1819 时 蛋白质的结构和功能

1、第2课时蛋白质的结构和功能学习目标知识概览(教师用书独具)1.画出氨基酸的结构通式并说出氨基酸的结构特点。(重点)2说明氨基酸形成多肽的过程及相关计算。(重、难点)3阐述蛋白质结构多样性及功能多样性的原因。4尝试鉴定生物组织中的蛋白质。自 主 预 习探 新 知一、蛋白质的组成元素和基本单位1组成元素：C、H、O、N，大多数蛋白质还含S。2基本单位：氨基酸，约20种。(1)通式(2)共性：都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。(3)种类：由R基决定。二、蛋白质的形成蛋白质是生物大分子，由许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键相连而成。1过程氨基酸脱水缩合二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物多肽

2、：由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，通常呈链状盘曲、折叠蛋白质：具有复杂的空间结构2脱水缩合(1)概念：一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水的结合方式，叫做脱水缩合。(2)过程这种结合方式缩合形成的化合物称为二肽。产物H2O的原子来源产物的虚线框内的结构是肽键，表示为。由三个或三个以上的氨基酸经以上过程形成的产物称为多肽。3蛋白质结构多样性的原因(1)氨基酸方面(2)肽链方面4蛋白质的功能(连线)功能实例催化a抗体 运输b大多数酶 运动 c脂蛋白 结构d细胞膜成分 防御 e某些激素 调控 f肌肉答案：bcfdae三、生物组织中的蛋白质的鉴定实验原理蛋白质能和双缩

3、脲试剂发生紫色反应。实验步骤制备组织样液：豆浆或鸡卵清蛋白稀释液或牛奶取样液2 mL加入试管加入NaOH溶液2 mL：溶液不变色加入CuSO4溶液34滴：溶液变紫色实验结论说明组织样液中存在蛋白质基础自测1判断正误(1)蛋白质的多样性不仅取决于氨基酸，还与肽链数目及空间结构有关。(2)若甲、乙蛋白质分子中氨基酸种类、数目及排列顺序相同，则甲、乙为同一种蛋白质。()(3)所有蛋白质分子均含20种氨基酸。()(4)脱水缩合过程中脱掉一分子水，形成一个新的化学键。()(5)每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上。(6)蛋白质的结构具有多样性，功能也具有多样性。()答案(1)(

4、2)提示：蛋白质的多样性原因还有肽链的空间结构不同。(3)提示：构成蛋白质的氨基酸有20种，但不是每种蛋白质都含20种氨基酸。(4)(5)提示：每种氨基酸分子都至少含有一个氨基和一个羧基，且有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。(6)2下列有关氨基酸结构的叙述中，不正确的是()A每种氨基酸只有一个氨基、一个羧基B每种氨基酸都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上C连接一个氨基和一个羧基的碳原子上还连接一个氢原子和一个侧链基团D侧链基团(R基)不同，氨基酸就不同A每种氨基酸至少含有一个氨基、一个羧基，有的氨基酸在R基上还有氨基或羧基的分布。3下列氨基酸中，不是组成蛋白质的氨基酸是() 【导学

5、号：95252027】D氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。D项虽然有一个氨基和羧基，但氨基和羧基没有连在同一个碳原子上。合 作 探 究攻 重 难蛋白质的组成元素和基本单位背景材料下面是几种构成生物体蛋白质的氨基酸：思考交流1观察上述4种氨基酸的结构图，说明各种氨基酸共有的元素有哪些？若还有其他元素位于何处？提示：各种氨基酸都含有的元素是C、H、O、N，若还有其他元素，则位于R基上，如半胱氨酸的R基上还含有S元素。2比较上述四种氨基酸，其共同点是什么？尝试写出其结构通式。提示：共同点：都至少含有一个氨基和羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上

6、。结构通式是：。(1)从三个角度掌握组成蛋白质的氨基酸(2) 决定氨基酸的关键：R基决定氨基酸的种类和理化性质。决定氨基酸中所含有氨基和羧基的数目：除了连接在同一碳原子上的氨基和羧基外，另外的氨基和羧基一定位于R基中。决定氨基酸的组成元素：氨基酸结构通式中含有C、H、O、N四种元素，若含有其他元素则一定位于R基中。(3)除R基以外的氨基和羧基位置交换并不是改变氨基酸的种类，因为氨基酸实际上是立体结构。方法规律：“一查二看法”判断氨基酸一查是否有氨基和羧基；二看氨基和羧基是否连接在同一个碳原子上。如图是四种构成蛋白质的氨基酸的结构式下列叙述错误的是()A构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、

