高中生物第二章細(xì)胞的化學(xué)組成學(xué)案2蘇教版必修

1、第二章 細(xì)胞的化學(xué)組成第二節(jié) 細(xì)胞中的生物大分子 2【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1氨基酸的基本結(jié)構(gòu)2氨基酸是如何構(gòu)成蛋白質(zhì)的3解釋氨基酸分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因以及結(jié)構(gòu)多樣性與功能復(fù)雜性的關(guān)系4概述蛋白質(zhì)的功能：確立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)【重難點(diǎn)提示】重點(diǎn)：氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過(guò)程。難點(diǎn)：氨基酸形成蛋白質(zhì)的過(guò)程。【學(xué)習(xí)展示】雞蛋清中有蛋白質(zhì)嗎?用實(shí)驗(yàn)證明。敘述操作順序.知識(shí)點(diǎn)一：蛋白質(zhì)的組成元素、基本單位【閱讀】P20第一、二段內(nèi)容完成下列填空。1、蛋白質(zhì)的含量、組成元素蛋白質(zhì)是細(xì)胞中含量最多的 化合物，除含 等元素外，大多數(shù)蛋白質(zhì)還含有 。有的還有P、Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等。2、

2、蛋白質(zhì)的基本組成單位無(wú)論蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量多大，結(jié)構(gòu)多復(fù)雜，但各種蛋白質(zhì)的基本組成單位都是 ，自然界中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的氨基酸有100多種，而組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有 種。3、氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)組成蛋白質(zhì)的氨基酸在結(jié)構(gòu)上有共同的特點(diǎn)，每個(gè)氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基( )和一個(gè)羧基( )，并連在 碳原子上。 可用結(jié)構(gòu)通式來(lái)表示： 。20種氨基酸的區(qū)別就在于 的不同?！舅伎寂c交流】1、觀察以下幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)，寫(xiě)出它們的R基。 知識(shí)點(diǎn)二：蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)【閱讀】P2021相關(guān)內(nèi)容完成下列填空。蛋白質(zhì)是生物大分子，由許多氨基酸分子通過(guò) 形成 相連而成。1、氨基酸的結(jié)合方式是 ，（是指一個(gè)氨基酸分子的 （COOH

3、）和另一個(gè)氨基酸分子的 （NH2）相連接，同時(shí)脫去 分子的 的結(jié)合方式。）2、見(jiàn)課本圖2-12，用語(yǔ)言描述蛋白質(zhì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的形成 3、寫(xiě)出肽鍵的結(jié)構(gòu)式： 4、小結(jié)最簡(jiǎn)單的肽由兩個(gè)氨基酸分子脫水縮合而成，稱(chēng)為 ，二肽含有 個(gè)肽鍵。由n個(gè)氨基酸分子以肽鍵相連形成的肽鏈，稱(chēng)為 ，也可以稱(chēng)為 （n3）。一條多肽鏈的一端含有 個(gè)氨基，另一端含有 個(gè)羧基（一條多肽鏈至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基且位于肽鏈的兩端）。一條多肽鏈中形成的肽鍵數(shù)比氨基酸分子數(shù)少 個(gè)?！舅伎寂c交流】1、脫去的水分子中氧來(lái)自氨基酸的哪里？氫又來(lái)自哪里？2、蛋白質(zhì)形成過(guò)程中的氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)與脫去的水分子數(shù)有什么關(guān)系？假如有n個(gè)氨基

4、酸分子形成1條肽鏈，則形成的肽鍵數(shù)目、脫去水分子的數(shù)目是多少？假如有n個(gè)氨基酸分子形成m條肽鏈，則形成的肽鍵數(shù)目、脫去水分子的數(shù)目又是多少？知識(shí)點(diǎn)三：蛋白質(zhì)多樣性的原因【閱讀】P2021相關(guān)內(nèi)容完成下列填空。由于組成蛋白質(zhì)多肽鏈的氨基酸在 、 、 上的不同，以及構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈在 和 上的不同，因此蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)是多樣的。 知識(shí)點(diǎn)四：蛋白質(zhì)的功能（見(jiàn)課本表格）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性決定了蛋白質(zhì)功能的多樣性。1、構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)：如細(xì)胞膜、染色體、肌肉中的蛋白質(zhì)；2、有些蛋白質(zhì)有 作用：如各種酶；3、有些蛋白質(zhì)有 作用：如肌肉中的一些蛋白質(zhì)；4、有些蛋白質(zhì)有 作用：如血紅蛋白、載體蛋白、

