2014屆高三生物一輪復習 1.3蛋白質(zhì)教學案 新人教版

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1、 第3講　生命活動的主要承擔者——蛋白質(zhì) [考綱要求]　蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能(Ⅱ)。 一、氨基酸及其種類 [判一判] 1．在生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種 (　√　) 2．分子式中只要有氨基和羧基，就可以判斷其為構(gòu)成生物體的氨基酸 (　×　) 3．評價蛋白質(zhì)食品營養(yǎng)價值主要依據(jù)其必需氨基酸的種類和含量 (　√　) 4．每種氨基酸分子都含有一個氨基和一個羧基，且都連在同一個碳原子上 (　×　) 5．各種氨基酸都共有的結(jié)構(gòu)是 (　√　) 6．各種氨基酸理化性質(zhì)不同的原因在于R基的不同 (　√　) [巧記

2、]　(1)8種必需氨基酸：取兩(亮、異亮)冊(色)書(蘇)本(苯丙)攜(纈)家(甲)來(賴)。 (2)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：氨基酸中有個碳，伸出四手向外連，下面連著氫原子，上面頂著R基團，左手拽的是氨基，右手還把羧基牽。 二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性 1．脫水縮合：一個氨基酸分子的羧基和另一個氨基酸分子的氨基相連接，同時脫去一分子水。 2．二肽的形成： 3．多肽：由多個氨基酸分子縮合而成，含有多個肽鍵的化合物。 4．結(jié)構(gòu)多樣性 (1)組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序不同。 (2)組成蛋白質(zhì)的多肽鏈形成的空間結(jié)構(gòu)不同。 [解惑]　多肽化合物的命名是依據(jù)含有的氨基酸的總數(shù)，

3、即2個氨基酸形成二肽，3個氨基酸形成三肽。 三、蛋白質(zhì)的功能 [連一連] [辨析]　酶(a)、激素(b)與蛋白質(zhì)(c)的關系可用右面圖示表示 考點一　分析氨基酸及其種類 觀察下面的氨基酸結(jié)構(gòu)圖示，回答問題： 1．寫出圖中結(jié)構(gòu)名稱：a.氨基，c.羧基。 2．通過比較圖中兩種氨基酸，寫出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式： 3．不同的氨基酸取決于R基的不同，圖中兩種氨基酸的R基分別是b、d(用字母代號表示)。 易錯警示　有關氨基酸組成的2點說明 (1)同時含有一個或多個氨基和羧基的有機酸都屬于氨基酸，種類較多。 (2)組成蛋白質(zhì)的氨基酸中至少有一個氨基和一個羧基，并非只

4、有一個氨基和一個羧基，R基中可能含有氨基和羧基。 1．(2012·海南卷，1)關于生物體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的氨基酸的敘述，錯誤的是 (　　) A．分子量最大的氨基酸是甘氨酸 B．有些氨基酸不能在人體細胞中合成 C．氨基酸分子之間通過脫水縮合形成肽鍵 D．不同氨基酸之間的差異是由R基引起的 答案　A 解析　甘氨酸的分子量是75，不是分子量最大的氨基酸。由于缺乏中間產(chǎn)物，有8種氨基酸不能在人體細胞中合成，必須從食物中獲得，稱為必需氨基酸。氨基酸分子之間通過脫水縮合形成肽鍵。R基的特異性決定氨基酸的特異性。 2．下面是三種組成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)式，據(jù)圖分析下列敘述不正確的是(　　)

5、 A．以上這三種氨基酸的R基依次分別是—H、—CH3、—CH2OH B．這三種氨基酸理化性質(zhì)的不同取決于R基不同 C．甲是最簡單的氨基酸 D．從上式可看出，只要含有一個氨基和一個羧基的化合物就是組成蛋白質(zhì)的氨基酸 答案　D 解析　根據(jù)組成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可判斷：甲、乙、丙三種氨基酸的R基分別是—H、—CH3、—CH2OH，不同氨基酸R基的不同決定了其理化性質(zhì)的不同；組成蛋白質(zhì)的氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基，且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。 1．有關氨基酸結(jié)構(gòu)通式的分析 2．組成蛋白質(zhì)的氨基酸的判斷標準 (1)數(shù)量標準：至少含有一個—NH2

