基和羧基的數(shù)量計(jì)算方法(1)當(dāng)r基中不存在氨基和羧基時(shí)，每一條肽鏈中含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基。(2)當(dāng)r基中存在氨基和羧基時(shí)，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1r基中的氨基數(shù)或羧基數(shù)?；顚W(xué)活用1免疫球蛋白igg的結(jié)構(gòu)如右圖所示，其中ss表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵。若該igg由m個(gè)氨基酸構(gòu)成，則該igg有肽鍵數(shù)()am個(gè)b(m1)個(gè)c(m2)個(gè)d(m4)個(gè)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)氨基酸數(shù)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igg的結(jié)構(gòu)中有4條肽鏈，由于共有m個(gè)氨基酸，因此可以得出肽鍵的數(shù)量為(m4)個(gè)。2下列有關(guān)如圖所示多肽的敘述中，正確的是()a由5個(gè)氨基酸縮合而成b有游離的氨基和羧基各1個(gè)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(gè)肽鍵(conh)，即含有4個(gè)氨基酸，a錯(cuò)誤；圖中多肽有兩個(gè)游離的羧基和一個(gè)游離的氨基，b錯(cuò)誤；圖中氨基酸的r基團(tuán)分別為：ch2ch2cooh、ch3、ch2sh、ch3，即表示有3種不同的側(cè)鏈基團(tuán)，c錯(cuò)誤；4個(gè)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)和功能思考交流(教師用書獨(dú)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？提示：形成二肽的種類：329種；形成三肽的種類：3327種。2朊病毒蛋白(prp)有兩種：一種是prpc，一種是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(xiàng)目prpcprpsc空間結(jié)構(gòu)螺旋為主折疊為主溶解度高低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)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(yùn)輸o2的功能，抗體具有免疫功能。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性與功能多樣性的關(guān)系易錯(cuò)提醒：多肽蛋白質(zhì)(1)多肽是由多個(gè)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。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(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nacl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(shí)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nacl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(cuò)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(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：高溫、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溶液中的蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)沒有改變，析出后生物活性也不會改變?；顚W(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)abcdb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(gè)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(cuò)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(shí)，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(cuò)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】anh2不同br基不同ccooh不同dh不同答案b2如果一個(gè)氨基酸分子的結(jié)構(gòu)中有兩個(gè)羧基，那么這兩個(gè)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(gè)肽鍵的化合物b由兩個(gè)氨基酸脫水后縮合而成的化合物c含兩個(gè)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(gè)氨基酸縮合成二肽并生成水，這個(gè)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cr基、氨基和羧基d氨基和羧基、羧基d氨基酸脫水縮合所產(chǎn)生的水中，氫來自氨基和羧基，氧只來自羧基。5下列有關(guān)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因分析，錯(cuò)誤的是() 【導(dǎo)學(xué)號：92172028】a氨基酸的種類不同b肽鍵的結(jié)構(gòu)不同c氨基酸的排列順序不同d肽鏈的數(shù)目和空間結(jié)構(gòu)不同b氨基酸的種類、排列順序以及肽鏈數(shù)目和空間結(jié)構(gòu)不同是蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因；不同蛋白質(zhì)的肽鍵結(jié)構(gòu)相同。6根據(jù)下圖所示化合物的結(jié)構(gòu)分析回答：(1)該化合物中，表示_，表示_。(2)該化合物由_個(gè)氨基酸失去_個(gè)水分子而形成，這種反應(yīng)叫作_。(3)該化合物中的氨基酸種類不同，是由_決定的，其編號是_。(4)該化合物稱為_，含_個(gè)肽鍵，編號是_。(5)該化合物含有_個(gè)游離的氨基和_個(gè)游離的羧基。解析圖中是氨基；是羧基；、表示肽鍵；、