生命活动的主要承担者-蛋白质教学设计

1、生命活动的主要承担者蛋白质主备教师：曾开娇计划课时：3课时一、内容及其解析1、本部分内容包括蛋白质的结构和功能。2、解析：（1）蛋白质的结构包括组成蛋白质的元素C、H、O、N,有的含P、S等；组成蛋白质的基本单位氨基酸；多肽和蛋白质；蛋白质结构多样性的原因。（2）蛋白质的功能：结构蛋白、催化作用、运输作用、信息传递与调节和免疫作用。二、目标及其解析1、教学目标（1）说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。（2）概述蛋白质的化学结构和空间结构及其特性。（3）认同蛋白质是生命活动的体现者。2、目标解析（1）说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。氨基酸的结构通式为： 结构特点为

2、氨基酸分子中至少有一个氨基和一个羧基，因为R基中可能含有有氨基和羧基；都有一个氨基和羧基连在同一个碳原子上，否则不是构成蛋白质的氨基酸。氨基酸脱水缩合形成多肽，一条或几条多肽盘曲、折叠、形成具有一定空间结构的蛋白质。（2）概述蛋白质的化学结构和空间结构及其特性。决定蛋白质的多样性的直接原因是基因具有多样性，直接原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序以及构成蛋白质的多肽链的空间结构。蛋白质的多样性又决定了功能的多样性。（3）认同蛋白质是生命活动的体现者。通过学习蛋白质的功能从而体现蛋白质是生命活动的体现者。三、问题诊断分析在学习本部分内容时，较难理解的内容是氨基酸形成蛋白质的过程和蛋白质

3、的相关计算。由于学生已经学了有机化学难度可能会降低，只要学生搞清楚氨基酸的结构、氨基酸形成蛋白质的过程，相关计算也就达成了。解决办法就是讲完例题之后就及时训练。1 / 19四、教学支持条件普通五、教学过程问题一：蛋白质的结构层次和功能分别是什么？设计意图：让学生通过学习让学生掌握蛋白质的结构层次和功能。师生活动：思考1人体内氨基酸如何分类，各有几种？思考2多肽与蛋白质有何区别？蛋白质的空间结构在哪里形成？一 、氨基酸的结构(1)组成元素： ，有的含有S等。 氨基酸：8种（婴儿9种）约 种(2)种类 根据体内是 否能合成 氨基酸：12种(3)结构通式： 至少有一个 和一个(4)结构特点 都有一个

4、氨基、一个羧基连在 上例题一：1 在下列物质中，若将其中能构成人体蛋白质的氨基酸通过脱水缩合而形成蛋白质分子，则此蛋白质分子中所含有的羧基、氨基和肽键的数目依次是()A3、3、2 B4、3、3 C3、2、4 D2、2、2解析：从氨基酸的概念和结构通式看，找出构成人体的氨基酸有：，因没有氨基与羧基连在同一个碳原子上而被淘汰；构成蛋白质的氨基酸可脱水缩合成多肽。该多肽的羧基除肽链的游离端保留着一个，在的R基上各有一个羧基；氨基除肽链的游离端保留着一个，在的R基上有一个。5个氨基酸脱水缩合共形成4个肽键。答案：C二蛋白质形成过程分析(1)蛋白质与多肽的关系：每个蛋白质分子可以由1条肽链组成，也可由几

5、条肽链通过一定的化学键(肯定不是肽键)连接而成。但多肽只有折叠成特定的空间结构进而构成蛋白质时，才能执行特定的生理功能。(2)肽键的结构式可表示如下：(3)一条肽链上至少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。(4)H2O中的H来自于COOH和NH2，而O则只来自于COOH。(5)若某肽链中有四个肽键，此化合物应叫五肽，不叫四肽，即以 脱水缩合的氨基酸个数命名。特别提醒：多肽和蛋白质的区别(1)结构上有差异。多肽仅仅是蛋白质的初级结构形式，无空间结构，而蛋白质具有一定的空间结构。(2)蛋白质多样性有四个方面原因，但多肽多样性只有三个方面的原因，这一点在组织答案时应特别注意。(3