6、和一個—COOH。 (2)位置標準：一個—NH2和一個—COOH連接在同一個碳原子上?？键c二　聚焦蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次及其多樣性 1．觀察下面的二肽形成圖示回答問題 (1)過程①名稱：脫水縮合，其場所是：核糖體。 (2)物質(zhì)②名稱：二肽。 (3)結(jié)構(gòu)③名稱：肽鍵，其結(jié)構(gòu)簡式為：—NH—CO—(或—CO—NH—) (4)H2O中H的一個來自氨基，一個來自羧基。 (5)多個氨基酸發(fā)生該反應，產(chǎn)物名稱為多肽。 2．觀察氨基酸、多肽、肽鏈、肽鍵和蛋白質(zhì)的關系圖示 (1)多肽與蛋白質(zhì)的最重要的區(qū)別是多肽無空間結(jié)構(gòu)。 (2)如果合成的蛋白質(zhì)是唾液淀粉酶，需要參與的細胞器是核糖體

7、、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體。 3．完善蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性和功能多樣性圖示 易錯警示　蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的2個誤區(qū) (1)氨基、羧基和肽鍵的書寫誤區(qū) 不要將氨基錯寫為NH2或—NH3；不要將羧基誤寫為COOH或COOH；也不要將肽鍵誤寫為CO—NH或CONH。 (2)蛋白質(zhì)變性的誤區(qū)分析 高溫使蛋白質(zhì)變性的原因不是破壞了氨基酸之間的肽鍵，而是破壞了肽鏈盤曲折疊形成的空間結(jié)構(gòu) 3．如圖所示，物質(zhì)A是在胰島B細胞中合成的，且與血糖調(diào)節(jié)有關。物質(zhì)B是一種淋巴因子，可干擾病毒DNA在宿主細胞中的復制。物質(zhì)C由漿細胞合成并分泌，且具有免疫作用。物質(zhì)D由垂體分泌，可促進蛋白質(zhì)的合成和骨的生長。

8、下列有關說法正確的是 (　　) A．A、B、C、D四種物質(zhì)分別為胰島素、干擾素、抗體、生長素 B．物質(zhì)A、B、C、D結(jié)構(gòu)多樣性的直接原因是a的種類、數(shù)量和排列順序不同 C．與A、B、C、D四種物質(zhì)的合成、分泌有關的細胞器是核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體 D．高溫和低溫均能破壞物質(zhì)A的空間結(jié)構(gòu)，使其調(diào)節(jié)血糖的能力喪失 答案　C 解析　A、B、C、D四種物質(zhì)分別為胰島素、干擾素、抗體、生長激素，均屬于分泌蛋白，其合成和分泌與核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體有關。物質(zhì)A、B、C、D結(jié)構(gòu)多樣性的直接原因是氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序及多肽鏈的空間結(jié)構(gòu)的不同。

9、高溫能破壞胰島素的空間結(jié)構(gòu)，使其功能喪失，低溫下胰島素的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 4．在胰島B細胞中先合成胰島素原，胰島素原再通過蛋白酶的水解作用，生成胰島素(如圖所示)。胰島素原水解所需的水分子中的氫用于 (　　) A．形成—COOH和—SH B．形成—NH2和—COOH C．形成—SH和—OH D．形成—COOH和連接碳的—H 答案　B 解析　比較胰島素原與胰島素的結(jié)構(gòu)，可見胰島素原通過蛋白酶的水解作用破壞的是氨基酸之間的肽鍵。肽鍵形成時水分子中的氫來自—NH2和—COOH，故肽鍵被破壞時消耗的水分子中的氫用于形成—NH2和—COOH。 拓展理解　二硫鍵形成過程 蛋

10、白質(zhì)分子中除了肽鍵外，還含有其他化學鍵，如二硫鍵。一個二硫鍵(“—S—S—”)是由2個“—SH”形成的，形成過程中要脫去2個氫。故計算蛋白質(zhì)分子量時除減去H2O的分子量外，還應考慮脫去H的分子量。上圖為胰島素分子形成3個二硫鍵的情況。 新情境信息案例分析 上面的第4題，乍一看是一種新情境問題，題目的背景知識并不是同學們所熟悉的，但切勿慌亂，實際上這類題目往往“起點高、落點低”，有的可直接從題干中尋找答案，有的則需要把材料中的新內(nèi)容與已學過的教材知識聯(lián)系起來，找到與教材的銜接點，即所謂的“題在書外，理在書中”。本題實質(zhì)上是考查氨基酸脫水縮合形成肽鍵時形成的水分子中氫的來源，再進行知識遷移轉(zhuǎn)換

