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2019-2020年高中生物 2.2 生命活動的主要承擔者 蛋白質(zhì)備課資料 新人教版必修1 【考點解讀】 1.說明氨基酸的結(jié)構(gòu)特點,以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。 2.概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。 3.認同蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者。 4.關(guān)注蛋白質(zhì)研究的新進展。 5.學習重點是氨基酸的結(jié)構(gòu)特點,以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。 6.學習難點是氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因。 【自主探究】 1、學海導(dǎo)航： 知識點 觀察與思考 歸納與結(jié)論 蛋白質(zhì)在細胞中的含量 占細胞鮮重的7～10%； 占細胞干重的50%以上。 蛋白質(zhì)是細胞中含量__________的有機化合物。 蛋白質(zhì)的組成 基本組成單位：__________。 在生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有__________種 元素組成：主要含有____________________， 有的含P和S。 氨基酸 氨基酸的結(jié)構(gòu)有什么特點？ 1、每種氨基酸分子至少都含有一個_______ ( )和一個_________ ( )； 并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。這個碳原子還連接一個___________和一個____________。 各種氨基酸的區(qū)別：____________不同。 氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式： _______________________________。 什么是必需氨基酸？ 什么是非必需氨基酸？ 必需氨基酸：有___種氨基酸，是人體細胞______合成的，必須從外界環(huán)境________獲取。 非必需氨基酸：有______種氨基酸，是人體細胞_________合成。 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 20種氨基酸怎樣構(gòu)成種類 如此眾多的蛋白質(zhì)？ 寫出氨基酸脫水縮合的示意圖： ______________________ ______________________ 1．氨基酸分子相互結(jié)合的方式是：________________和____________________相連接，同時脫去______________，這種結(jié)合方式叫做____________。 2．連接兩個氨基酸分子的化學鍵（____________）叫做___________。 3．由兩個氨基酸分子縮合而成的化合物叫做_____________。 4．由多個氨基酸分子縮合而成，含有多個肽鍵的化合物叫做____________。 5．多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫做__________。 n個氨基酸形成一條肽鏈時，脫掉_________個水分子，形成__________個肽鍵；如果n個氨基酸形成m條肽鏈時, 脫掉_________個水分子，形成__________個肽鍵。 肽鍵數(shù)=_________________ =___________—__________。 吃熟雞蛋容易消化嗎？ 高溫使蛋白質(zhì)發(fā)生變性后，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)變化了嗎？肽鍵變化了嗎？ 容易消化。原因是高溫使蛋白質(zhì)分子的__________變得伸展、松散，容易被_________水解。 空間結(jié)構(gòu)________________。 肽鍵_________________。 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性 為什么細胞中蛋白質(zhì)的種類如此多樣？ 原因： 1．_________________________________； 2．_________________________________； 3．_________________________________； 4．_________________________________。 蛋白質(zhì)功能的多樣性 為什么說蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者？ 閱讀課本23頁圖2-7 功能： 1．_________________________________； 2．_________________________________； 3．_________________________________； 4．_________________________________； 5．_________________________________。 2、例題精析： 〖例1〗下列為某一多肽化合物的分子結(jié)構(gòu)式，請回答有關(guān)問題： (1)上述結(jié)構(gòu)中，代表氨基的結(jié)構(gòu)式為_________；代表羧基的結(jié)構(gòu)式為_________； 代表肽鍵的結(jié)構(gòu)式為____________；其中________________、_____________為R基。 (2)上述化合物是由__________ 種氨基酸組成。 (3)該化合物是由______個氨基酸失去_______分子水形成的，該化合物稱為________， 這樣的反應(yīng)叫做___________。水分子中的氧來自于__________，氫來自于___________。 解析：(1)考查氨基酸的結(jié)構(gòu)通式。 (2)氨基酸的種類是由R基決定的，根據(jù)R基結(jié)構(gòu)可以數(shù)出有2種氨基酸。 (3)要知道構(gòu)成該化合物的氨基酸的數(shù)目，應(yīng)首先找到肽鍵（—CO—NH—）的位置，從圖中可以看出有3個氨基酸通過2個肽鍵連接，肽的命名和構(gòu)成該化合物的氨基酸的數(shù)目相同，因此該化合物稱為三肽。脫水縮合時前一個氨基酸的—COOH提供羥基（—OH），后一個氨基酸的—NH2提供氫（—H），“—OH”和“—H”結(jié)合生成水。 答案：(1)—NH2 —COOH —CO—NH— —CH3 —CH2OH (2)兩 （3）三 兩 三肽 脫水縮合 —COOH —NH2和—COOH 〖例2〗某一條多肽鏈中共有肽鍵151個，則此分子中—NH2和—COOH的數(shù)目至少有（ ） A．152；152 　B．151；151 C． 1；1 　　D．2；2 解析：每兩個相鄰的氨基酸之間會形成一個肽鍵。因此在肽鏈的兩端一定是（—NH2）和(—COOH)，如果構(gòu)成多肽的每個氨基酸分子的R基上沒有（—NH2）和(—COOH)，這時該多肽所含的（—NH2）和(—COOH)數(shù)最少。 答案： C 〖例3〗現(xiàn)已知構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸共20種，它們的平均分子量為128，由50個氨基酸形成的某蛋白質(zhì)的一條多肽鏈的分子量是 （ ） A．6400 　 B．2560 C．5518　　 D．2218 解析：氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程是一個脫水縮合的過程，通過相鄰的氨基酸脫去一分子水、形成肽鍵而連接起來。因此，在計算氨基酸一條多肽鏈的分子量時，僅僅算出氨基酸的總分子量是不夠的，還要計算出脫去的水的分子量，兩值相減才是多肽鏈的分子量。 即：一條多肽鏈的分子量=氨基酸的總分子量-脫去的水的總分子量，因此本題的計算過程為：12850-1849=5518。 若為一條肽鏈時，則脫水數(shù)=肽鍵數(shù)= n-1 (n表示氨基酸數(shù)) 若為m條肽鏈時，則脫水數(shù)=肽鍵數(shù)= n-m (n表示氨基酸數(shù), m表示肽鏈數(shù)) 答案： C 【自我診斷】 ●基礎(chǔ)題 1．下列哪項不是蛋白質(zhì)在人體內(nèi)的主要生理功能（ ） A．調(diào)節(jié)作用　 B．免疫作用 C．運輸作用 　D．遺傳作用 答案：D 2．某蛋白質(zhì)分子由四條肽鏈組成，共含氨基酸分子500個，在脫水縮合形成該蛋白質(zhì)分子過程中，形成的肽鍵和水分子數(shù)分別是（ ） A．504個和498個　B．496個和499個 C．499個和499個　D．496個和496個 答案：D 3．能正確表示蛋白質(zhì)分子由簡到繁的結(jié)構(gòu)層次的一組數(shù)字是( )。 ①氨基酸 ②C、H、O、N等元素 ③氨基酸分子相互結(jié)合 ④多肽 ⑤形成一定的空間結(jié)構(gòu) A．①③④⑤② B．②①④③⑤ C．②①③⑤④ D．②①③④⑤ 答案：D 4．雞蛋煮熟后，蛋白質(zhì)變性失活，這是由于高溫破壞了蛋白質(zhì)的 ( ) A．肽鍵 B．肽鏈 C．空間結(jié)構(gòu) D．氨基酸 答案：C 5．血液中的血紅蛋白和肌肉中的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)不相同的原因 ( ) A. 所含氨基酸的種類不同 B．所含氨基酸的數(shù)目不同 C．所含氨基酸的排列順序不同 D．所含氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和空間結(jié)構(gòu)都不同 答案：D 6．R基為—C3 H 5 O2的一個谷氨酸分子中，含有C、H、O、N的原子數(shù)分別為 ( ) A．5、9、4、1 B．4、8、5、2 C．5、8、4、1 D．4、9、4、1 答案：A 7．甘氨酸和丙氨酸最多能形成二肽 ( ) A． 1種 B． 2種 C．4種 D．6種 答案：C 8.由一分子丙氨酸、一分子甘氨酸、一分子精氨酸,可以組成多少種三肽 ( ) A． 6種 B． 9種 C．12種 D．27種 答案：A 9.賴氨酸的分子式為 C6 H 14O2N2 , 則賴氨酸的R基為 ( ) A． —C4H 10 N B．—C4H 10 O C．—C4H 10 ON D．—C5H 11 N 答案：A 10.某蛋白質(zhì)的分子式為C63H 103 O65 N17S2 ，他最多可含有幾個肽鍵 ( ) A．16 B．17 C．18 D．19 答案：A 11．組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸中，酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異的產(chǎn)生取決于  A.兩者的R基組成不同 B.酪氨酸的氨基多 C.兩者的結(jié)構(gòu)完全不同 D.精氨酸的羧基多 答案：A 12．下列關(guān)于蛋白質(zhì)的論述，正確的是 （ ） A．每種蛋白質(zhì)都含有C、H、O、N、S等元素 B．