2018-2019學年高中生物 第二章 細胞的化學組成 第二節(jié) 細胞中的生物大分子 第3課時 蛋白質的結構和功能學案 蘇教版必修1.doc

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第3課時　蛋白質的結構和功能 　　　　　　　　　　　　　　　　1.蛋白質是細胞中含量最多的有機物，除含有C、 H、O、N外，大多數蛋白質還含有S元素。 2．氨基酸是蛋白質的基本組成單位，組成生物體 蛋白質的氨基酸大約有20種。 3．在每個氨基酸分子中，至少都含有一個氨基 (—NH2)和一個羧基(—COOH)，并且都有一個氨基 和一個羧基與同一個碳原子相連，這個碳原子還分 別與一個氫原子、一個可變的側鏈基團(R)相連。氨 基酸的不同是由R基的不同決定的。 4．許多氨基酸分子通過脫水縮合形成肽鍵(－CO －NH－)，肽鍵數目＝氨基酸數目－肽鏈數目。 5．組成肽鏈的氨基酸在種類、數目和排列順序上 的不同，以及構成蛋白質的肽鏈在數目和空間結構 上的不同，決定了蛋白質種類的多樣性。 6．蛋白質參與組成細胞和生物體的各種結構，并 執(zhí)行各種特定的生理功能。 一、蛋白質的組成 1．氨基酸的結構及特點 (1)通式： (2)特點：至少都含有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH)，并且都有一個氨基和一個羧基與同一個碳原子相連，這個碳原子還分別與一個氫原子、一個可變的側鏈基團(R)相連。 (3)種類：由R基決定。 2．蛋白質的形成 氨基酸肽鏈蛋白質 二、蛋白質的結構與功能的多樣性 1．結構的多樣性 (1)氨基酸的種類、數目和排列順序不同。 (2)肽鏈的條數和空間結構不同。 2．生理功能的多樣性[連線] 1．判斷下列說法的正誤 (1)所有蛋白質分子中均含有20種氨基酸() (2)氨基酸中氨基和羧基都連接在同一個碳原子上() (3)氨基酸的不同是R基的不同，R基中可能含有氨基或羧基(√) (4)若甲、乙蛋白質分子中氨基酸種類、數目及排列順序相同，則甲、乙為同一種蛋白質() 2．若一個氨基酸分子有兩個羧基，其中一個羧基和一個氨基連在同一個碳原子上，則另一個羧基的部位是(　　) A．與氨基端相連 B．與羧基端相連 C．在R基上 解析：選C　若一個氨基酸分子有兩個羧基，其中一個羧基和一個氨基連在同一個碳原子上，則另一個羧基的部位在R基上。 3．氨基酸通式中R基不同，決定了(　　) A．肽鍵數目不同 B．氨基酸的種類不同 C．蛋白質的種類不同 解析：選B　氨基酸通式中R基不同，決定了氨基酸的種類不同。 4．下列有關脫水縮合的說法錯誤的是(　　) A．肽鍵是脫水縮合形成的 B．多個氨基酸脫水縮合可形成肽鍵 C．3個氨基酸脫水縮合產生3個水分子 解析：選C　3個氨基酸脫水縮合的產物是三肽，含2個肽鍵，同時產生2個水分子。 5．蛋白質分子的結構是極其多樣的，其原因不可能是(　　) A．肽鍵的空間結構不同 B．氨基酸排列順序不同 C．肽鏈的盤曲折疊方式及形成的空間結構不同 解析：選A　蛋白質中的肽鍵的空間結構都是相同的。 6．下列不屬于動植物體內蛋白質功能的是(　　) A．具有免疫功能的抗體 B．細胞生命活動的主要能源物質 C．催化細胞內化學反應的某些酶 解析：選B　抗體的化學本質是蛋白質，具有免疫功能；酶絕大多數是蛋白質，具有催化功能。細胞中生命活動的主要能源物質是糖類。 核心要點(一)脫水縮合 1．對氨基酸結構通式的認識 [名師點撥]　R基的特點 (1)氨基酸的不同是由R基的不同決定的。 (2)R基中還可能含有氨基或羧基。 (3)已知R基的化學式求氨基酸化學式的方法： 氨基酸的化學式＝氨基酸共有部分的化學式(C2H4O2N)＋R基的化學式。即：C2H4O2N—R。 [思考探究] (1)同為組成生物體蛋白質的氨基酸，酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異的產生是由何種基團決定的？ 提示：R基的可變性決定了氨基酸的種類和不同種類氨基酸的結構與性質的差異性。 (2)谷氨酸的R基團為—C3H5O2，則谷氨酸的分子式是什么？ 提示：C5H9O4N。 2．