7、NB上述四种氨基酸的R基依次是H、CH3、CH2OH、CH2COOHCR基中可以有氨基或羧基D只要含有氨基和羧基的化合物就是构成生物体蛋白质的氨基酸【技巧点拨】解答本题的关键是理解氨基酸的结构通式。D四种氨基酸中都含有C、H、O、N四种元素，故可知这四种元素是构成上述氨基酸的基本元素，故A项正确。氨基酸的结构式中除去的其余部分就是R基，故B项正确。R基中可以有氨基或羧基，故C项正确。构成生物体蛋白质的氨基酸，除必须含有氨基和羧基外，还需氨基和羧基连在同一个碳原子上，故D项错误。如果将氨基酸丙的OH、NH2的位置颠倒以后，还是构成蛋白质的氨基酸吗？提示：不是。活学活用1组成蛋白质的氨基酸的R基(

8、) 【导学号：95252028】A与一个氢原子和一个C2H4O2N相连B约有20种C至少有一个氨基和一个羧基D至少有一个氨基或一个羧基B组成蛋白质的氨基酸约有20种，不同氨基酸在结构上的区别就是R基不同。2甲硫氨酸的R基是CH2CH2SCH3，它的分子式是()AC5H11O2NSBC3H7SCC4H11O2SDC5H10O2NA氨基酸的结构通式为，分子式可写为C2H4O2NR，故甲硫氨酸的分子式应为C5H11O2NS。蛋白质的形成和蛋白质的功能背景材料如图是蛋白质的形成过程图解：思考交流1上图所示过程叫什么反应？结合教材P18图212，你认为氨基酸是如何形成肽链的？形成的肽链是如何命名的？提示

9、：上图所示过程叫脱水缩合反应。两个氨基酸脱去一分子水形成二肽，二肽再与一个氨基酸脱去一分子水形成三肽，依此类推直至形成多肽。肽链是根据氨基酸个数来命名的。2上述反应产生的水中的氢原子和氧原子分别来自哪个基团？提示：上述反应产生的水中的氢原子来自氨基和羧基各1个，氧原子只来自羧基。3当参与上述过程的氨基酸数为n，形成3条肽链时：(1)3条肽链中所含的肽键数_。(2)该过程脱去的水分子数_。(3)若氨基酸的平均相对分子质量为a，则该3条肽链的总相对分子质量_。提示：(1)n3(2)n3(3)na18(n3)(1)蛋白质的结构层次C、H、O、N等元素氨基酸二肽三肽多肽蛋白质(2)脱水缩合过程图解该反

10、应过程：第一个氨基酸分子的羧基和第二个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水的结合方式，叫做脱水缩合。具有以下特点：R基团未参与反应。第一个氨基酸分子的羧基(基团)脱去OH，第二个氨基酸分子的氨基(基团)脱去H，两氨基酸脱去部分结合形成水。两个氨基酸之间新形成的化学键称作肽键，表示为CONH。形成的化合物叫做二肽。若不考虑R基，该二肽分子中还含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端。蛋白质分子的形成氨基酸多肽蛋白质。(3)氨基酸脱水缩合的相关计算规律假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链，有以下数量关系：形成肽链数形成肽键数脱去水分子数氨基数目

11、羧基数目多肽相对分子质量1n1n1至少1个至少1个na18(n1)mnmnm至少m个至少m个na18(nm)下列多肽片段充分水解后，产生的氨基酸有()A2种B3种C4种D5种【技巧点拨】“两看”法分析多肽B据题图中氨基酸的R基判断，第1个和第3个氨基酸属于同种，第2个和第5个氨基酸属于同种，第4个与其他均不同，因此该多肽充分水解后应产生3种氨基酸。活学活用1现有1 000个氨基酸，其中氨基有1 020个，羧基有1 050个，则由此合成的4条肽链中共有肽键、氨基、羧基的数目是()A999、24、54B996、4、4C996、24、54D996、1 016、1 046C本题考查氨基酸脱水缩合的过程

12、和肽链的结构，试题较难。在氨基酸分子的脱水缩合过程中，连在同一个C原子上的氨基和羧基，除了两端各留下一个氨基和羧基外，中间的都成为残基，而R基上的氨基和羧基不变。由题目可知，R基上共有20个氨基，50个羧基，再加上4条链上剩下的4个氨基、4个羧基，分别有氨基和羧基24、54个。肽键数氨基酸数肽链数1 0004996个。2谷胱甘肽(C10H17O6N3S)是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要的三肽，它是由谷氨酸(C5H9NO4)、甘氨酸(C2H5NO2)和半胱氨酸缩合而成的，则半胱氨酸可能的分子式为()AC3H3NSBC3H5NSCC3H7O2NSDC3H3O2NSC谷胱甘肽是由3个氨基酸脱去