6、)一条刚刚从核糖体这一车间下线的多肽链可以叫多肽，但不能称为蛋白质。 蛋白质往往是由一条或几条多肽链和其他物质结合而成的。即基因控制蛋白质合成时，翻译的直接产物应为多肽，不能写成蛋白质。例题二： 下面是某蛋白质的肽链结构示意图(图1，其中数字为氨基酸序号)及部分肽链放大图(图2)，请据图判断下列叙述中不正确的是() A该蛋白质中含有两条肽链49个肽键 B图2中含有的R基是C从图2可推知该蛋白质至少含有4个游离的羧基D决定该蛋白质合成的mRNA中至少含有51个密码子思路点拨：不是R基，故B项错误。答案：B三相关计算 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。形成太

7、肽链数形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽相对分子质量1n1n1至少1个至少1个na18(n-1)mnmnm至少m个至少m个na18(n-m)(1)氨基数肽链数R基上的氨基数各氨基酸中氨基总数肽键数(2)羧基数肽链数R基上的羧基数各氨基酸中羧 基总数肽键数(3)N原子数各氨基酸中N的总数肽键数肽链数 R基上的N原子数(4)O原子数各氨基酸中O的总数脱去水分子数 肽键数2肽链数R基上的O原子数(5)氨基酸的排列与多肽的种类计算假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形分析：A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类： 形成三肽的

8、种类： (3327种) 形成二肽的种类： (329种) A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，形成肽 类化合物的种类： 形成三肽的种类： (3216种) 形成二肽的种类： (326种) (6)氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系 DNA(基因) 转录 mRNA 翻译 蛋白质 碱基数碱基数氨基酸数 6 3 1由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA(基因)上的6个碱基。 例题三：某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是( )A.nmB.n2mC.nmD.n2m解析该蛋白质中含有肽键数

9、为(nm)个，每个肽键(CONH)含有一个氧原子；m条肽链至少含有m个游离的羧基(COOH)，因此，该蛋白质中至少含有的氧原子的个数为nm2mnm。变式训练：含有215个N原子的200个氨基酸，形成的5个四肽、4个六肽和1个2条肽链构成的蛋白质分子。这些多肽和蛋白质分子中，肽键与氨基数目的最大值分别是()A.200和200B.200和215C.189和11D.189和26解析5个四肽中肽键数为3515个，4个六肽中肽键数为5420个，1个2条肽链构成的蛋白质分子共有2004564156个氨基酸，肽键数为1562154个，故这些多肽和蛋白质分子中，肽键数的最大值为1520154189个；含有21

10、5个N原子的200个氨基酸中，R基中氨基酸数目最多有15个；每条多肽链至少含一个游离的氨基，这些多肽和蛋白质分子中共有54211条肽链；故这些多肽和蛋白质分子中，氨基数目的最大值为151126个。特别提醒：蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质中有二硫键形成时，要考虑脱去氢的质量。若脱水缩合形成的多肽链构成环状，则脱去的水分子数参与脱水的氨基酸数肽键数，其游离的氨基、羧基只能在R基团上有可能出现。四、蛋白质结构和功能的多样性：1结构的多样性蛋白质分子结构多样性可以从以下四个层次分析：(1)氨基酸的种类不同，构成的肽链不同(2)氨基酸的数目不同，构成的肽链不同(3)氨基酸的排列

11、次序不同，构成的肽链不同(4)肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同以上四点并非同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同，而是只要具备其中一点，就可说明两种蛋白质结构不同。2功能多样性与结构多样性的关系特别提醒：例题四:下列各项与蛋白质结构多样性无关的是 ()A氨基酸的数目、种类和排列顺序B构成蛋白质的多肽链的数目C构成蛋白质的多肽链的空间结构D氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基解析：构成蛋白质的氨基酸的数目、种类、排列顺序不同，蛋白质则不同；构成蛋白质的多肽链条数不同，蛋白质的结构也不同；多肽链的空间结构不同，蛋白质也不同。因此A、B、C三项都是蛋白质多样性的原因，只有D项不是。答案：D六、

12、课后小结一 、氨基酸的结构二蛋白质形成过程分析三相关计算四、蛋白质结构和功能的多样性1结构的多样性2功能多样性与结构多样性的关系七、目标检测1某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是()Anm Bn2m Cnm Dn2m解析：由m条肽链、n个氨基酸组成的蛋白质中含有(nm)个肽键，每个肽键中有一个氧原子；m条肽链至少有m个游离的氨基和羧基，每个羧基中有2个氧原子，因此，该蛋白质中至少有(nm)2mmn个氧原子。答案：C2若含3H的氨基酸在甲状腺细胞内的代谢过程中产生了3H2O，那么水中的3H最可能来自氨基酸的()ACOOH BNH2CR DCOOH和NH2解析：此题考查

