201-2015学年生物新人教版一同步导学案2生命活动的主要承担者——蛋白质1

1、学必求其心得,业必贵于专精2022 2022学年生物新人教版必修一同步导学案2.2生命活动的主要承当者一一蛋白质 1一、学习目标说明氨基酸的结构特点,以及氨基酸形成蛋白质的过程概述蛋白质的结构和功能.认同蛋白质是生命活动的主要承当者.:、学习重、难点1.重点氨基酸的结构特点,以及氨基酸形成蛋白质的过程 蛋白质的结构和功能.2难点：氨基酸形成蛋白质的过程.蛋白质的结构多样性的原因三、知识网络生命活动的主要承当者*结构决定结构多样性V功能*功能多样性四、导学过程学必求其心得,业必贵于专精“导一自主预习1 .组成蛋白质的根本单位是 ,其结构通式： 在生物体中约有 中.人体细胞不能合成 的,必须从外界

2、环境中直接获取的氨基酸叫做 有 种；人体细胞能够合成的,叫做2 . 一个氨基酸分子的 和另一个氨基酸分子的相连接,同时脱去 分子的水,这种结 合方式叫做,连接两个氨基酸分子的化学键3.由两个氨基酸分子缩合失去 分子水而成的化合物,叫做 0由三个氨基酸分子缩合失去 分子水而成的化合物,叫做三肽.由多个n个氨基酸分子缩合失去 分子水而成的化合物,叫做 通常呈状结构,叫做 .4.在细胞内,每种氨基酸的数目 氨基酸形成多肽链时,氨基酸的干变万化,多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的千差万别,因此蛋白质分子的结构是相其多样的.5.蛋白质分子在细胞中承当着多种重要功能.构成B勺重要物质,称为 蛋白；对细胞内的

3、化学反响有 J用；具有功能,如血红蛋白；起 J递作用,能够 机体的生学必求其心得,业必贵于专精命活动,如胰岛素；具有 作用,如抗体；等等.可以说,离不开蛋白质,蛋白质是参考答案1.氨基酸通式略 20必需氨基酸 8非必需氨基酸 122.氨基 段基1脱水缩合-CONH-肽键3. 1二肽 2 n-1多肽 链 肽链 4.成百上千 不 同种类排列顺序空间结构细胞和生物体结构蛋白催化运输载体信息调节 免 疫一切生命活动生命活动的主要承当者“学-互动探究探究一氨基酸及其种类观察几种氨基酸的结构,讨论、总结氨基酸的结构通式：1 .这些氨基酸的结构具有什么共同特点？提示：自然界的氨基酸有很多种,但构成生物体的氨

4、基酸只 有20种左右.构成生物体的氨基酸的结构通式如下.对于氨基 酸分子的结构通式,应该充分熟悉其不变结构,这是解题时区分 某种分子是否是氨基酸的标志,而R基是可变的.20种氨基酸的 差异就在于R基团的不同.假设要判断氨基酸的种类,只看 R基即 可.NH, C-COOHHR基是一个不确定的基团,其上可能含有氨基或痰基,所以学必求其心得,业必贵于专精有的氨基酸并不是只有一个氨基或竣基,这些多出来的氨基或竣 基就存在于R基上.如谷氨酸、天冬氨酸的R基上就含有一个叛 基.赖氨酸、精氨酸的 R基上就有一个氨基.这些R基中的氨基 或竣基不参与脱水缩合反响.2 . “氨基酸这一名词与其分子结构有对应关系吗