5、脂蛋白等；5、有些蛋白質(zhì)有 作用：如胰島素、生長(zhǎng)激素等；6、有些蛋白質(zhì)有 作用：如抗體。4、生物大分子有哪些？【知識(shí)整理】 【交流思路】例1下列為某一多肽化合物的分子結(jié)構(gòu)式，請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：(1)上述結(jié)構(gòu)中，氨基的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)；羧基的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)；肽鍵的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)；其中_、_為R基。(2)上述化合物是由_ 種氨基酸組成。 (3)該化合物是由_個(gè)氨基酸失去_分子水形成的，該化合物稱(chēng)為_(kāi)，這樣的反應(yīng)叫做_。水分子中的氧來(lái)自于_，氫來(lái)自于_。例2某一條多肽鏈中共有肽鍵151個(gè)，則此分子中NH2和COOH的數(shù)目至少有（ ）A152；152 B151；151 C 1；1 D2；2例3現(xiàn)已知構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸

6、共20種，它們的平均分子量為128，由50個(gè)氨基酸形成的某蛋白質(zhì)的一條多肽鏈的分子量是 （ ）A6400 B2560 C5518 D2218【知識(shí)拓展】 1、如何判斷一種氨基酸是不是組成生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的氨基酸？2、假設(shè)組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸的平均分子量為128，則由100個(gè)氨基酸構(gòu)成的一條多肽鏈，其分子量約為 。3、如果每個(gè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，那么由n個(gè)氨基酸形成含m條肽鏈的蛋白質(zhì)，那么該蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量為_(kāi)第二節(jié) 細(xì)胞中的生物大分子 2A、 基礎(chǔ)訓(xùn)練1. 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：氨基酸 C、H、O、N等化學(xué)元素 氨基酸分子互相結(jié)合 多肽 肽鏈 形成具有一

7、定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子（ ）A. B. C. D. 2. 細(xì)胞內(nèi)20種氨基酸在分子結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是（ ）A氨基的數(shù)量不同 B. 羧基的數(shù)量不同C. 氨基和羧基與C連接的位置不同 D. R基結(jié)構(gòu)不同3下列氨基酸中，不是組成蛋白質(zhì)的氨基酸是（ ） 4. 已知苯丙氨酸的分子式是C9H11NO2，那么該氨基酸的R基是（ ）AC7H7O BC7H7 CC7H7N DC7H5NO5. 組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間的肽鍵結(jié)構(gòu)式是（ ）A. NHCO B. NHCO C. NH2COOH D. NH2COOH6. 下列物質(zhì)中含有兩個(gè)肽鍵的是（ ） A. 二肽 B. 三肽 C. 氨基酸 D. 四肽7某蛋白質(zhì)分子由四

8、條肽鏈組成，共含氨基酸分子500個(gè)，在脫水縮合形成該蛋白質(zhì)分子過(guò)程中，形成的肽鍵和水分子數(shù)分別是（ ）A504個(gè)和498個(gè) B496個(gè)和499個(gè) C499個(gè)和499個(gè)D496個(gè)和496個(gè) 8. 某一條多肽鏈中共有肽鍵151個(gè)，則此分子中NH2和COOH的數(shù)目至少有（ ）A152 152 B151 151 C 1 1 D2 29現(xiàn)有1000個(gè)氨基酸，其中氨基1020個(gè)，羧基1050個(gè)，則由此合成的4條多肽鏈中共有肽鍵、氨基、羧基的數(shù)目分別是（ ）A999、1016、1046 B999、1、1 C996、24、54 D996、1016、1046 10. 現(xiàn)已知構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸共20種，它們的平均