13、2分子水缩合而成的三肽。因此，根据原子守恒，这3个氨基酸的分子式叠加后应等于谷胱甘肽的分子式再加上2个水分子，即C10H17O6N3S2H2OC10H21O8N3S。故C10H21O8N3SC5H9HO4C2H5NO2C3H7O2NS(半胱氨酸)。题后反思辨析氨基酸脱水缩合的三个易误点(1)脱水缩合产生的H2O中的H来自于COOH和NH2，而氧则只来自于COOH。(2)一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，并分别位于肽链的两端。(3)R基中的NH2或COOH不参与主链中肽键的形成，故多余的NH2或COOH位于R基中。蛋白质的功能和鉴定思考交流1蛋白质多样性的原因有哪些？提示：构成蛋白

14、质的氨基酸的种类和数目不同，氨基酸的排列顺序不同，二者蛋白质的空间结构不同造成的。2蛋白质的功能主要由哪些？提示：蛋白质主要功能有：构成细胞的结构，如毛发、肌肉等；催化作用，生物体内的酶大多都是蛋白质；调节作用，如胰岛素等；免疫作用，如抗体；运输作用，如血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白等。3用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，为什么要先滴NaOH溶液？提示：鉴定蛋白质的实质是Cu2在碱性条件下与肽键形成紫色的复杂化合物。(1)图解蛋白质结构多样性的四个原因和五种功能(2)蛋白质鉴定实验时的注意事项CuSO4溶液只需加34滴而不能过量，否则硫酸铜在碱性环境中生成大量蓝色的Cu(OH)2沉淀，会掩盖所产生的紫色

15、。做实验前要预留组织样液便于对照。若用鸡卵清蛋白做实验必须稀释。原因是防止实验后黏固试管，不易洗刷。操作如图：有关蛋白质结构与功能的叙述，错误的是()A蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关B数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链C将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失D氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构【技巧点拨】解答本题时需要明确：(1)蛋白质的形成过程；(2)蛋白质的特性，尤其是理解盐析现象。C生物体的结构决定其功能，因此蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关，氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构；数量相同的5种氨基酸可以组成55种多肽链；抗体的化学本质是蛋白

16、质，蛋白质溶于NaCl溶液中，会发生盐析现象，但不会造成其生物活性的丧失。活学活用1蛋白质具有多种多样的功能，但不能()A催化生物化学反应B储存遗传信息C作为物质的运输载体D参与机体的免疫反应B有的酶是蛋白质，具有催化功能；蛋白质不能储存遗传信息；物质运输的载体为蛋白质；参与机体免疫反应的抗体是蛋白质。储存遗传信息的是核酸。2关于蛋白质的叙述，错误的是() 【导学号：95252029】A有些蛋白质是生物体的组成成分B一些蛋白质具有调节生命活动的作用C食盐作用下析出的蛋白质发生了变性D蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应C蛋白质是生物体的重要组成成分，A正确；一些激素属于蛋白质，它们能调节生命活动，

17、B正确；少量的盐能够促进蛋白质的溶解，但如果向蛋白质溶液中加入浓度较高的盐溶液，可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，这种现象叫做盐析，依据的原理是蛋白质在不同浓度盐溶液中的溶解度不同，此过程没有改变蛋白质的空间结构，故蛋白质没有变性，C不正确；蛋白质分子中含有肽键，可以与双缩脲试剂产生紫色反应，D正确。当 堂 达 标固 双 基1两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽，同时生成一分子水，该水分子中的氢来自()A氨基B羧基C氨基和羧基D连在碳原子上的氢C脱水缩合脱去的水分子是由一个氨基酸的氨基提供的氢原子和另一个氨基酸的羧基提供的羟基形成的。2亮氨酸的R基为C4H9，缬氨酸的R基为C3H7，它们缩合形成

18、的二肽分子中，C、H数分别为()A11、24B9、18C11、22D10、22C根据氨基酸的结构通式，缬氨酸中的C、H数分别是5、11，亮氨酸中的C、H数分别是6、13，它们结合形成二肽时失去一分子水，脱去2个H和一个O，因此二肽分子中的C、H数分别是11、22。3下列能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组是() 【导学号：95252030】氨基酸C、H、O、N等元素氨基酸分子脱水缩合多肽形成一定的空间结构ABCDD元素以原子的形式构成氨基酸分子，氨基酸通过脱水缩合形成多肽，多肽再通过盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子，这是蛋白质结构的不同组成层次。但这种结构层次并不代表体内蛋白质就是从原子开始构成的，体内蛋白质是利用体内合成或转化而来的氨基酸以及从体外吸收来的氨基酸为原料形成多肽，再经过盘曲、折叠形成的。4下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是()A不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同B有些结构不同的蛋白质具有相似的功能C组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合D组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合D不同的蛋白质分子中氨基酸的数量、种类和排列顺序都不尽相同，A、C两项正确；有些结构不同的蛋白质具有相似的功能，如血红蛋白和载体蛋白都具有运输功能，B项正确；组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合的方式相同，都是一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子