人教版必修1蛋白质是生命活动的主要承担者教案.docx
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1、第4节蛋白质是生命活动的主要承担者一、蛋白质的功能核心素 养解读1 .生命观念认同蛋白 质是生命活动的主要承担 者,形成结构与功能相适 应的观点。2 .科学思维通过推 导氨基酸的结构、脱水缩 合过程,培养归纳与推理 的能力。知识 网络.:元素组成:(:出.07(有的含0等)氨基酸-:R:结构通式:HN C-COOH 脱水:I缩合:.H.乖i化学键:肽键盘曲:折叠 型蛀 世打原因:叙精馥种类、数目.排列顺序次:及肽链盘曲、折登形成的空间结构蛋白质一定Mg:结构蛋白:构成细胞和生物体结构1功能多样性:功能蛋白:催化、运输、免疫和调节 :作用晨读必背1 .在人体中,组成蛋白质的氨基酸有21种。氨基酸
2、是组成蛋白质的基本单位。 这些氨基酸在结构上相似,即每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个较基,并 且都有一个氨基和一个短基连接在同一个碳原子上。各种氨基酸之间的区别在 于R基的不同。2 .组成人体蛋白质的氨基酸有21种。其中有8种是人体细胞不能合成的,称 为必需氨基酸。另外13种氨基酸是人体细胞能够合成的,叫作非必需氨基酸。3 . 一个氨基酸分子的短基和另一个氨基酸分子的氨基相连接,同时脱去一分子 的水,这种结合方式叫作脱水缩合。连接两个氨基酸分子的化学键叫作肽键。4 .在细胞内,组成一种蛋白质的氨基酸数目可能成千上万,氨基酸形成肽链 时,不同种类氨基酸的排列顺序千变万化,肽链的盘曲、折叠方式及
3、其形成的 空间结构千差万别,因此,蛋白质分子的结构极其多样,这就是细胞中蛋白质 种类繁多的原因。5 .每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构,如果氨基酸序列 改变或蛋白质的空间结构改变,就可能会影响其功能。一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者。功能举例结构蛋白:构成细胞和生物体结构的 重要物质羽毛、肌肉、蛛丝、头发等含有结构 蛋白催化作用绝大多数酶是蛋白质运输作用血红蛋白能运输氧气调节作用胰岛素等蛋白质类激素免疫功能抗体可抵御抗原的侵害信息传递受体二、蛋白质的基本组成单位氨基酸1 .种类:组成人体蛋白质的氨基酸有21种。计如下实验,实验原理是蛋白质与双缩腺试剂发
4、生紫色反应(作用部位是肽键),因此加热 与否都会出现紫色反应。设计思路:分别取等量的经过加热处理的蛋白质和未经过加热处理 的蛋白质,各加入等量的双缩腺试剂,摇匀后进行颜色对比,结果是两组均出现紫色。“必需氨基酸:必须从外界环 境中获取人体细胞能否合成人体细胞能否合成j非必需氨基酸:可在人体细胞合成,也可从外界环境中j获取谐音法巧记必需氨基酸:一(异亮氨酸)家(甲硫氨酸)人来(赖氨酸)写(缴氨酸) 两(亮氨酸)三(色氨酸)本(苯丙氨酸)书(苏氨酸)。2 .结构(1)氨基酸分子的结构通式:(2)氨基酸的结构特点数量关系:至少都含看一个氨基和一个殿基。位置关系:都有一个氨基和一个有基连接在同一个碳原
5、子上。3 各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。归纳提升组成蛋白质的氨基酸的书写,(1)“中心碳原子”有四个“邻居”,其中三个固定不 变,即一NH2、一COOH、H,还有一个是可变的一R。,(2)氨基、竣基和R基的正确书写格式:一NH2、COOH. R (不要忘记前面要有短线“一” )o三、蛋白质的结构及其多样性1 .结构多样性(1)氨基酸方面:氨基酸的种类、数目、排列顺序不同。(2)肽链方面:肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。2 .结构和功能的多样性(1)每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构。蛋白质氨基酸序列空间结构型功能改变(2)蛋白质变性:指蛋白质在某些物理和化
