第二章第4課時

1、第4課時生命活動的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)(一)目標(biāo)導(dǎo)讀1.結(jié)合教材P20思考與討論、P21圖23，比較各類氨基酸的結(jié)構(gòu)，總結(jié)氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.分析教材P21圖24、P22圖25，理解氨基酸脫水縮合形成蛋白質(zhì)的過程，并能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。3.閱讀教材P23的第一段，結(jié)合本頁圖27，掌握蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能多樣性。重難點(diǎn)擊1.氨基酸的結(jié)構(gòu)通式。2.脫水縮合過程及相關(guān)計(jì)算。3.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能多樣性。1組成細(xì)胞的化合物2蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應(yīng)。3蛋白質(zhì)為生物體的生長發(fā)育以及受損細(xì)胞的修復(fù)和更新提供原料。富含蛋白質(zhì)的食物有奶、蛋、魚、肉等。4食物中的蛋白質(zhì)要經(jīng)過胃液、胰液和腸液中蛋白酶和肽

2、酶的消化最終變成氨基酸，然后主要由小腸吸收進(jìn)入血液。5人體中蛋白質(zhì)也能分解，為生命活動提供能量。6人體內(nèi)的蛋白質(zhì)每天都在消耗分解，需要及時補(bǔ)充，缺少蛋白質(zhì)的攝入，會導(dǎo)致營養(yǎng)不良。7自然界的蛋白質(zhì)種類繁多。不同的生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的種類和含量不同，同一種生物體內(nèi)不同的細(xì)胞中蛋白質(zhì)的種類和含量也不同。課堂導(dǎo)入當(dāng)我們購買食品時，包裝上常附有成分說明，你會發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)是許多食品的重要成分，有時你還會看到蛋白質(zhì)中含有某些氨基酸的介紹。氨基酸和蛋白質(zhì)之間有什么關(guān)系呢？探究點(diǎn)一氨基酸及其種類蛋白質(zhì)是由氨基酸構(gòu)成的，構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種，閱讀教材P2021內(nèi)容，結(jié)合下面部分氨基酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖，分析回答下列問

3、題。1各種氨基酸共有的元素是C、H、O、N，其中半胱氨酸還含有S元素。由此推知，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中，一定含有C、H、O、N四種元素，可能含有P和S元素，還可能含有Fe等微量元素，如血紅蛋白。2觀察各種氨基酸的分子結(jié)構(gòu)會發(fā)現(xiàn)：每種氨基酸分子至少都含有一個氨基(NH2)和一個羧基(COOH)，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。這個碳原子還連接一個氫原子和一個側(cè)鏈基團(tuán)，這個側(cè)鏈基團(tuán)用R表示。各種氨基酸之間的區(qū)別在于R基的不同。3結(jié)合以上共同點(diǎn)，畫出氨基酸結(jié)構(gòu)的通式(各氨基酸的不同部分用R基表示)。答案4觀察天冬氨酸和賴氨酸的結(jié)構(gòu)，分析為什么說每個氨基酸“至少”含有一個氨基和一個羧基？答案可

4、以看到，天冬氨酸的R基中含有羧基，賴氨酸的R基中含有氨基，因此氨基酸的R基中也可能含有氨基或羧基，所以說每個氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基。歸納提煉1氨基酸的結(jié)構(gòu)通式2組成蛋白質(zhì)的氨基酸的判斷標(biāo)準(zhǔn)(1)數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)：至少含有一個NH2和一個COOH。(2)位置標(biāo)準(zhǔn)：一個NH2和一個COOH連接在同一個碳原子上。活學(xué)活用1判斷下列相關(guān)說法的正誤。(1)在生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種()(2)人體細(xì)胞不能合成的氨基酸稱為必需氨基酸，共8種()(3)每種氨基酸分子都含有一個氨基和一個羧基，且都連在同一個碳原子上()(4)各種氨基酸都共有的結(jié)構(gòu)是()(5)各種氨基酸理化性質(zhì)不同的原因在于R基不同

