2018-2019學年高中生物 第二章 細胞的化學組成 第二節(jié) 細胞中的生物大分子 第3課時 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能學案 蘇教版必修1.doc

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第3課時　蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能 　　　　　　　　　　　　　　　　1.蛋白質(zhì)是細胞中含量最多的有機物，除含有C、 H、O、N外，大多數(shù)蛋白質(zhì)還含有S元素。 2．氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位，組成生物體 蛋白質(zhì)的氨基酸大約有20種。 3．在每個氨基酸分子中，至少都含有一個氨基 (—NH2)和一個羧基(—COOH)，并且都有一個氨基 和一個羧基與同一個碳原子相連，這個碳原子還分 別與一個氫原子、一個可變的側(cè)鏈基團(R)相連。氨 基酸的不同是由R基的不同決定的。 4．許多氨基酸分子通過脫水縮合形成肽鍵(－CO －NH－)，肽鍵數(shù)目＝氨基酸數(shù)目－肽鏈數(shù)目。 5．組成肽鏈的氨基酸在種類、數(shù)目和排列順序上 的不同，以及構(gòu)成蛋白質(zhì)的肽鏈在數(shù)目和空間結(jié)構(gòu) 上的不同，決定了蛋白質(zhì)種類的多樣性。 6．蛋白質(zhì)參與組成細胞和生物體的各種結(jié)構(gòu)，并 執(zhí)行各種特定的生理功能。 一、蛋白質(zhì)的組成 1．氨基酸的結(jié)構(gòu)及特點 (1)通式： (2)特點：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與同一個碳原子相連，這個碳原子還分別與一個氫原子、一個可變的側(cè)鏈基團(R)相連。 (3)種類：由R基決定。 2．蛋白質(zhì)的形成 氨基酸肽鏈蛋白質(zhì) 二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的多樣性 1．結(jié)構(gòu)的多樣性 (1)氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序不同。 (2)肽鏈的條數(shù)和空間結(jié)構(gòu)不同。 2．生理功能的多樣性[連線] 1．判斷下列說法的正誤 (1)所有蛋白質(zhì)分子中均含有20種氨基酸() (2)氨基酸中氨基和羧基都連接在同一個碳原子上() (3)氨基酸的不同是R基的不同，R基中可能含有氨基或羧基(√) (4)若甲、乙蛋白質(zhì)分子中氨基酸種類、數(shù)目及排列順序相同，則甲、乙為同一種蛋白質(zhì)() 2．若一個氨基酸分子有兩個羧基，其中一個羧基和一個氨基連在同一個碳原子上，則另一個羧基的部位是(　　) A．與氨基端相連 B．與羧基端相連 C．在R基上 解析：選C　若一個氨基酸分子有兩個羧基，其中一個羧基和一個氨基連在同一個碳原子上，則另一個羧基的部位在R基上。 3．氨基酸通式中R基不同，決定了(　　) A．肽鍵數(shù)目不同 B．氨基酸的種類不同 C．蛋白質(zhì)的種類不同 解析：選B　氨基酸通式中R基不同，決定了氨基酸的種類不同。 4．下列有關(guān)脫水縮合的說法錯誤的是(　　) A．肽鍵是脫水縮合形成的 B．多個氨基酸脫水縮合可形成肽鍵 C．3個氨基酸脫水縮合產(chǎn)生3個水分子 解析：選C　3個氨基酸脫水縮合的產(chǎn)物是三肽，含2個肽鍵，同時產(chǎn)生2個水分子。 5．蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)是極其多樣的，其原因不可能是(　　) A．肽鍵的空間結(jié)構(gòu)不同 B．氨基酸排列順序不同 C．肽鏈的盤曲折疊方式及形成的空間結(jié)構(gòu)不同 解析：選A　蛋白質(zhì)中的肽鍵的空間結(jié)構(gòu)都是相同的。 6．下列不屬于動植物體內(nèi)蛋白質(zhì)功能的是(　　) A．具有免疫功能的抗體 B．細胞生命活動的主要能源物質(zhì) C．催化細胞內(nèi)化學反應(yīng)的某些酶 解析：選B　抗體的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，具有免疫功能；酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，具有催化功能。細胞中生命活動的主要能源物質(zhì)是糖類。 核心要點(一)脫水縮合 1．對氨基酸結(jié)構(gòu)通式的認識 [名師點撥]　R基的特點 (1)氨基酸的不同是由R基的不同決定的。 (2)R基中還可能含有氨基或羧基。 (3)已知R基的化學式求氨基酸化學式的方法： 氨基酸的化學式＝氨基酸共有部分的化學式(C2H4O2N)＋R基的化學式。即：C2H4O2N—R。 [思考探究] (1)同為組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸，酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異的產(chǎn)生是由何種基團決定的？ 提示：R基的可變性決定了氨基酸的種類和不同種類氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的差異性。 (2)谷氨酸的R基團為—C3H5O2，則谷氨酸的分子式是什么？ 提示：C5H9O4N。 2．脫水縮合的過程 　　　　　　　　 (1)形成一個肽鍵，脫去一分子水。 (2)水中的一個H來自—NH2，另一個來自—COOH，O來自—COOH。 (3)二肽至少含有一個游離的－NH2和一個游離的—COOH。 [題組沖關(guān)] 1．