11、為肽鍵斷裂時消耗的水分子中氫的去向。 考點三　歸納蛋白質(zhì)合成過程的有關計算 1．假設氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，由n個氨基酸分別形成1條肽鏈或m條肽鏈： 形成 肽鏈數(shù) 形成 肽鍵數(shù) 脫去水 分子數(shù) 氨基數(shù)目 羧基數(shù)目 多肽相對 分子質(zhì)量 1 n－1 n－1 至少1個 至少1個 na－ 18(n－1) m n－m n－m 至少m個 至少m個 na－ 18(n－m) 2.假設某多肽中氨基酸數(shù)為n，控制其合成的基因和mRNA中至少含有的堿基數(shù)為6n和3n。 易錯警示　有關蛋白質(zhì)計算的5個易錯提示 (1)氨基酸與相應DNA、RNA片段中堿

12、基數(shù)目之間計算時，當出現(xiàn)關鍵詞“最多”、“至少”時，不應考慮該計算過程中終止密碼的堿基數(shù)。 (2)計算O和H的數(shù)量變化時，不要漏掉增加H2O中的O、H數(shù)值。 (3)若形成的多肽是環(huán)狀：氨基酸數(shù)＝肽鍵數(shù)＝失去水分子數(shù)。 (4)在蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的計算中，若通過圖示或其他形式告知蛋白質(zhì)中含有二硫鍵時，要考慮脫去氫的質(zhì)量，每形成一個二硫鍵，脫去2個H。 (5)關于蛋白質(zhì)的計算中，要特別注意題中設問的是“氨基酸的數(shù)量”還是“氨基酸的種類”。 5．現(xiàn)有一種“十二肽”，分子式為CXHYNZOWS(Z>12，W>13)。已知將它徹底水解后只得到下列氨基酸。 下列敘述中，正確的是

13、 (　　) A．合成該多肽時，至少需36個密碼子 B．控制合成該多肽相應的基因至少有36個堿基 C．將一個該“十二肽”分子徹底水解后有(Z－12)個賴氨酸 D．將一個該“十二肽”分子徹底水解后有(W－13)個天冬氨酸 答案　C 解析　該多肽為十二肽，說明有12個氨基酸參與了肽鏈的合成，根據(jù)氨基酸和密碼子的一一對應關系，至少需要12個密碼子(不考慮終止密碼)；控制十二肽合成的直接模板mRNA至少有12×3＝36個堿基，對應的基因中至少有12×6＝72個堿基；由于5種氨基酸中只有賴氨酸的R基上有一個氨基，這條肽鏈中的氮原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋1＋賴氨酸的個數(shù)×1，即Z＝11＋1＋

14、賴氨酸的個數(shù)，賴氨酸的個數(shù)＝Z－12，所以該“十二肽”徹底水解后有(Z－12)個賴氨酸；由于5種氨基酸中只有天冬氨酸的R基上有一個羧基含有2個氧原子，這條肽鏈中的氧原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋2＋天冬氨酸的個數(shù)×2，即W＝11＋2＋天冬氨酸的個數(shù)×2，天冬氨酸的個數(shù)＝(W－13)/2，所以該“十二肽”徹底水解后有(W－13) /2個天冬氨酸。 6．某非環(huán)狀多肽，經(jīng)測定其分子式是C21HxOyN4S2。已知該多肽是由下列氨基酸中的幾種作為原料合成的。苯丙氨酸(C9H11NO2)、天冬氨酸(C4H7NO4)、丙氨酸(C3H7NO2)、亮氨酸(C6H13NO2)、半胱氨酸(C3H7NO2S)。下列有關該多肽的

15、敘述，不正確的是 (　　) A．該多肽徹底水解后能產(chǎn)生3種氨基酸 B．該多肽中氫原子數(shù)和氧原子數(shù)分別是32和5 C．該多肽有三個肽鍵，為三肽化合物 D．該多肽在核糖體上形成，形成過程中相對分子質(zhì)量減少了54 答案　C 解析　依據(jù)分子式中N為4個，并分析提供的氨基酸種類，可得出由4個氨基酸組成，為四肽，存在三個肽鍵，即C項是錯誤的。再分析多肽的形成：在核糖體上，形成過程中相對分子質(zhì)量減少了54；再分析S的數(shù)目為2個，可分析出4個氨基酸中有2個是半胱氨酸(C3H7NO2S)，即水解能形成的氨基酸為3種，再結(jié)合碳原子數(shù)目為21個，減去6個C原子(2個是半胱氨酸)，為15個C原子，可分析