9、分子量為128，由50個(gè)氨基酸形成的某蛋白質(zhì)的一條多肽鏈的分子量是（ ）A6400 B2560 C5518 D221811若組成蛋白質(zhì)的氨基酸的平均分子量是130，那么一個(gè)由4條肽鏈共280個(gè)氨基酸所組成的蛋白質(zhì)，其分子量是 。B提升探究從某種真核細(xì)胞中提取出大量核糖體，放入含下列幾種有機(jī)物(其中的氮原子已被15N標(biāo)記)的培養(yǎng)液里，假設(shè)培養(yǎng)液里含有核糖體完成其功能所需的一切物質(zhì)和條件。請(qǐng)回答： NH2-CH2-COOH NH2-CH2-CH2OH NH2-CH(COOH)-CH2-COOHNH2-CH(NH2)-CH2-COOH NH2-CH(COOH)-CH2SH(1)實(shí)驗(yàn)中，核糖體所要完成

10、的功能就是把上述物質(zhì)中的_ (填序號(hào))，通過(guò)_方式合成多肽(蛋白質(zhì))。(2)上述有機(jī)物合成的多肽至少含有_個(gè)氨基和_個(gè)羧基。(3)實(shí)驗(yàn)中，檢測(cè)到某一多肽含20個(gè)15N，則該多肽最多有_個(gè)肽鍵。肽鍵的化學(xué)結(jié)構(gòu)式是_。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，培養(yǎng)液中生成了多種產(chǎn)物，這說(shuō)明了蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)具有_ ，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了_?！緦W(xué)科資料精編】對(duì)人工合成結(jié)晶牛胰島素的回憶胰島素是由兩對(duì)二硫鍵聯(lián)結(jié)的兩條肽鏈組成的。除鏈間二硫鍵外，在A鏈上還有一對(duì)鏈內(nèi)二硫鍵。因此，我們?cè)诠ぷ鞒跗?，曾考慮了三種合成方案以供選擇。其中最為現(xiàn)實(shí)可行的方案是分別合成A鏈和B鏈，然后通過(guò)巰基的氧化使兩條鏈正確組合。我們開(kāi)始查閱文獻(xiàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)前

11、景并不樂(lè)觀，國(guó)外許多人都曾嘗試過(guò)把還原的胰島素肽鏈重新組合，以期獲得一定產(chǎn)率的天然胰島素，而這些探索都無(wú)一例外地失敗了。胰島素的兩條肽鏈可以以任何比例組合，這就大大增加了問(wèn)題的復(fù)雜性。我們那時(shí)沒(méi)有被洋人的失敗嚇倒，為了氧化被還原的肽段，我們歷經(jīng)艱辛，最終發(fā)現(xiàn)了不使用氧化劑而使氧化反應(yīng)在低溫下由空氣緩慢完成的方法。這使我們?cè)诤芏痰臅r(shí)間內(nèi)取得了鼓舞人心的結(jié)果，獲得10%的活力恢復(fù)！由于肽鏈能以不同比例組合，巰基間形成二硫鍵的可能性是數(shù)不勝數(shù)的，在理論上應(yīng)該說(shuō)是無(wú)窮的。因此我們所得的10%的產(chǎn)率大大超過(guò)了巰基間隨機(jī)配對(duì)可能得到的產(chǎn)率。我們的結(jié)果暗示著胰島素的天然結(jié)構(gòu)是其所有可能結(jié)構(gòu)中最穩(wěn)定的一個(gè)。我

12、們所得到的粗產(chǎn)物經(jīng)進(jìn)一步純化和結(jié)晶，終于得到和天然胰島素具有相同活力和晶型的晶體，胰蛋白酶水解物雙向紙層析和電泳的結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)氧化后所得的胰島素與天然胰島素完全相同，上述這些重要的結(jié)果我們?cè)?959年的秋天就得到了，但我們知道德國(guó)和英國(guó)的研究小組也在進(jìn)行胰島素合成的研究，很自然我們必須對(duì)我們的結(jié)果保密。不久，我們把產(chǎn)率提高到了30%50%！當(dāng)我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明純化的人工合成胰島素確實(shí)具有和天然胰島素相同的活性時(shí)，那實(shí)在是一個(gè)無(wú)法用語(yǔ)言形容的激動(dòng)人心的時(shí)刻。由A鏈和B鏈能成功地組合成胰島素，并得到相當(dāng)可觀的產(chǎn)率，后來(lái)被國(guó)外其他從事胰島素合成的實(shí)驗(yàn)室所證實(shí)，并應(yīng)用到20世紀(jì)70年代末由重組DNA技術(shù)得到的A鏈和B鏈組合成完整的胰島素分子的工業(yè)生產(chǎn)，所采用