每種蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)中都有肽鍵 C．蛋白質(zhì)是調(diào)節(jié)生物體新陳代謝的唯一物質(zhì) D．酶都是蛋白質(zhì) 答案：B ●拓展題 13．現(xiàn)有1000個氨基酸，其中氨基1020個，羧基1050個，則由此合成的4條多肽鏈中共有肽鍵、氨基、羧基的數(shù)目分別是（ ） A．999、1016、1046 B．999、1、1 C．996、24、54 D．996、1016、1046 答案：C 14．下列生理活動與蛋白質(zhì)功能無關(guān)的是 A.氧氣在血液中的運輸 B. CO2進入葉綠體 C.葡萄糖在細胞內(nèi)氧化分解 D.細胞識別 答案：B 15．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)具有多樣性，下列各項與決定蛋白質(zhì)多樣性無關(guān)的是 A．DNA中脫氧核苷酸的排列順序 B．RNA中核糖核苷酸的排列順序 C．組成肽鍵的化學元素 D．組成多肽的肽鍵數(shù)量 答案：C 16．從某種真核細胞中提取出大量核糖體，放入含下列幾種有機物(其中的氮原子已被15N標記)的培養(yǎng)液里，假設(shè)培養(yǎng)液里含有核糖體完成其功能所需的一切物質(zhì)和條件。請回答： ①NH2-CH2-COOH ②NH2-CH2-CH2OH ③NH2-CH(COOH)-CH2-COOH ④NH2-CH(NH2)-CH2-COOH ⑤NH2-CH(COOH)-CH2SH (1)實驗中，核糖體所要完成的功能就是把上述物質(zhì)中的____________ (填序號)，通過_____________方式合成多肽(蛋白質(zhì))。 (2)上述有機物合成的多肽至少含有____________個氨基和___________個羧基。 (3)實驗中，檢測到某一多肽含20個15N，則該多肽最多有__________________個肽鍵。肽鍵的化學結(jié)構(gòu)式是____________________________________。 (4)實驗結(jié)果分析，培養(yǎng)液中生成了多種產(chǎn)物，這說明了蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)具有__________________ ，這種結(jié)構(gòu)特點決定了__________________。 答案：(1)1、3、5 脫水縮合 (2)1 　　2　　 (3)19 —CO—NH— (4)多樣性 功能的多樣性(蛋白質(zhì)分子具有多種功能) 【相關(guān)鏈接】 1、 蛋白質(zhì)分子的復(fù)雜結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)分子的多樣性是由蛋白質(zhì)分子的復(fù)雜結(jié)構(gòu)決定的。蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，可以分為四級結(jié)構(gòu)：一級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)分子的多肽鏈中氨基酸的種類和排列順序；二級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)分子中多肽鏈本身的折疊方式（包括螺旋結(jié)構(gòu)）；三級結(jié)構(gòu)是指螺旋的肽鏈結(jié)構(gòu)再盤繞折疊成復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)；四級結(jié)構(gòu)是指含有兩條或多條肽鏈的蛋白質(zhì)中，各條肽鏈之間依靠電引力、分子引力、氨基酸側(cè)鏈的相互作用，聯(lián)合成更為復(fù)雜的空間構(gòu)象的大分子。所以，蛋白質(zhì)分子的多樣性是由氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序以及多樣、復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)決定的。 2、 蛋白質(zhì)的主要理化性質(zhì) （1）兩性 因為蛋白質(zhì)是α氨基酸通過肽鍵構(gòu)成的高分子化合物，分子內(nèi)存在—NH2和—COOH，所以蛋白質(zhì)具有酸堿兩性。 （2）鹽析 由于蛋白質(zhì)分子的直徑達到了膠體微粒的大小，所以蛋白質(zhì)溶液是膠體。加入濃的無機鹽溶液可以使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀出來，這個過程叫鹽析。鹽析作用主要破壞蛋白質(zhì)的水化層，所以當鹽析沉淀出的蛋白質(zhì)重新用水處理時，沉淀重新溶解、性質(zhì)不變。因此鹽析是可逆反應(yīng)。利用此法可以分離、提取蛋白質(zhì)。 （3）變性和凝固 蛋白質(zhì)分子在一定的生理或化學因素的影響下，其分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而改變蛋白質(zhì)的性質(zhì)，這個變化叫做蛋白質(zhì)的變性。蛋白質(zhì)變性后就失去了生理活性，也不再溶于水，從溶液中凝結(jié)沉淀出來，這個過程叫蛋白質(zhì)的凝固。高溫滅菌消毒，就是利用加熱使蛋白質(zhì)凝固從而使細胞死亡。 （4） 水解反應(yīng) 蛋白質(zhì)在酸、堿或酶的作用下，能生成一系列中間產(chǎn)物，最后生成α氨基酸。 （5） 顯色反應(yīng) 蛋白質(zhì)可以跟許多試劑發(fā)生顏色反應(yīng)。例如分子中有苯環(huán)的蛋白質(zhì)與硝酸作用時呈黃色。蛋白質(zhì)與水合成茚三酮反應(yīng)顯紫色。