16、出另外兩個氨基酸分別為苯丙氨酸和亮氨酸，進一步推出該多肽中氫原子數(shù)和氧原子數(shù)分別是32和5，A、B、D三項是正確的。 [互動探究]　該多肽中含有多少個游離氨基和羧基？ 提示　均為1個。 蛋白質(zhì)合成中的相關計算 1．氨基數(shù)＝肽鏈數(shù)＋R基上的氨基數(shù)＝各氨基酸中氨基總數(shù)－肽鍵數(shù)。 2．羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)＋R基上的羧基數(shù)＝各氨基酸中羧基總數(shù)－肽鍵數(shù)。 3．氮原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＋R基上的氮原子數(shù)＝各氨基酸中N的總數(shù)。 4．氧原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋2×肽鏈數(shù)＋R基上的氧原子數(shù)＝各氨基酸中O的總數(shù)－脫去水分子數(shù)。 5．氫原子數(shù)＝各氨基酸中H的總數(shù)－2×脫去水分子數(shù)。 序號 錯因分析

17、 正確答案 序號 錯因分析 正確答案 ① 不理解氨基結(jié)構(gòu) —NH2 ② 不理解羧基結(jié)構(gòu) —COOH ③ 不理解肽鍵結(jié)構(gòu) —CO—NH— ④ 對“種類”和“數(shù)目”辨析不清 2 ⑤ 不理解多肽的命名依據(jù) 三肽 ⑥ 寫錯字 脫水縮合 ⑦ 不全面 氨基和羧基 ⑧ 不理解水的參與 CHHOCOOHCHC6H5NH2 和C6H5—COOH 教師備課資源(教師用書獨具) 1．巧用數(shù)字“一、二、三、四、五”梳理蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能 “一個通式”指氨基酸的結(jié)構(gòu)通式。 “二個標準”指組成蛋白質(zhì)的氨基酸必須同時具備的標準有兩個：一是數(shù)量標準，二是位置標

18、準。 “三個數(shù)量關系”指蛋白質(zhì)分子合成過程中的三個數(shù)量關系：脫去水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)。 “四個原因”指蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因有四個：氨基酸的種類不同、氨基酸的數(shù)量不同、氨基酸排列順序不同、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同。 “五大功能”指蛋白質(zhì)分子有5個功能：細胞的組成物質(zhì)、催化作用、免疫作用、運輸作用和調(diào)節(jié)作用。 2．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次 基本單位 氨基酸 化學結(jié)構(gòu) 氨基酸脫水縮合形成多肽 空間結(jié)構(gòu) 一條或多條肽鏈盤曲、折疊形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子 3.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能多樣性的原因分析 分析角度 具體解釋 蛋白質(zhì)本身 氨基酸的數(shù)量、種類、排列順序及肽

19、鏈空間結(jié)構(gòu)→結(jié)構(gòu)多樣性→功能多樣性 遺傳物質(zhì) 千變?nèi)f化的堿基對排列順序→遺傳信息的多樣性→蛋白質(zhì)的多樣性 生物進化 千變?nèi)f化的環(huán)境條件→通過自然選擇保留適應環(huán)境的個體及個體內(nèi)的蛋白質(zhì)→個體的多樣性和蛋白質(zhì)的多樣性 4.幾種常見蛋白質(zhì)的分布和功能 此部分經(jīng)常借助某些具體的蛋白質(zhì)從不同的角度進行命題，現(xiàn)舉例如下： 名稱 分布 功能 大多數(shù)酶 細胞內(nèi)或細胞外 催化作用 載體蛋白 細胞膜 運輸某些物質(zhì)如離子、氨基酸等 某些激素(如生長激素、促甲狀腺激素、胰島素、胰高血糖素等) 內(nèi)環(huán)境中 調(diào)節(jié)生命活動 抗體 內(nèi)環(huán)境中 免疫作用 血紅蛋白 紅細胞內(nèi) 主要運輸氧氣和部分二氧化碳 糖蛋白 細胞膜表面 保護、潤滑、識別等作用 5.氨基酸的排列與多肽種類的計算 假若有A、B、C三種氨基酸，由這三種氨基酸組成多肽的情況可分為以下兩種情形： (1)A、B、C三種氨基酸，在每種氨基酸數(shù)目無限的情況下，可形成肽類化合物的種類： 形成三肽的種類： 形成二肽的種類： (2)A、B、C三種氨基酸，且每種氨基酸只有一個的情況下，可形成肽類化合物的種類： 形成三肽的種類： 形成二肽的種類： 9