6、学因素作用下其特定的空间构象被破坏, 从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。归纳提升高温、过酸、过碱、重金属、酒精都会导致蛋白质变性。变性破坏的是空间结构,但 是肽键不断裂,故变性后的蛋白质仍然可以与双缩胭试剂发生反应呈现紫色。(1)鸡蛋中含有的蛋白质可直接承担人体的生命活动。(X)(2)肽链的盘曲、折叠被解开时,蛋白质的特定功能并未发生改变。(X)(3)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质。(义)(4)某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质,该蛋白酶分子结构中至少 含有129个氨基和129个短基。(X )(5)玉米中含有丰富的谷氨酸,谷氨酸分子中含有两个竣基(一
7、COOH),这两个竣基 都在R基上。(义)(6)高温、过酸、过碱或在重金属离子的作用下,蛋白质的分子结构变得伸展、松散, 失去活性,变性属于化学变化。(J)(7)蛋白质氧化分解的产物是二氧化碳、水和尿素等。(J)(8)蛋白质具有多样性的原因与氨基酸种类、数目、排列顺序、空间结构不同无关。(X)下图表示氨基酸的结构通式:1 .根据氨基酸的结构通式,分析组成蛋白质的组成元素有哪些?提示:C、H、0、N四种元素组成,有的氨基酸有S,其可作为区分蛋白质与其他有机 物的特征元素。2 .组成蛋白质的氨基酸中至少含有一个氨基和一个竣基。如果氨基酸中不止一个氨基 或较基,多出的氨基或竣基可能在什么位置?提示:
8、有一个一C00H和一个一NH2连接在同一个碳原子上,多余的一C00H或一 NH2 在R基上。3 .氨基酸的不同种类和性质主要是由什么结构决定的?为什么?提示:R基团。组成人体蛋白质的21种氨基酸只有R基结构是不同的。生物体氨基酸分子的判断(1)两个判断标准一个数目标准:至少含有一个氨基(一NH2)和一个竣基(Y00H)。一个位置标准:至少有一个氨基和一个竣基连接在同一个碳原子上,且这个碳原子上 还连接一个氢原子(一H)和一个R基。(2) 一个决定关键: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竣基的数目:除了连接在同一碳原子上的氨基和竣基外, 多余的氨基和竣基一定位于R基中。决定
9、氨基酸的组成元素:氨基酸结构通式中只含有C、H、0、N四种元素,若含有 其他元素则一定位于R基中。名师点拨判断R基和中心碳原子的方法,(1) R基的判断方法:中心碳原子有4个化学键,其 中一个连H, 一个连竣基,一个连氨基,剩余一个连的就是R基。,(2)中心碳原子的判 断方法:在多肽链上,有很多碳原子,同时连着一个氨基、一个竣基和一个H的是中心碳 原子。C精典例题1下列物质中,属于组成蛋白质的氨基酸的是()(Dh2n-ch2-cooh(2)H2N-CH2-CH2OH(DH2NCHCOOH (CH2) 2COOH H2NCHNH2cH2coOHH2NCHCOOH (CH2) 4NH2A.B.C.
10、D.【解析】该化合物的氨基和黛基连接在同一个碳原子上,是组成蛋白质的氨基酸, 正确;该化合物没有照基,不是组成蛋白质的氨基酸,错误;该化合物的氨基和殿基 连接在同一个碳原子上,是组成蛋白质的氨基酸,正确;该化合物的叛基和氨基没有连 接在同一个碳原子上,不是组成蛋白质的氨基酸,错误;该化合物有一个氨基和一个疑 基连接在同一个碳原子上,是组成蛋白质的氨基酸,正确。故选A。【答案】A1 .下图为发生在细胞内的生理过程。请据图回答问题:(1)该过程的名称是什么?字母a、b代表的是什么?(2)该过程发生的场所是哪里?(3)请说出产物H2O中原子的来源。提示:(1)脱水缩合。a代表肽键,b代表二肽。(2)
11、核糖体。(3) H来自氨基和黛基;。来自疑基。2.如果把一个氨基酸比作一个同学,四个同学手牵手形成的3个“手结”就相当于3 个肽键,如图所示:(1)当。个氨基酸(同学)形成二条肽链时?脱.掉几个水分壬?.形.成几个.肽键,(2)若以)氨基酸形成见条肽链呢工(3)试总结形成肽键数与氨基.酸数和肽链.条数的关系。提示:(1)肽键数=失去的水分子数=101=9。(2)肽键数=失去水分子数=nmo(3)肽键数=失去水分子数=氨基酸数一肽链条数。1 .蛋白质形成过程中的基本数量关系(1)若氨基酸的平均相对分子质量为由个氨基酸形成1条肽链或m条肽链,则 有肽链 条数形成肽 键数脱去水 分子数氨基 数目按基