13、了氨基酸脱水缩合形成多肽的过程。在脱水缩合过程中一个氨基酸的NH2脱去一个H，另一个氨基酸的COOH脱去OH，脱下来的这两部分便形成了一分子水。所以含3H的氨基酸在代谢过程中产生的3H2O中，两个3H最可能是一个来自COOH，另一个来自NH2。答案：D3(图表分析题)朊病毒蛋白(PrP)有两种，一种是PrPC，一种是PrPSc，它们的比较如下表：PrPCPrPSc空间结构螺旋为主折叠为主溶解度高低致病性不致病致病肽链氨基酸排列顺序相同因此可以推知控制合成这两种蛋白质的基因核苷酸排列顺序以及它们表现出不同性质的原因分别是()A不相同；溶解度不同B不相同；氨基酸组成的种类不同C相同；空间结构不同D

14、相同；组成氨基酸的数量不同解析：据表可知，两者的空间结构不同，肽链氨基酸的排列顺序相同。答案：C4(2009天津理综)下列过程中，涉及肽键数量变化的是()A洋葱根尖细胞染色体的复制B用纤维素酶处理植物细胞C小肠上皮细胞吸收氨基酸D蛋清中加入NaCl使蛋白质析出解析：本题考查与蛋白质的合成、分解相关的知识。在纤维素酶催化纤维素分解的过程中，纤维素酶(蛋白质)作为催化剂，其本身不发生肽键数量的变化。小肠上皮细胞吸收氨基酸为主动运输的过程，不是小肠内蛋白质的消化过程；蛋白质的盐析过程不是分解过程，上述二者都不涉及肽键数目的变化。洋葱根尖细胞染色体的复制包括DNA的复制和蛋白质的合成，涉及肽键数目的增

15、多。答案：A八、配餐作业A组1.某蛋白质由3条多肽链、N个氨基酸组成，下列关于该蛋白质说法正确的是 ()A.形成该蛋白质时产生了N个水分子B.该蛋白质中至少含有N个肽键C.该蛋白质中至少含有3个游离的羧基D.合成该蛋白质至少需要20种氨基酸解析形成该蛋白质时，产生水分子数为N3，含有N3个肽键。至少含有的游离的羧基数肽链条数3。答案C2.某多肽分子结构如下图所示，下列关于该多肽的正确叙述是()A.该多肽水解后可产生5种氨基酸B.该多肽属于6肽化合物，含有4个肽键C.该多肽的合成车间是核糖体D.该多肽的分泌不需要ATP解析该多肽中含有4个肽键，所以由5个氨基酸脱水缩合而成，属于五肽，B错误。因左

16、起第2、3两个氨基酸的R基相同(H)，为同种氨基酸，所以氨基酸的种类是4种，A错误。把氨基酸合成多肽链的场所是核糖体，分泌到细胞外的过程需要消耗ATP。答案C3.一般情况下，素食者往往需要摄入较多种类和数量的蛋白质，对其描述不正确的是 ()A.植物蛋白中必需氨基酸的比例与动物蛋白的比例不大相同B.植物蛋白要比动物蛋白更难消化吸收C.某些植物蛋白提供给人的必需氨基酸的种类要少于动物蛋白D.以玉米为主食的人要从其他食物中补充赖氨酸解析玉米等谷类蛋白质中缺少赖氨酸，而动物蛋白中必需氨基酸的种类比较齐全。植物蛋白除必需氨基酸种类与动物蛋白有区别外，其他都相同，不存在难以消化吸收的问题。答案B4.下列物

17、质中一定含有肽键的是 ()胰岛素雄性激素酶Na载体A.B.C.D.解析性激素的化学本质是脂质，不含有肽键；酶的化学本质是蛋白质或RNA，不一定含有肽键；胰岛素和细胞膜上的载体的化学本质都是蛋白质，一定含有肽键。答案C5.下列关于蛋白质和氨基酸的叙述，正确的是 ()A.具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的B.高等动物能合成生命活动所需的20种氨基酸C.细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质D.在胚胎发育过程中，基因选择性表达，细胞会产生新的蛋白质解析生物酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸；20种氨基酸中的必需氨基酸，生物体不能合成；蛋白质的种类还与氨基酸的排列顺序有关，所以A、B、