5、 ？提示：氨基酸的名称一定程度上代表了它的结构特点：有一个C. ZHs-HHT F FD. h1Hl 千-(X)OH氨基和一个短基连接在同一个碳原子上,这个碳原子就是它的 “中央碳原子.竣基是表现酸性的基团,所以它称为氨基酸 【经典回眸】以下物质中,不是氨基酸的是r T T EQHM- M M 四上修【解析】仔细观察上图四个化学式,发现D虽然有一个氨基 和竣基,但没有连接在同一个碳原子上,所以不是组成生物体的 氨基酸.答案：D【变式练习】谷氨酸的R基为-C3 H5 O2,在一个谷氨酸分 子中,含有碳和氧的原子数分别是Ao 4, 4Bo 5,4C. 4, 5 D. 5,6探究二蛋白质的结构及其多

6、样性阅读分析图2-4由氨基酸形成蛋白质的示意图,思考问题: 从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？提示：蛋白质分子的多样性取决于四个方面：一是组成蛋白学必求其心得,业必贵于专精质的氨基酸种类不同；二是组成蛋白质的氨基酸数目不同；三是氨 基酸的排列顺序不同；四是蛋白质分子的空间结构不同.不同生 物的蛋白质是不同的,蛋白质结构的复杂性决定了其功能的多样 性,蛋白质正是通过不同的结构来表达多姿多彩的生命现象的.【经典回眸】以下几种符号代表不同种类的氨基酸,请完成有关问题.口 .*口 *图 22-1(1)写出它们的结构通式 ,它们结构的差异在 于勺不同.(2) 7种氨基酸在细胞的 中通过 的方式形成一条

7、肽链,此过程可形成 个肽键,得到 个水分子, 相对分子质量减少了 (3)如果上述肽链原长度不变,改变其中, 就可改变该肽链的性质.(4港两个蛋白质分子均由两条(2)中的肽链构成,那么两 个蛋白质分子的功能是否一定相同？为什么 ？【解析】题目以不同的符号代表不同种类的氨基酸,启发我们可将蛋白质结构这一抽象的知识形象化、直观化.构成天然蛋 白质的20种氨基酸均为a氨基酸,它们有共同的结构通式,其 中R基的不同是决定氨基酸种类的唯一因素. 氨基酸分子通过缩学必求其心得,业必贵于专精合作用形成肽链,相邻两个氨基酸缩合后通过肽键相连接并失去 一个水分子,因此减少的分子质量为失去的水分子的质量之和. 肽

8、链中氨基酸的种类、数目、排列顺序的不同决定了不同结构的蛋 白质,而不同的蛋白质分子空间结构也各不相同,蛋白质分子的 结构复杂性决定了其功能的多样性.R答案：1 H R基 2细胞质中的核糖体缩合 6 6 108 18X6 3氨基酸的排列顺序4不一定相同.由于分别由相同的两条肽链经盘曲折叠可形成空间结构不同的 两个蛋白质分子.【变式练习】2.形成蛋白质结构的层次从小到大依次是氨基酸 C H、O、N等元素 氨基酸脱水缩合 一条或几条多肽链连接在一起多肽蛋白质C.一一一D.一一一一一探究三蛋白质的功能小组思考讨论以下问题：如何概述蛋白质的功能结合蛋白 质结构多样性理解蛋白质功能的多样性?提示：蛋白质分

9、子结构的多样性决定了其功能的多样性.1新陈代谢的催化剂.绝大多数的都是蛋白质.2生物学必求其心得,业必贵于专精体的结构成分.例如,细胞中的细胞膜、线粒体、叶绿体等都是由 不溶性蛋白质与脂质组成的.人和动物的肌肉等组织的主要成分 也是蛋白质.3废制细胞的生长、分化和遗传信息的表达.如阻 遏蛋白等.4运输功能.如红细胞里的血红蛋白在呼吸过程中 起着输送氧的作用.5调节生命7动.例如,胰岛细胞分泌的胰 岛素能参与血糖的代谢调节.6参与机体的防御机能,如抗体.7作为受体,起接受和传递信息的作用.【经典回眸】以下各项与蛋白质功能无关的是 Ao氧气在血液中的运输B.储存遗传信息C.构成肌肉的主要成分D.抗

