202X版高中生物第二章细胞的化学组成第二节细胞中的生物大分子（第2课时）课件苏教版必修1

第2课时蛋白质的构造和功能学习目标1.简述氨基酸的构造特点(重点)。2.说出脱水缩合过程(重难点)。3.阐述蛋白质构造多样性的原因，认同蛋白质是生命活动的主要承担者。|预知概念|C、H、O、N一、蛋白质的组成和根本单位1.组成元素除含有_________________外，大多数蛋白质还含有____。S2.根本单位_________。 (1)通式： (2)构造特点 ①每个氨基酸分子中至少含有一个_______和一个________。 ②都有一个氨基和一个羧基连接在_____________上。 (3)种类：在生物体内组成蛋白质的氨基酸大约有___种，不同氨基酸的区别在于R基的不同。氨基酸R基氨基羧基氨基羧基同一个碳原子20二、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_________形成_____相连而成。1.构造层次脱水缩合肽键两个氨基酸多个氨基酸空间构造2.形成过程脱水缩合(1)这种结合方式称______________，形成的化合物称为________。(2)产物H2O的原子来源脱水缩合二肽—OH—H (3)产物的虚线框内的构造是______，表示为______________。 (4)由三个或三个以上的氨基酸经以上过程形成的产物称为_______。3.蛋白质构造多样性的原因肽键—NH—CO—多肽种类数目排列顺序空间构造三、蛋白质的功能