12、 数目多肽相对 分子质量1n 1一1至少1个至少1个一18 (1)mn-mn-m至少m个至少m个。一18 ( 一机)(2)氨基酸脱水缩合过程相关计算公式:脱水数=肽键数=氨基酸数一肽链条数=水解需水数;氨基数=肽链条数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基的总数一肽键数;段基数=肽链条数+R基上的短基数=各氨基酸中竣基的总数一肽键数;蛋白质相对分子质量=氨基酸平均相对分子质量X氨基酸数一18X脱水数;至少氨基数=肽链条数;至少竣基数=肽链条数。2 ,肽链中原子数目的计算方法解题关键是要注意碳原子数、氮原子数在肽链形成前后均不变,而计算氢原子与氧原子 的数目时要注意脱掉的氢原子与氧原子。(1)氮原子数
13、=各氨基酸的氮原子总数=肽键数+肽链条数+R基上的氮原子数=氨 基酸数+R基上的氮原子数。(2)氧原子数=各氨基酸的氧原子总数一脱水数=肽键数+肽链条数X2+R基上的氧 原子数。(3)氢原子数=各氨基酸的氢原子总数一脱水数X2。A.加工后, B.经加工, C.加工后, D.加工后,C精典例题2下图示为由30个氨基酸组成的多肽链,经加工,第1位甲硫氨酸(R基: -CH2CH2SCH3)被切除,第16位与第17位氨基酸之间的肽键被切断并生成两条多肽链, 两条多肽链通过二硫键(一S S一)相连。有关此过程的说法错误的是()此蛋白质比原多肽链中氧原子数目增加一个此蛋白质比原多肽链增加了一个游离的氨基和
14、一个游离的竣基此蛋白质比原多肽链中S原子数目减少1个此蛋白质比原多肽链中C原子数目减少5个【解析】加工过程中共断裂2个肽键(分别位于第1位和第2位、第16位和第17位), 需2个水分子,而被切除的第1位甲硫氨酸含有2个0原子,两条肽链间形成的二硫键过 程中氧原子数不变,所以加工后的多肽链中氧原子数目与原多肽链中氧原子数目相等,A错 误;经加工,一条肽链变成了两条肽链,所以此蛋白质比原多肽链增加了一个氨基和一个较 基,B正确;切除的甲硫氨酸中含有1个S原子,故此蛋白质比原多肽链中S原子数目减少 1个,C正确;第1位甲硫氨酸的化学式为C5H1Q2NS,加工后,此蛋白质比原多肽链中C 原子数目减少5
15、个,D正确。故选A。【答案】A1 .结合蛋白质的形成过程思考下列问题: tt cTnz* 一 主组成 =甘*脱水缩合夕底盘曲、折叠TEAM壬C、H、。和N等兀素乳基酸 多肽蛋白质。(1)氨基酸的种类和数目相同,形成的蛋白质是否一定相同?(2)蛋白酶可以使肽键断裂,从而将蛋白质水解成小分子多肽或氨基酸,从肽链与蛋 白质的区别的角度分析,为什么煮熟的鸡蛋更容易被消化?提示:(1)不一定相同。氨基酸的排列顺序或形成蛋白质的空间结构不一定相同。(2)生鸡蛋中的蛋白质具有复杂的空间结构,蛋白酶不容易与肽键结合发挥作用;而 高温可以破坏蛋白质的空间结构,使蛋白质变性失活变为松散的肽链,蛋白酶更容易与肽键
16、结合起作用。2 .借助数学知识分析:假若有A、B、C三种氨基酸,在以下两种条件下形成二肽和三 肽的种类各是多少?(1)条件1: A、B、C三种氨基酸,每种氨基酸各一个的情况。(2)条件2: A、B、C三种氨基酸,每种氨基酸足够多的情况。提示:(1)条件1:形成二肽的种类:323X2 = 6 种; 形成三肽的种类:32.13X2X1=6 种。(2)条件2:形成二肽的种类:333X3 = 9 种;形成三肽的种类:3333 - X3为3三27 一种1 .蛋白质的四个结构层次2 .蛋白质结构多样性的四个原因和五种功能精典例题3血红蛋白由珠蛋白和血红素组成,其中珠蛋白由两条a肽链和两条P肽 链组成,每条
17、肽链上结合1个血红素,如图所示。下列有关叙述正确的是()A.红细胞内的血红蛋白具有催化和运输的功能B.图中X原子是血红蛋白的重要组成元素MgC.珠蛋白中至少含有游离的氨基和竣基数都是4个D.镰状红细胞是血红蛋白氨基酸的种类、数量和排列顺序改变导致的【解析】血红蛋白运输氧气具有运输功能,不具有催化功能,A错误;血红蛋白的元素 组成是C、H、0、N、Fe, X原子是Fe, B错误;由题干可知,珠蛋白有4条肽链,至少含 有4个游离的氨基和4个游离的较基,C正确;红细胞呈镰刀状的直接原因是血红蛋白的某 一处谷氨酸被缀氨酸取代,形成异常血红蛋白,但氨基酸数量没变,D错误。故选C。【答案】C1 .蛋白质是
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