10、体抵御病原体的侵害【解析】氧气在血液中的运输利用了血红蛋白,表达了蛋白 质的运输载体的功能；构成肌肉的主要成分是蛋白质,表达了蛋 白质作为结构物质的功能；抗体抵御病原体的侵害,表达了蛋白 质的免疫功能；而储存遗传信息是核酸的功能.答案：B【变式练习】3.以下表达中,能高度概括出蛋白质功能的 一项为哪一项a.细胞和生物体的重要结构物质B调节细胞和生物体新陈代谢的重要物质C.生命活动的主要承当者D收缩、运输、免疫等功能活动的物质根底变式练习参考答案：1 B 2A 3.C五、达标检测学必求其心得,业必贵于专精1、某氨基酸分子含有两个氨基,其中一个氨基和竣基连在 同一个碳原子上,那么另一个氨基应是A、

11、和叛基连在同一个碳原子上B、一定连在装基上C、连在R基上D、与氨基相连2、现有氨基酸800个,其中氨基总数为810个,陵基总数为 808个,那么由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、 氨基和竣基的数目依次为A、798 2 和 2 B、798 12 和 10 C、799 1 和1 D、799 11 和 93、生物体内的蛋白质千差万别,其原因不可能是A、组成肽键的化学元素不同B、组成蛋白质的氨基酸的种类和数目不同C、氨基酸的排列顺序不同D、蛋白质的空间结构不同4、鸡蛋煮熟后,蛋白质变性失活,这是由于高温破坏了蛋 白质的A、肽键B、肽链C、空间结构D、氨基酸参考答案：1.C 2 B 3.A

12、 4.C六、依据考点,归纳总结【例11以下关于氨基酸和蛋白质的表达,错误的选项是A.甲硫氨酸的R基是一CH2CH2S CH3,那么它的分子式是C5H11O2NS学必求其心得,业必贵于专精B.酪氨酸几乎不溶于水,而精氨酸易溶于水,这种差异是由R 基的不同引起的C. n个氨基酸共有m个氨基,那么这些氨基酸缩合成的一个多 肽中的氨基数必为m-nD.甜味肽的分子式为C13H16O5N2,那么甜味肽一定是一种二肽解析:A正确:根据氨基酸的结构通式,我们可以知道甲硫氨酸除 了 R基,还有一个氨基、一个装基、一个氢离子和一个中央碳,我 们可以算出个元素的含量,得出甲硫氨酸的分子式是 C5H11O2NS; B

13、 正确：不同氨基酸的差异就在 R基,R基不同决定了不同氨基酸的 结构和功能特性的不同；C错误：多肽中的氨基数=R基中的氨基 数十肽链数,C中n个氨基酸的R基中有mn个氨基,所以这些 氨基酸缩合成的一个多肽中有 m-n+1个氨基;D正确：含有2个N 原子的肽链,证实这条肽链由两个氨基酸组成,所以甜味肽一定是 二肽.答案:C【温馨提示】组成蛋白质的氨基酸的判断学必求其心得,业必贵于专精(1)从-NH2和一COOH数目看,每条肽链都至少含有一个一NH2和一个一COOH,但并非都只有一个.结合氨基酸的结构通式可知,在R基中可以含有数量不同的一NH2或一COOH.(2)从一NH2和一COOH 位置看,都

14、有一个一 NH2和一个 一COOH连接在同一个碳原子上,但并非所有的一NH2和一COOH (R基中含有的)都连接在同一个碳原子上.【例2】胰岛素由a , B两条链组成,共含51个氨基酸.以下叙 述中,不正确的选项是()A.氨基酸脱水缩合产生水,其中的氢全部来自于氨基B .胰岛素能与双缩月尿试剂发生紫色反响C.胰岛素能降低血糖表达了蛋白质具有信息传递的功能D. 一个胰岛素分子全部水解为氨基酸,需要消耗49个水分子 解析：氨基酸脱水缩合产生的水来自于一个氨基酸的竣基中的 羟基和另一个氨基酸中的氨基中的氢,其所形成的肽键能与双缩月尿 试剂发生紫色反响；胰岛素能与细胞膜上的受体结合促进细胞对血 糖的利