5、()(6)氨基、羧基、R基的書寫格式分別是：NH2、COOH、R()答案(1) (2)×(3)×(4)(5)(6)×解析(2)一般人體細(xì)胞不能合成的氨基酸有8種，稱為必需氨基酸，必須從外界環(huán)境直接獲取，而嬰兒有9種，多一種組氨酸。(3)每種氨基酸分子都至少含有一個氨基和一個羧基，且都連在同一個碳原子上。(6)氨基、羧基、R基的書寫格式分別是：NH2、COOH、R。探究點(diǎn)二蛋白質(zhì)的形成過程氨基酸是如何形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)的呢？下面是氨基酸之間發(fā)生一系列反應(yīng)形成血紅蛋白的過程，結(jié)合教材P2123內(nèi)容完成探究過程。1描述從氨基酸到蛋白質(zhì)的形成過程氨基酸二肽(由兩個氨基酸

6、分子縮合而成的化合物)多肽(由多個氨基酸分子縮合而成，含有多個肽鍵的化合物，通常呈鏈狀結(jié)構(gòu))肽鏈盤曲、折疊具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。(1)肽：氨基酸脫水縮合所形成的化合物。肽以組成的氨基酸數(shù)來命名，如含有7個氨基酸的多肽稱為七肽。(2)肽鏈：多肽所呈的鏈狀結(jié)構(gòu)。2在上面左圖中，第一個氨基酸分子的羧基和第二個氨基酸分子的氨基相連接，同時脫去一分子水的結(jié)合方式，叫做脫水縮合。該反應(yīng)過程具有以下特點(diǎn)：(1)R基團(tuán)未參與反應(yīng)。(2)第一個氨基酸分子的羧基(基團(tuán))脫去羥基，第二個氨基酸分子的氨基(基團(tuán))脫去H，兩氨基酸的脫去部分結(jié)合形成水。兩個氨基酸之間新形成的化學(xué)鍵稱作肽鍵，可表示為NHCO。新形成的

7、化合物叫做二肽。(3)若不考慮R基團(tuán)，該二肽分子中還含有一個游離的氨基和一個游離的羧基，分別位于肽鏈的兩端。3結(jié)合上面分析討論(1)若3個氨基酸分子脫水縮合形成一條肽鏈，會脫去2分子水，形成2個肽鍵，產(chǎn)物是三肽。(2)若m個氨基酸分子形成1條肽鏈，會脫去m1分子水，形成m1個肽鍵，產(chǎn)物是多肽。(3)若m個氨基酸分子形成2條肽鏈，會脫去m2分子水，形成m2個肽鍵。(4)若m個氨基酸分子形成n條肽鏈，會脫去mn分子水，形成mn個肽鍵。4假設(shè)氨基酸的平均分子量為a，則m個氨基酸分子形成n條肽鏈時，所形成肽鏈的分子量為ma18(mn)。5m個氨基酸分子脫水縮合形成的1條肽鏈至少含有1個游離的氨基和1個

8、游離的羧基；m個氨基酸脫水縮合形成n條肽鏈構(gòu)成的蛋白質(zhì)中，至少含有n個游離的氨基和n個游離的羧基。歸納提煉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肽鍵的表達(dá)式以下幾種都可以：CONH、NHCO，不能忽略其中的“”。3參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，而不是R基中的氨基和羧基。4已知形成肽鏈的氨基酸數(shù)為n，肽鏈數(shù)為m，氨基酸的平均相對分子量為a，則：肽鍵數(shù)nm脫去的水分子數(shù)nm蛋白質(zhì)平均分子量na18(nm)游離的氨基數(shù)m游離的羧基數(shù)mN原子數(shù)nO原子數(shù)nm活學(xué)活用2如圖，甲為某蛋白質(zhì)的肽鏈結(jié)構(gòu)示意圖(其中數(shù)字為氨基酸序號)，圖乙為部分肽鏈放

