高中生物 第二章 組成細(xì)胞的分子 第2節(jié) 生命活動(dòng)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(dòng)的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)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(dòng)的體現(xiàn)者。4關(guān)注蛋白質(zhì)研究的新進(jìn)展。氨 基 酸 及 其 種 類1結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)下圖為四種構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式。(1)寫出上圖框中字母所代表的結(jié)構(gòu)名稱：a：側(cè)鏈基團(tuán)；b：側(cè)鏈基團(tuán)；c：羧基；d：氨基。(2)寫出氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式：(3)觀察上述幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)，描述其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：各種氨基酸之間的區(qū)別在于r基的不同。2氨基酸的種類判斷(1)在生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種。()(2)非必需氨基酸有12種，是人體不需要的氨基酸。()(3)成人細(xì)胞有8種必需氨基酸自身不能合成。()(4)必需氨基酸既可在人體內(nèi)合成，也可從外界環(huán)境中獲取。()合作探討探討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。探討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。探討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。思維升華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。1下列分子中，與構(gòu)成生物體的蛋白質(zhì)的氨基酸分子式不相符的是()【解析】構(gòu)成生物體的蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)式中至少含有一氨基、一羧基且連在同一碳原子上，由此判斷b項(xiàng)不符合要求?！敬鸢浮縝2已知一種氨基酸的r基是ch2oh，在這種氨基酸分子中，含有c、h、o的原子數(shù)分別是()a3、4、7b3、7、3c7、1、4 d4、3、7【解析】每個(gè)氨基酸分子至少要有一個(gè)nh2，一個(gè)cooh，和一個(gè)h，連在同一個(gè)碳原子上。故含有c、h、o的原子數(shù)是3、7、3，故選b?！敬鸢浮縝3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、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含有氨基和羧基的化合物都是構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸【解析】由題干給出的氨基酸的結(jié)構(gòu)式及氨基酸的結(jié)構(gòu)通式分析知，構(gòu)成氨基酸分子的基本元素是c、h、o、n；甲、乙、丙、丁四種氨基酸的r基依次是h、ch3、ch2oh、ch2cooh；因此r基上可以有氨基或羧基；但構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸不僅需要有氨基和羧基，而且還需要至少有一個(gè)氨基和羧基連接在同一個(gè)碳原子上。 【答案】d氨 基 酸 的 脫 水 縮 合1概念一個(gè)氨基酸分子的氨基與另一個(gè)氨基酸分子的羧基相連接，同時(shí)脫去一分子水的結(jié)合方式。2過程(1)過程名稱：脫水縮合。(2)物質(zhì)名稱：二肽。(3)結(jié)構(gòu)名稱：肽鍵。合作探討探討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)。探討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。探討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)。探討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)。思維升華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(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：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)。1免疫球蛋白igg的結(jié)構(gòu)如下圖所示，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)【解析】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(duì)于非環(huán)狀多肽而言)。從圖中給出的信息可以判斷出igc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)。【答案】d2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【解析】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；四個(gè)氨基酸脫水縮合過程中要失去3分子的水，d正確。【答案】d蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu) 和 功 能1. 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)(1)結(jié)構(gòu)層次氨基酸二肽多肽(由多個(gè)氨基酸縮合而成，含有多個(gè)肽鍵的化合物，通常呈鏈狀結(jié)構(gòu))具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。(2)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因氨基酸水平多肽水平：多肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別。2蛋白質(zhì)的功能連線結(jié)構(gòu)蛋白a抗體催化作用 b血紅蛋白運(yùn)輸作用 c胰島素信息傳遞作用 d蛛絲的主要成分免疫功能 e唾液淀粉酶【提示】debca合作探討探討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(shí)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。探討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：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。探討3：營養(yǎng)不良會(huì)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。思維升華蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性與功能多樣性的關(guān)系1形成蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次從小到大依次是()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)abcd【解析】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等元素等組成的。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?！敬鸢浮縝2下列各項(xiàng)與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性無關(guān)的是()a氨基酸的數(shù)目、種類和排列順序b構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈的數(shù)目c氨基酸至少含一個(gè)氨基和羧基d構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽的空間結(jié)構(gòu)【解析】構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的數(shù)目、種類、排列順序不同，蛋白質(zhì)則不同；構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈條數(shù)不同，蛋白質(zhì)也不同；構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同，蛋白質(zhì)也不同。因此a、b、d三項(xiàng)都是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因，只有c項(xiàng)不是?！敬鸢浮縞3下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述中，錯(cuò)誤的是()a不同的蛋白質(zhì)分子其氨基酸的排列順序不同b各種蛋白質(zhì)均含有20種氨基酸c蛋白質(zhì)分子具有多種重要的功能d蛋白質(zhì)是生物體一切生命活動(dòng)的承擔(dān)者【解析】a項(xiàng)屬于蛋白質(zhì)多樣性的原因之一，正確；c、d兩項(xiàng)是關(guān)于蛋白質(zhì)功能的敘述，均正確；構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種，但不是各種蛋白質(zhì)都含有20種氨基酸，也可以少于20種，故b錯(cuò)誤?！敬鸢浮縝1關(guān)于生物體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的氨基酸的敘述，錯(cuò)誤的是() a分子量最大的氨基酸是甘氨酸b有些氨基酸不能在人體細(xì)胞中合成c氨基酸分子之間通過脫水縮合形成肽鍵d不同氨基酸之間的差異是由r基引起的【解析】甘氨酸是分子量最小的氨基酸，a錯(cuò)誤；氨基酸分為必需氨基酸和非必需氨基酸，必需氨基酸只能從食物中獲取，人體內(nèi)不能合成，b正確；氨基酸分子通過脫水縮合形成肽鍵，c正確； r基的不同決定了氨基酸之間的差異，d正確?！敬鸢浮縜2如圖表示有關(guān)蛋白質(zhì)分子的簡要概念圖，下列對(duì)圖示分析正確的是()a一個(gè)蛋白質(zhì)分子只含一條多肽鏈b過程有水產(chǎn)生c多肽中b的數(shù)目等于c的數(shù)目d蛋白質(zhì)功能的多樣性導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性【解析】一個(gè)蛋白質(zhì)分子中可能含有多條多肽鏈；過程表示氨基酸脫水縮合，會(huì)產(chǎn)生水；多肽中的b(氨基酸)的數(shù)目為c(肽鍵)的數(shù)目加上1；蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)的功能?！敬鸢浮縝3蛋白質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)最重要的生命物質(zhì)之一，具有多樣性和特異性，其結(jié)構(gòu)與功能是相適應(yīng)的。下列蛋白質(zhì)類物質(zhì)與其功能對(duì)應(yīng)不正確的是()a胰島素與調(diào)節(jié)b抗體與免疫c淀粉酶與運(yùn)輸 d血紅蛋白與運(yùn)輸【解析】生物體內(nèi)蛋白質(zhì)功能很多。例如，起調(diào)節(jié)作用的激素，如胰島素；起免疫作用的抗體；起催化作用的酶，如淀粉酶；起運(yùn)輸作用的血紅蛋白等?！敬鸢浮縞4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)叫做_。(3)該化合物中的氨基酸種類不同，是由_決定的，其編號(hào)是_。(4)該化合物稱為_，含_個(gè)肽鍵，編號(hào)是_。(5)該化合物含有_個(gè)游離的氨基和_個(gè)游離的羧基?！窘馕觥繄D中是氨基；是羧基；、表示肽鍵；、是r基。該化合物為四肽，是由4個(gè)氨基酸脫去3個(gè)水分子形成的。氨基酸種類不同，是由r基決定的，而該化合物含有游離的氨基(羧