15、用从而降低血糖浓度,表达了蛋白质具有信息传递的功能； 一个胰岛素分子由a,邺条链组成,共含51个氨基酸,因此全部水解 需消耗51-2=49个水；答案：A【例3】经测定,某多肽分子式是C21HxOyN4&.该多肽是由以下氨基酸中的几种作为原料合成的学必求其心得,业必贵于专精苯丙氨酸C9H11O2N大冬氨酸C4H7O4N丙氨酸C3H7O2N亮氨酸C6H13O2N半胱氨酸C3H7O2NS以下有关该多肽的表达,不正确的选项是A.该多肽水解后能产生3种氨基酸B.该多肽中H原子数和O原子数分别是32和5C.该多肽叫三肽化合物D.该多肽的形成过程中相对分子质量减少了54解析：依据分子式中N为4个,并分析提供

16、的氨基酸种类,可 得出由4个氨基酸组成,为四肽,存在3个肽键,在形成过程中脱去 3个水分子,所以相对分子质量减少了 54;再分析S的数目为2个, 可得出4个氨基酸中有2个是半胱氨酸C3H7O2NS,即水解能形 成3种氨基酸;再结合C原子数目为21个,减去6个C原子2个是 半胱氨酸,剩余15个C原子,可分析出另两个氨基酸为苯丙氨酸 和亮氨酸,进一步推出该多肽中H原子数和O原子数分别是32和5.答案:C【例4】生物体内某些重要化合物的元素组成如以下图所示：一 X厮怖化反响C I-% 免发功能H 一小分子. 盒_即运输Q.&康迅物质 0小降低配糖学必求其心得,业必贵于专精(1)图中的X代表什么元素？

17、 .(2)物质A的代谢终产物是 中国教育出版& *八网#(3) a的结构通式为 由aA的过程中,有下列数量关系：失去的水分子数= 分子数一数目.(4) A可分为AiA 5,其原因从a分析是：从A分析是因O(5)Ai是,它是一类催化剂；A2是; A3是 含有的特殊元素是 ,存在于中；A4 是； A5 是 O解析：据A1A5的功能判断A为蛋白质淇根本组成元素有C、H、O、N,故X是N.蛋白质代谢终产物为CO2、H2O、尿素.氨基H I 国 NTCQOH酸是构成蛋白质的根本单位,其结构通式为R.缩合反响中脱下的水分子数=氨基酸数-肽链数.蛋白质功能多样性是由结构学必求其心得,业必贵于专精多样性决定的

18、,从a分析是由于种类不同、数量成百上千、排列顺 序千变万化,从A分析是空间结构千差万别造成的.具有催化作用的 是酶;具有免疫作用的是抗体；能运输O2的是血红蛋白,含Fe元素；细 胞膜上的载体有运输功能；胰岛 B细胞分泌的胰岛素具有降血糖的 功能.II答案:(1)N (2)CO2、H2O、尿素(3)/ 氨基酸 肽链(4)种类不同数量成百上千排列顺序千变万化空间结构千差万别的生物抗体血红蛋白 Fe红细胞载体胰岛素 七、布置作业一、选择题1 .以下物质中,有些是构成人体蛋白质的氨基酸,有些不是.请 数出构成人体蛋白质的氨基酸中共含有氨基、竣基的数目是() HOOC- CH2CH2CH(NH2)-CO