9、大圖，請據(jù)圖判斷下列敘述中正確的是()A該蛋白質(zhì)中含有1條肽鏈124個肽鍵B圖乙中含有的R基是C從圖乙可推知該肽鏈至少含有2個游離的羧基D圖乙中的NH2不參與脫水縮合反應(yīng)問題導(dǎo)析(1)圖甲中有1條肽鏈，124個氨基酸，123個肽鍵。(2)圖乙中代表R基，代表肽鍵。(3)圖乙中肽鏈右端有1個羧基，R基上也有羧基，據(jù)此推理該肽鏈至少含有3個羧基。答案D解析A項(xiàng)中，肽鍵數(shù)目氨基酸數(shù)目肽鏈數(shù)目1241123(個)。B項(xiàng)中為氨基，而非R基。C項(xiàng)中游離的羧基的數(shù)目至少應(yīng)為3個。D項(xiàng)中圖乙中的NH2在R基中，不參與脫水縮合反應(yīng)。1谷氨酸的R基為C3H5O2，一分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次是()A

10、5、9、4、1 B4、8、5、1C5、8、4、1 D4、9、4、1答案A解析構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式特點(diǎn)為：一個碳原子上至少同時結(jié)合一個羧基、一個氨基、一個氫。則谷氨酸的結(jié)構(gòu)式可寫成如圖所示的式子，根據(jù)結(jié)構(gòu)式即可推理一分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)分別為5、9、4、1。2兩個氨基酸縮合成肽并生成水，這個水分子中的氧原子來自氨基酸的()A氨基 B羧基CR基 D氨基和羧基答案B3下列物質(zhì)中，有的是組成蛋白質(zhì)的氨基酸，有的不是，若將其中構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸縮合成化合物，則其含有的氨基、羧基和肽鍵數(shù)目是()A3、3、2 B1、2、1C1、3、2 D3、4、2答案B解析根據(jù)氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可

11、判斷、為組成蛋白質(zhì)的氨基酸，且中R基含有1個羧基。再根據(jù)脫水縮合反應(yīng)原理可推知形成的二肽化合物中含有1個氨基、2個羧基、1個肽鍵。4請根據(jù)下圖所示的化合物結(jié)構(gòu)簡式，回答問題。(1)該化合物屬于_，由_種氨基酸構(gòu)成，形成這種化合物的不同氨基酸的R基編號是_。(2)該化合物是由_個氨基酸失去_分子的水形成的，這種反應(yīng)叫做_。(3)該化合物中有_個肽鍵，編號是_。(4)經(jīng)檢測，人和其他哺乳動物胰島素的氨基酸組成比較如下：馬：鏈第30位氨基酸和鏈第9位氨基酸與人的不同；羊：鏈第8、9、10位氨基酸與人的不同。鼠：鏈有8個氨基酸、鏈有10個氨基酸與人的不同。不同物種的胰島素不同，反映在多肽鏈的氨基酸組成

12、上主要是_。上述幾種動物中_和人的親緣關(guān)系最遠(yuǎn)。答案(1)三肽3b、d、g(2)32脫水縮合(3)2c、e(4)氨基酸的排列順序不同鼠基礎(chǔ)過關(guān)知識點(diǎn)一氨基酸及其種類1組成蛋白質(zhì)的氨基酸的R基()A與一個氫原子和一個C2H4O2N相連B約有20種C至少有一個氨基和一個羧基D至少有一個氨基或一個羧基答案B解析組成蛋白質(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種答案B解析據(jù)題圖中氨基酸的R基判斷，第1個和第3個氨基酸屬于同種，第2個和第5個氨基酸屬于同種，第4個與其他均不同，因此充分水解后應(yīng)產(chǎn)生3種氨基酸。3下

13、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氨基、一個羧基B每種氨基酸都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上C連接一個氨基和一個羧基的碳原子上還連接一個氫原子和一個側(cè)鏈基團(tuán)D側(cè)鏈基團(tuán)(R基)不同，氨基酸就不同答案A解析每種氨基酸至少含有一個氨基、一個羧基，有的氨基酸在R基上還有氨基或羧基的分布。4下列不是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的一項(xiàng)是()答案B解析構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上，A、C、D所示氨基酸具備上述特點(diǎn)，而B項(xiàng)所示結(jié)構(gòu)中氨基和羧基沒有連在同一個碳原子上，因此不是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸。知識點(diǎn)二蛋白質(zhì)的形成過程5下列能正確表示蛋白質(zhì)分子由