(连线)四、鉴定1.原理在碱性溶液(NaOH)中，肽键能与Cu2＋作用，形成_______的复杂化合物。2.试剂组成

______________溶液和

________________溶液。3.鉴定程序紫色0.1g/mLNaOH0.01g/mLCuSO4NaOHCuSO4紫|过程评价|(1)蛋白质的多样性不仅取决于氨基酸的种类和数目，还与肽链数目及空间构造有关。()(2)假设甲、乙两种蛋白质分子中氨基酸种类、数目及排列顺序一样，那么甲、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)蛋白质的构造具有多样性，功能也具有多样性。()(7)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定的功能未发生改变。()答案(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√(7)×|联想·质疑|★氨基酸的种类由R基决定。★氨基酸和氨基酸之间脱水缩合形成多肽键。★在肽链的两端，一端是氨基，另一端是羧基，有些氨基酸残基的R基团中也存在氨基或羧基。巧记蛋白质形成的四个“一〞找一找★红细胞中的血红蛋白具有运输O2的作用，红细胞膜上的通道蛋白也具有运输物质的作用。★双缩脲试剂先加A液，后加B液，不需加热。科学探究1氨基酸的构造及其种类1.以下是组成生物体蛋白质的几种氨基酸的构造简式，观察比较它们在构造上有什么一样点和不同点？提示：(1)一样点：在这些氨基酸分子中，都有一个氨基(—NH2)和一个羧基(－COOH)与同一个碳原子相连，而且这个碳原子还分别与一个氢原子、一个可变的R基相连。(2)不同点：各种氨基酸的区别在于R基的不同。2.如果一个有机酸分子中既含有氨基也含有羧基，那么此分子一定是构成生物体蛋白质的氨基酸吗？尝试总构造成生物体蛋白质的氨基酸必须具备的条件有哪些？ 提示：(1)不一定。 (2)构成生物体蛋白质的氨基酸必须具备两个条件：①至少含有一个氨基和一个羧基；②都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上；③这个碳原子还分别与一个氢原子、一个可变的侧链基团相连接。3.所有氨基酸分子均只含1个氨基和1个羧基吗？假设再有另外的氨基或羧基，应存在于何种基团中？ 提示：每个氨基酸分子至少含1个氨基和1个羧基。除此之外氨基酸分子假设还有氨基或羧基，那么它们位于R基中。4.同为组成生物体蛋白质的氨基酸，酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生是由何种基团决定的？ 提示：所有氨基酸均含有中心碳原子和与中心碳原子相连的氨基、羧基、H原子、R基。R基具有可变性，R基的可变性决定了氨基酸的种类和不同种类氨基酸的构造与性质的差异性。5.谷氨酸的R基为—C3H5O2，探讨在一个谷氨酸中，碳和氧的原子数分别是多少？ 提示：R基为—C3H5O2，根据氨基酸的构造通式可以写出谷氨酸的构造简式：,那么碳和氧的原子数分别是5和4。【探究应用】 如图是四个构成生物体蛋白质的氨基酸的构造简式，以下表达错误的选项是()链接知识氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸；非必需氨基酸：在人和动物体内能够合成。必需氨基酸：人和动物体的细胞不能合成，只能从外界环境中获取的氨基酸，人体中有8种(婴儿有9种)。A.构成上述氨基酸分子的根本元素是C、H、O、NB.上述四种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH、—CH2COOHC.R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解析首先根据氨基酸的构造通式可以看出各种氨基酸都含有的元素是C、H、O、N四种，A正确；在甲、乙、丙、丁四种氨基酸中先找出连接在同一个碳原子上的—NH2和—COOH，以及—H，那么剩下的就是R基，B正确；氨基酸的R基中可能含有氨基或羧基，C正确；只有同时具备一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上的氨基酸才能确定其是构成生物体蛋白质的氨基酸，D错误。答案D【一题多变】 (1)氨基酸分子中的元素组成除C、H、O、N外，还有其他元素吗？假设有，位于什么部位？ 提示：有；如S元素，位于R基团。 (2)甲与丁形成的二肽中O、N原子数目分别是多少？该二肽中含有的氨基与羧基数目分别是多少？ 提示：O、N原子数目分别为5、2个；氨基、羧基数目分别为1、2个。1.从三个角度掌握组成蛋白质的氨基酸2.R基决定氨基酸的种类 (1)决定氨基酸的种类和理化性质。 (2)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，另外的氨基或羧基一定位于R基中。 (3)决定氨基酸的组成元素：氨基酸构造通式中含有C、H、O、N四种元素，假设含有其他元素那么一定位于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构造。科学探究2蛋白质的形成过程1.结合“氨基酸脱水缩合示意图〞，思考并探讨：(1)氨基酸脱水缩合过程中参与“脱水〞的构造是哪局部？R基中的氨基或羧基参与脱水缩合吗？提示：相邻氨基酸，其中一个氨基酸中与中心碳原子相连的－COOH(羧基)与另一个氨基酸中与中心碳原子相连的－NH2(氨基)。R基中的氨基或羧基不参与脱水缩合。(2)试在上图多肽中用虚线框标出所含肽键。形成1个肽键的同时脱掉1分子H2O，H2O中的H和O来源一样吗？为什么？提示：①多肽中的肽键：②不完全一样。H来源于氨基和羧基，O只来源于羧基。(3)探讨该多肽中氨基和羧基的数量和位置①至少含有氨基和羧基的数量：________。②这些氨基和羧基分布于肽链的位置：________________________。提示：一个分别分布于肽链的两端2.(1)当参与上述过程的氨基酸数为2或3时，试结合表格探讨：氨基酸数脱去水分子数形成肽键数2__________3__________(2)当参与上述过程的氨基酸数为n，形成3条肽链时：①3条肽链中所含的肽键数＝_______。②该过程脱去的水分子数＝_______。③假设氨基酸的平均相对分子质量为a，那么该3条肽链的总相对分子质量＝___________。1122n-3n-3na-18(n-3)【探究应用】 根据以下化合物的构造分析答复。技法提炼“两看〞法分析多肽(1)该化合物含有________个肽键，图中表示肽键的编号有________。(2)该化合物称为________，形成该化合物的化学反响称为________。(3)该化合物由________种氨基酸构成，各种氨基酸的区别在于________不同，图中表示R基的编号有________。解析(1)图中化合物含有氨基(—NH2)①、羧基(—COOH)⑦、肽键(—CO—NH—)③⑤⑥(3个)，说明为肽类化合物。(2)因为有3个肽键，所以它是由4个氨基酸经脱水缩合形成的，称为四肽，由于构成它的氨基酸多于3个，所以又称多肽。(3)决定氨基酸种类的4个R基②④⑧⑨构造各不一样，所以构成该化合物的氨基酸有4种。答案(1)3③⑤⑥(2)四肽或多肽脱水缩合(3)4R基②④⑧⑨【一题多变】 (1)多肽中的N元素主要分布在什么部位？水解该化合物需要多少个水分子？