脫水縮合的過程 　　　　　　　　 (1)形成一個肽鍵，脫去一分子水。 (2)水中的一個H來自—NH2，另一個來自—COOH，O來自—COOH。 (3)二肽至少含有一個游離的－NH2和一個游離的—COOH。 [題組沖關] 1．下列物質中，不是組成蛋白質氨基酸的是(　　) 解析：選D　D項中氨基和羧基不是連在同一個碳原子上。 2．下列各項能正確表示肽鍵的是 (　　) A．—NH—CO—　　　　　 　B．—NH2—CO— C．—NH2—CH— D．—NH—CH2— 解析：選A　氨基酸脫水縮合時，一個氨基酸的羧基和另一個氨基酸的氨基反應，脫去1分子水形成肽鍵。 核心要點(二)蛋白質結構多樣性的圖解 類型 圖形 氨 基 酸 種類不同 數目不同 排列順序不同 肽鏈 數目和空間結構不同 [名師點撥]　結構決定功能。蛋白質功能的多樣性是由其結構多樣性決定的。 [題組沖關] 3．血液中的血紅蛋白和肌肉中的肌動蛋白的結構和功能不同的原因是(　　) A．兩種蛋白質所含氨基酸的數目不同 B．兩種蛋白質所含肽鏈的空間結構不同 C．兩種蛋白質所含氨基酸的排列順序不同 D．兩種蛋白質所含氨基酸的種類、數目、排列順序和肽鏈的空間結構不同 解析：選D　蛋白質種類不同，包括所含氨基酸的種類、數目、排列順序和肽鏈的空間結構不同。 4．下列各項與蛋白質分子結構多樣性無關的是(　　) A．氨基酸的數目、種類和排列順序 B．構成蛋白質分子的多肽鏈的數目 C．構成蛋白質分子的多肽鏈的空間結構 D．每種氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基 解析：選D　蛋白質結構多樣性的原因有氨基酸的種類、數目、排列順序及肽鏈的空間結構不同。 蛋白質的相關計算總結 　 1.氨基數＝肽鏈數＋R基上的氨基數＝各氨基酸中氨基總數－肽鍵數。 2．羧基數＝肽鏈數＋R基上的羧基數＝各氨基酸中羧基總數－肽鍵數。 3．N原子數＝肽鍵數＋肽鏈數＋R基上的N原子數＝各氨基酸中N的總數。 4．O原子數＝肽鍵數＋2肽鏈數＋R基上的O原子數＝各氨基酸中O的總數－脫去水分子數。 5．H原子數＝各氨基酸中H的總數－2脫去水分子數。 6．脫水數＝肽鍵數＝氨基酸數－肽鏈數。 7．蛋白質相對分子質量＝各氨基酸平均相對分子質量氨基酸數－18脫水數。 8．假設氨基酸的平均相對分子質量為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 形成肽鍵數 脫去水分子數 氨基數目 羧基數目 多肽相對分子質量 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) 9.環(huán)狀肽中肽鍵的計算：由n個氨基酸形成一環(huán)狀肽，則形成肽鍵數＝失去水分子數＝氨基酸數。 [特別提醒] (1)肽鍵形成蛋白質時，肽鏈中有些基團還會相互結合形成化學鍵(如兩個R基中—SH與—SH形成—S—S—鍵)此時將脫去某些原子，故計算蛋白質分子量時，除考慮脫去的水外，還應再減去形成其他化學鍵時脫掉原子的原子量。 (2)氨基酸脫水縮合前后某些特定數目的守恒： 氨基酸分子中半胱氨酸(C3H7NO2S)含S，天冬氨酸(C4H7NO4)R基上有羧基，賴氨酸(C6H14N2O2)R基上有氨基，它們在形成多肽時數量保持不變，是解題的一個關鍵突破口。 [題組沖關] 1．某22肽被水解成1個4肽，2個3肽，2個6肽，則這些短肽的氨基總數的最小值及肽鍵總數依次是(　　) A．6　18　　　　　　　 　B．5　18 C．5　17 D．6　17 解析：選C　每條肽鏈至少含有一個氨基和一個羧基，肽鍵數等于氨基酸數減去肽鏈數，所以22個氨基酸形成5條肽鏈，所以氨基最小值是5，肽鍵數是17。 2．某環(huán)狀多肽由39個氨基酸形成，其中含有4個谷氨酸(R基為—CH2—CH2—COOH)，則該多肽(　　) A．有38個肽鍵 B．可能沒有游離氨基 C．至少有5個游離羧基 D．最多有36種氨基酸 解析：選B　環(huán)狀多肽含有的肽鍵數等于氨基酸數，應為39個；由于不知道氨基酸的R基是否含有氨基，因此可能沒有游離的氨基；由于不知道其他的氨基酸的R基，因此只能說至少含有4個游離羧基；構成生物體蛋白質的氨基酸種類約為20種。