18、C都不正确。答案DB组6.免疫球蛋白gG的结构如图所示，其中SS表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该gG由m个氨基酸构成，则该gG有肽键数及形成该蛋白质时相对分子质量减少了 ()A.m个(m4)18B.(m+1)个(m4)18C.(m-1)个(m4)186D.(m4)个(m4)18+6答案D7.分子马达是由生物大分子构成，利用化学能进行机械做功的纳米系统。天然的分子马达，如驱动蛋白、RNA聚合酶、肌球蛋白等，在生物体内参与了物质运输、DNA复制、细胞分裂、肌肉收缩等一系列重要的生命活动。根据上述信息判断，下列属于分子马达的是 ()A.DNA解旋酶B.核苷酸C.葡萄糖D.水解析首先要抓住题干中的重

19、要信息，分子马达是生物大分子，后面所举实例也都是蛋白质，在四个选项中只有A属于生物大分子。答案A8. 2008年9月，三鹿牌婴幼儿配方奶粉致儿童肾结石事件引起了人们的高度关注。不法商家将含“伪蛋白氮”较高的三聚氰胺掺入奶粉，以提高蛋白质在检测中的含量 ，大大降低了生产成本。下列有关叙述不正确的是 ()A.测定某种食品中氮元素的含量，可以间接推测其中蛋白质的含量B.实验室里可以用双缩脲试剂精确检测蛋白质的含量C.儿童少年的食物中应该含有较多的蛋白质D.三聚氰胺虽然含氮量较高，但是不能体现蛋白质的营养价值解析双缩脲试剂能够定性鉴定蛋白质，但不能精确检测蛋白质的含量；食品中氮元素主要组成蛋白质，一般

20、可以根据氮元素的含量，间接推测其中蛋白质的含量；儿童少年正处在生长发育时期，需要消耗大量的蛋白质，食物中应该含有较多的蛋白质；三聚氰胺虽然含氮量较高，但是它属于非蛋白氮，不能体现蛋白质的营养价值。答案B10.蛋白质分子能被肽酶降解，至于哪一个肽键被断裂则决定于肽酶的类型。肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键。下列说法正确的是 ()A.上图所示肽链一定由五种氨基酸脱水缩合而成B.在肽酶P的作用下，经过脱水缩合可以形成两条肽链C.肽酶P可以催化1处的化学键断裂D.该肽链中含有游离的氨基和羧基各一个解析题目中“肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽

21、键”的信息，可判断肽酶作用于肽键中的1处。图中所示肽链有4个肽键，肯定由5个氨基酸构成，但可能有的R基相同，故不一定是五种氨基酸脱水缩合而成，A错误。在肽酶P的作用下，应是消耗水分子形成两条肽链，B错误。该肽链中含有游离的氨基和羧基数只能说至少各1个，不能肯定就是各1个游离的氨基和羧基，因为不知道R基中是否含有氨基或羧基，D错误。答案C11.下列多肽片段充分水解后，产生的氨基酸有 ()（题目有错）A.2种B.3种C.4种D.5种解析据图中氨基酸残基的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，因此充分水解后应产生3种氨基酸。答案BC组12.(200

22、9泰州高三期末)分析多肽E和多肽F(均由一条肽链组成)得到以下结果(单位：个)元素或基因CHON氨基羧基多肽E201348625332多肽F182294555461多肽E和多肽F中氨基酸的数目最可能是 ()A.199和181B.340和281C.58和53D.51和49答案D13.(2010河北正定中学月考)下列关于氨基酸和蛋白质的叙述，错误的是 ()A.甲硫氨酸的R基是CH2CH2SCH3，则它的分子式是C5H11O2NSB.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，则这些氨基酸缩合成的一个多肽中的氨基数必为mnD.甜味肽的分子式为C13H

23、16O5N2，则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，画出甲硫氨酸的结构式，不难得出答案；B正确，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基中的氨基数肽链数，题中R基中的氨基数mn；D正确，含有2个N原子的肽链，只能是二肽。答案C14.(2009莆田模拟)某肽链由51个氨基酸组成，如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需要的水分子总数依次是 ()解析此题考查了氨基酸脱水缩合过程。在这9个短肽分子中，最小的为2肽，只含有2个氨基酸分子，每一个短肽的肽键数氨基酸数1，故肽键总数为：(21)2(51)3(61)3(71)42，这些小分子肽共9个，水解成这些小分子肽需破坏8个肽键，需要8分子水，故选C。答案C15.(2010徐州模拟)经测定某化合物含