14、簡到繁的結(jié)構(gòu)層次的一組是()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)A BC D答案D解析元素以原子的形式構(gòu)成氨基酸分子，氨基酸通過脫水縮合形成多肽，多肽再通過盤曲、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)化而來的氨基酸以及從體外吸收來的氨基酸為原料形成多肽，再經(jīng)過盤曲、折疊形成的。6.下圖表示一個由153個氨基酸構(gòu)成的蛋白質(zhì)分子，下列敘述正確的是()A該分子中含有152個肽鍵B參與構(gòu)成該分子的氨基酸中至少有154個氨基和154個羧基C該分子空間結(jié)構(gòu)的形成與

15、SS等化學(xué)鍵無關(guān)D該分子徹底水解將產(chǎn)生153種氨基酸答案B解析由題圖可知，除形成正常肽鍵外，還在R基之間形成了一個肽鍵，故該分子中含有153個肽鍵。該空間結(jié)構(gòu)的形成與二硫鍵有關(guān)。組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種。由于R基中含有一個NH2和一個COOH，故參與構(gòu)成該分子的氨基酸中至少有154個NH2和154個COOH。7某蛋白質(zhì)由n條肽鏈組成，氨基酸的平均分子質(zhì)量為a，該蛋白質(zhì)所含的氨基酸有b/3個，則該蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量約為()A.ab6b18n B.ab6bC(ba)×18 D.ab(bn)×18答案D解析該蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)為b/3個，肽鏈n條，推知脫水?dāng)?shù)為b/3n，根據(jù)蛋

16、白質(zhì)的相對分子質(zhì)量蛋白質(zhì)所含氨基酸數(shù)×氨基酸平均分子質(zhì)量脫水?dāng)?shù)×水分子質(zhì)量，該蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量為a×b/318×(b/3n)。8下面關(guān)于肽鏈和蛋白質(zhì)關(guān)系的敘述，正確的是()A二者是同一概念B多肽屬于蛋白質(zhì)的一種C多肽和蛋白質(zhì)都具有空間結(jié)構(gòu)D肽鏈可以進(jìn)一步形成蛋白質(zhì)答案D解析多肽通常呈鏈狀，不具有空間結(jié)構(gòu)。肽鏈可以進(jìn)一步盤曲、折疊形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。所以多肽沒有空間結(jié)構(gòu)。能力提升9.某二十二肽的水解結(jié)果如圖所示，則這些短肽的氨基總數(shù)最小值及肽鍵總數(shù)依次是()A618B518C517D617答案C解析分析時注意圖文轉(zhuǎn)化，該圖可以轉(zhuǎn)化為22個氨基

17、酸形成了5條肽鏈，每一個短肽的氨基總數(shù)至少為1個，所以5個短肽，氨基總數(shù)至少有5個；氨基酸個數(shù)減去肽鏈數(shù)等于肽鍵數(shù)，22517，故選C項(xiàng)。102008年9月，三鹿牌嬰幼兒配方奶粉導(dǎo)致兒童腎結(jié)石事件引起了人們的高度關(guān)注。不法商家將含“偽蛋白氮”較高的三聚氰胺摻入奶粉，提高檢測時蛋白質(zhì)的數(shù)值，大大降低生產(chǎn)成本。下列有關(guān)敘述不正確的是()A測定某種食品中氮元素的含量，可以間接推測其中蛋白質(zhì)的含量B實(shí)驗(yàn)室里可以用斐林試劑來精確檢測蛋白質(zhì)的含量C兒童的食物中應(yīng)該含有較多的蛋白質(zhì)D三聚氰胺雖然含氮量較高，但是不能體現(xiàn)蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值答案B解析檢測蛋白質(zhì)用雙縮脲試劑，但不能精確檢測其含量，只能確定有沒有蛋白