下列物質(zhì)中，不是組成蛋白質(zhì)氨基酸的是(　　) 解析：選D　D項中氨基和羧基不是連在同一個碳原子上。 2．下列各項能正確表示肽鍵的是 (　　) A．—NH—CO—　　　　　 　B．—NH2—CO— C．—NH2—CH— D．—NH—CH2— 解析：選A　氨基酸脫水縮合時，一個氨基酸的羧基和另一個氨基酸的氨基反應(yīng)，脫去1分子水形成肽鍵。 核心要點(二)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的圖解 類型 圖形 氨 基 酸 種類不同 數(shù)目不同 排列順序不同 肽鏈 數(shù)目和空間結(jié)構(gòu)不同 [名師點撥]　結(jié)構(gòu)決定功能。蛋白質(zhì)功能的多樣性是由其結(jié)構(gòu)多樣性決定的。 [題組沖關(guān)] 3．血液中的血紅蛋白和肌肉中的肌動蛋白的結(jié)構(gòu)和功能不同的原因是(　　) A．兩種蛋白質(zhì)所含氨基酸的數(shù)目不同 B．兩種蛋白質(zhì)所含肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同 C．兩種蛋白質(zhì)所含氨基酸的排列順序不同 D．兩種蛋白質(zhì)所含氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同 解析：選D　蛋白質(zhì)種類不同，包括所含氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同。 4．下列各項與蛋白質(zhì)分子結(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)分子的多肽鏈的數(shù)目 C．構(gòu)成蛋白質(zhì)分子的多肽鏈的空間結(jié)構(gòu) D．每種氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基 解析：選D　蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因有氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序及肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同。 蛋白質(zhì)的相關(guān)計算總結(jié) 　 1.氨基數(shù)＝肽鏈數(shù)＋R基上的氨基數(shù)＝各氨基酸中氨基總數(shù)－肽鍵數(shù)。 2．羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)＋R基上的羧基數(shù)＝各氨基酸中羧基總數(shù)－肽鍵數(shù)。 3．N原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＋R基上的N原子數(shù)＝各氨基酸中N的總數(shù)。 4．O原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋2肽鏈數(shù)＋R基上的O原子數(shù)＝各氨基酸中O的總數(shù)－脫去水分子數(shù)。 5．H原子數(shù)＝各氨基酸中H的總數(shù)－2脫去水分子數(shù)。 6．脫水數(shù)＝肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)。 7．蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量＝各氨基酸平均相對分子質(zhì)量氨基酸數(shù)－18脫水數(shù)。 8．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 多肽相對分子質(zhì)量 1 n－1 n－1 至少1個 至少1個 na－ 18(n－1) m n－m n－m 至少m個 至少m個 na－ 18(n－m) 9.環(huán)狀肽中肽鍵的計算：由n個氨基酸形成一環(huán)狀肽，則形成肽鍵數(shù)＝失去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)。 [特別提醒] (1)肽鍵形成蛋白質(zhì)時，肽鏈中有些基團還會相互結(jié)合形成化學鍵(如兩個R基中—SH與—SH形成—S—S—鍵)此時將脫去某些原子，故計算蛋白質(zhì)分子量時，除考慮脫去的水外，還應(yīng)再減去形成其他化學鍵時脫掉原子的原子量。 (2)氨基酸脫水縮合前后某些特定數(shù)目的守恒： 氨基酸分子中半胱氨酸(C3H7NO2S)含S，天冬氨酸(C4H7NO4)R基上有羧基，賴氨酸(C6H14N2O2)R基上有氨基，它們在形成多肽時數(shù)量保持不變，是解題的一個關(guān)鍵突破口。 [題組沖關(guān)] 1．某22肽被水解成1個4肽，2個3肽，2個6肽，則這些短肽的氨基總數(shù)的最小值及肽鍵總數(shù)依次是(　　) A．6　18　　　　　　　 　B．5　18 C．5　17 D．6　17 解析：選C　每條肽鏈至少含有一個氨基和一個羧基，肽鍵數(shù)等于氨基酸數(shù)減去肽鏈數(shù)，所以22個氨基酸形成5條肽鏈，所以氨基最小值是5，肽鍵數(shù)是17。 2．某環(huán)狀多肽由39個氨基酸形成，其中含有4個谷氨酸(R基為—CH2—CH2—COOH)，則該多肽(　　) A．有38個肽鍵 B．可能沒有游離氨基 C．至少有5個游離羧基 D．最多有36種氨基酸 解析：選B　環(huán)狀多肽含有的肽鍵數(shù)等于氨基酸數(shù)，應(yīng)為39個；由于不知道氨基酸的R基是否含有氨基，因此可能沒有游離的氨基；由于不知道其他的氨基酸的R基，因此只能說至少含有4個游離羧基；構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸種類約為20種。