提示：肽键；3个。 (2)与形成该化合物的所有氨基酸相对分子质量相比，该化合物相对分子质量减少了多少？

提示：形成该化合物脱去了3分子水，减少的相对分子质量为18×3＝54。1.蛋白质的构造层次2.氨基酸脱水缩合的两个关键点 (1)脱水的构造：参与脱水缩合的分别是相邻氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，R基不参与脱水缩合。 (2)缩合的产物：H2O和二肽(或多肽)。产物不能直接说是蛋白质，因蛋白质需要由肽链进一步盘曲、折叠才能形成。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羧基数目多肽相对分子质量1n－1n－1至少1个至少1个na－18(n－1)mn－mn－m至少m个至少m个na－18(n－m)[特别提醒](1)形成蛋白质时，肽链中有些基团还会相互结合形成化学键(如两个R基中—SH与—SH形成—S—S—键)此时将脱去某些原子，故计算蛋白质相对分子质量时，除考虑脱去的水外，还应再减去形成其他化学键时脱掉原子的原子量。(2)对于由n个氨基酸构成的环状肽而言，产生的肽键数＝脱去水分子数＝n；所含的氨基(或羧基)只存在于R基中。(3)氨基酸脱水缩合前后某些特定数目的守恒：氨基酸中的半胱氨酸(C3H7NO2S)含S，天冬氨酸(C4H7NO4)R基上有羧基，赖氨酸(C6H14N2O2)R基上有氨基，它们在形成多肽时数量保持不变。

科学探究3蛋白质的多样性和鉴定1.分析并说明以以下图示分别表示蛋白质构造多样性的原因。(图示中：□○代表氨基酸；“—〞代表肽键)氨基酸的种类不同氨基酸的数目不同氨基酸的排列顺序不同肽链的空间构造不同2.狼肉味与兔肉味不同，是由哪些因素造成的？举例说出狼体内的蛋白质有哪些功能？ 提示：狼肉味与兔肉味不同，是由于构成狼肉和兔肉的蛋白质的氨基酸的种类和数目不同，氨基酸的排列顺序不同，二者蛋白质的空间构造不同造成的。 狼体内的蛋白质主要功能有：构成细胞的构造，如毛发、肌肉等；催化作用，狼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.与斐林试剂相比，双缩脲试剂与其共有的成分是什么？又有何特别之处？

提示：双缩脲试剂与斐林试剂均由NaOH溶液和CuSO4溶液构成。只是CuSO4溶液的浓度不同。斐林试剂为0.05g/mL，双缩脲试剂为0.01g/mL。4.在使用程序上斐林试剂与双缩脲试剂有何不同？双缩脲试剂使用时需要加热吗？

提示：斐林试剂的两种溶液应等量混合均匀后使用，双缩脲试剂应先加NaOH溶液，再加少量CuSO4溶液。不需要。5.该实验需要对照吗？假设用鸡蛋清做材料，要如何处理？ 提示：做实验前要预留组织样液便于对照；假设用鸡蛋清蛋白做实验材料必须稀释，原因是防止实验后鸡蛋清黏固试管，不易洗刷。【探究应用】 以下图表示有关蛋白质分子的简要概念图，以下对图示分析正确的选项是()A.甲中一定含有S元素

B.①过程中有H2O生成

C.多肽中乙的数目等于丙的数目

D.具有催化作用的酶的化学本质都是蛋白质解析甲中肯定含有C、H、O、N，不一定含S，氨基酸脱水缩合过程中有H2O生成；丙(肽键)数目应为乙的数目去掉肽链数；具催化作用的酶未必都是蛋白质。答案B【一题多变】 (1)图中①是什么过程？多肽的多样性取决于乙的哪些原因？ 提示：脱水缩合；乙的种类、数目和排列顺序。 (2)蛋白质的功能有哪些？