19、OHH 3CCH(COOH)CH(CH2-NH2)COOH HOOC- CH2CH (NHz)COOHH 2N-CH(COOH ) CH2CH2CH2NH2A. 5、 4 B 4、 5 C 7、 5 D 5、 72.关于生物体内氨基酸的表达正确的选项是()A.氨基酸是蛋白质分子的单体,由氨基和短基组成学必求其心得,业必贵于专精B.组成蛋白质的氨基酸共有的结构是 -CH(H 2N ) COOHC.每个氨基酸分子都只含有 C、H、O、N四种元素D.组成人体的氨基酸都能在人体内合成3、在活细胞中发生的大多数化学反响中,起重要作用的物质是 蛋白质,蛋白质在细胞中的存在方式通常有两种状态,一是游离态,

20、另一种是被膜结构固定起来的结合态.结合态的蛋白质不可能具有 的功能是()A.催化作用B.运输作用C.免疫作用D.调节作用4.某一多肽链内共有肽键 109个,那么此分子中含有的-COOH 和一NH2的数目至少为()A. 110,110B, 109, 109C. 9,9D . 1,15 .以下关于生物体内氨基酸的表达,错误的选项是 ()A.构成蛋白质的氨基酸分子的根本元素是 C、H、O、NB.人体内的氨基酸均是在人体细胞内合成的C.氨基酸的代谢终产物是水、二氧化碳和尿素D.氨基酸的R基中可以有氨基和痰基6 .以下能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组是()氨基酸C、H、O、N等化学元素氨基酸

21、分子相互结 合 多肽 肽链 形成具有一定空间结构的蛋白质分子学必求其心得,业必贵于专精A.C.7.狼体内有a种蛋白质,20种氨基酸.狼捕食兔 后, 类和氨基酸种类最可能是A. a+ b, 40C.大于a, 20B.D.20种氨基酸；兔体内有b种蛋白质,狼体内的一个细胞中含有的蛋白质种()B. a,20D.小于a, 208.以下有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的选项是( )A.蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目 和空间结构有关B.某化合物含有C、H、O、N等元素,可以推断此物质 为蛋白质C.不同蛋白质分子中组成肽键的化学元素无差异性D.蛋白质空间结构改变,可能会导致蛋白质失去

22、生物活性, 但这种改变一般是可逆的二、非选题：A W L 一一占历9、如下图某化合物的结构式,据图答复：(1)该化合物中有 个氨基和 个段基学必求其心得,业必贵于专精(2)该化合物有 种氨基酸,造成这种不同的基团编号(3)该化合物是由 个氨基酸失去 分子水而形成的,水分子中的氧来自于 氢来自于 肽键的编号是.(4)请写出氨基酸白结构通式： .10.胰岛素是一种蛋白质分子,它含有2条肽链,A链含有21 个氨基酸,B链含有30个氨基酸,2条多肽链间通过二硫键连接, 右图所示为结晶牛胰岛素的平面结构示意图,据此答复 ：(1)氨基酸的结构通式可表示为 .(2)胰岛素分子中含有肽键一个,肽键可表示为(3

23、)从理论上分析,胰岛素分子至少有一个一NH2,一COOH.参考答案：1. B解析：首先根据构成人体蛋白质的氨基酸的结构通式及其特点,确定题中的是构成人体蛋白质的氨基酸,不:人体蛋白质的氨基酸(由于中的氨基酸和竣基不连接在同一个碳原子上),然后数出中的氨基、段基总个数分别为4个和5个.学必求其心得,业必贵于专精TH.NCCOOH2. B解析:氨基酸的结构通式为R,不同的氨基酸R基H丁 l “辽一4H,n/COOH .、一侬上人一不同,因此共有结构为,甲硫氨酸中含有C、H、O、N、S五种元素；必需氨基酸不能在人体内合成.3. D 解析:蛋白质的功能有：构成生命体；催化作用；3运输作用；调节作用；免疫作用.而其中起调节作用的蛋白质 类激素是细胞分泌产物,不是被膜固定起来的蛋白质.4. D解析：多肽链形成过程中,一个肽键是由一个氨基酸的 -COOH和另一个氨基酸的一NH2经脱水缩合形成的.形成109个肽 键需109+ 1