18、質(zhì)。11.如圖表示一個由200個氨基酸構(gòu)成的蛋白質(zhì)分子。下列敘述正確的是()A該分子中含有198個肽鍵B這200個氨基酸中至少有200個氨基C合成該蛋白質(zhì)時相對分子質(zhì)量減少了3 582D該蛋白質(zhì)中至少含有3個游離的氨基答案C解析由圖可知，該蛋白質(zhì)分子由兩條肽鏈組成，兩條肽鏈間還有一個肽鍵，所以該分子含有的肽鍵數(shù)為20021199(個)，A錯誤；由圖可知，第70個氨基酸的R基中有一個氨基，所以這200個氨基酸中至少有201個氨基，B錯誤；合成該蛋白質(zhì)時減少的相對分子質(zhì)量為199×183 582，C正確；該蛋白質(zhì)分子有兩條肽鏈，所以至少有兩個游離的氨基，D錯誤。12糖尿病已經(jīng)成為人類健康

19、的主要?dú)⑹种?。科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)了一種功能類似于胰島素的真菌類化合物，這一發(fā)現(xiàn)為治療糖尿病的研究開啟了一扇全新之門。它有可能使糖尿病患者將來只通過服藥而不必注射胰島素進(jìn)行治療，下列關(guān)于“真菌類化合物”的推測錯誤的一項(xiàng)是()A該化合物具有降低血糖濃度的功能B該化合物不是蛋白質(zhì)C該化合物是相對分子質(zhì)量較小的有機(jī)物D該化合物是蛋白質(zhì)答案D解析如果是蛋白質(zhì)，口服會被消化，不能起作用。13.如圖為免疫球蛋白IgG的結(jié)構(gòu)示意圖，其中SS表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵。若該IgG由m個氨基酸構(gòu)成，則該IgG有肽鍵()Am個 B(m1)個C(m2)個 D(m4)個答案D解析根據(jù)SS表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵，推

20、理IgG有4條肽鏈。再根據(jù)肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)肽鏈條數(shù)，得出IgG有肽鍵(m4)個。14腦啡肽的合成采用的是蛋白質(zhì)工程技術(shù)，這是生物技術(shù)在分子水平上的又一突破。如圖為腦啡肽的結(jié)構(gòu)簡式，請回答下列問題：(1)該化合物有_個氨基和_個羧基。(2)該化合物是由_個氨基酸失去_分子水而形成的，這種方式叫做_，該化合物叫_肽。在形成時，相對分子質(zhì)量減少了_。(3)該化合物水解后可產(chǎn)生_種氨基酸，造成氨基酸種類不同的原因是_。(4)現(xiàn)有質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液、雞蛋、人的口腔唾液(酶)、質(zhì)量濃度為0.01 g/mL的CuSO4溶液、水、小燒杯、玻璃棒、試管、滴管和滴瓶。請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明“腦啡肽是多

21、肽”。實(shí)驗(yàn)原理：在堿性溶液中，多肽與CuSO4反應(yīng)產(chǎn)生紫色物質(zhì)。方法步驟：_。預(yù)期結(jié)果：_。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_。答案(1)11(2)54脫水縮合五72(3)4R基不同(4)取2支試管分別編號A、B，在A中加入2 mL腦啡肽液，在B中加入2 mL清水；在2支試管中各加入1 mL 0.1 g/mL NaOH溶液，振蕩；在2支試管中各加入4滴0.01 g/mL的CuSO4，振蕩A試管中出現(xiàn)紫色，B試管中不出現(xiàn)紫色腦啡肽是一種多肽解析該多肽含有4個肽鍵，是由5個氨基酸縮合而成的，在形成多肽時，共脫去4個水分子，相對分子質(zhì)量減少了4×1872。該多肽中有一個氨基和一個羧基；從結(jié)構(gòu)上可以看出，左起第二個氨基酸的R基和第三個氨基酸的R基相同，應(yīng)為同一種氨基酸，因此腦啡肽水解后產(chǎn)生4種氨基酸。腦啡肽是多肽，在堿性溶液中，多肽與CuSO4反