2020高中生物第二章第二节第3课时蛋白质的结构和功能学案苏教版必修1

2020高中生物第二章第二节第3课时蛋白质的结构和功能学案苏教版必修1

第3课时　蛋白质的结构和功能 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　1.蛋白质是细胞中含量最多的有机物，除含有C、‎ H、O、N外，大多数蛋白质还含有S元素。‎ ‎2．氨基酸是蛋白质的基本组成单位，组成生物体 蛋白质的氨基酸大约有20种。‎ ‎3．在每个氨基酸分子中，至少都含有一个氨基 ‎(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基 和一个羧基与同一个碳原子相连，这个碳原子还分 别与一个氢原子、一个可变的侧链基团(R)相连。氨 基酸的不同是由R基的不同决定的。‎ ‎4．许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键(－CO ‎－NH－)，肽键数目＝氨基酸数目－肽链数目。‎ ‎5．组成肽链的氨基酸在种类、数目和排列顺序上 的不同，以及构成蛋白质的肽链在数目和空间结构 上的不同，决定了蛋白质种类的多样性。‎ ‎6．蛋白质参与组成细胞和生物体的各种结构，并 执行各种特定的生理功能。‎ ‎ ‎ 一、蛋白质的组成 ‎1．氨基酸的结构及特点 ‎(1)通式： ‎ ‎(2)特点：至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基与同一个碳原子相连，这个碳原子还分别与一个氢原子、一个可变的侧链基团(R)相连。‎ ‎(3)种类：由R基决定。‎ ‎2．蛋白质的形成 - 6 -‎ 氨基酸肽链蛋白质 二、蛋白质的结构与功能的多样性 ‎1．结构的多样性 ‎(1)氨基酸的种类、数目和排列顺序不同。‎ ‎(2)肽链的条数和空间结构不同。‎ ‎2．生理功能的多样性[连线]‎ ‎1．判断下列说法的正误 ‎(1)所有蛋白质分子中均含有20种氨基酸(×)‎ ‎(2)氨基酸中氨基和羧基都连接在同一个碳原子上(×)‎ ‎(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、乙蛋白质分子中氨基酸种类、数目及排列顺序相同，则甲、乙为同一种蛋白质(×)‎ ‎2．若一个氨基酸分子有两个羧基，其中一个羧基和一个氨基连在同一个碳原子上，则另一个羧基的部位是(　　)‎ A．与氨基端相连 B．与羧基端相连 C．在R基上 ‎ 解析：选C　若一个氨基酸分子有两个羧基，其中一个羧基和一个氨基连在同一个碳原子上，则另一个羧基的部位在R基上。‎ ‎3．氨基酸通式中R基不同，决定了(　　)‎ A．肽键数目不同 B．氨基酸的种类不同 C．蛋白质的种类不同 ‎ 解析：选B　氨基酸通式中R基不同，决定了氨基酸的种类不同。‎ ‎4．下列有关脱水缩合的说法错误的是(　　)‎ A．肽键是脱水缩合形成的 B．多个氨基酸脱水缩合可形成肽键 C．3个氨基酸脱水缩合产生3个水分子 - 6 -‎ 解析：选C　3个氨基酸脱水缩合的产物是三肽，含2个肽键，同时产生2个水分子。‎ ‎5．蛋白质分子的结构是极其多样的，其原因不可能是(　　)‎ A．肽键的空间结构不同 B．氨基酸排列顺序不同 C．肽链的盘曲折叠方式及形成的空间结构不同 解析：选A　蛋白质中的肽键的空间结构都是相同的。‎ ‎6．下列不属于动植物体内蛋白质功能的是(　　)‎ A．具有免疫功能的抗体 B．细胞生命活动的主要能源物质 C．催化细胞内化学反应的某些酶 ‎ 解析：选B　抗体的化学本质是蛋白质，具有免疫功能；酶绝大多数是蛋白质，具有催化功能。细胞中生命活动的主要能源物质是糖类。‎ ‎ 核心要点(一)脱水缩合 ‎1．对氨基酸结构通式的认识 ‎[名师点拨]　R基的特点 ‎(1)氨基酸的不同是由R基的不同决定的。‎ ‎(2)R基中还可能含有氨基或羧基。‎ ‎(3)已知R基的化学式求氨基酸化学式的方法：‎ 氨基酸的化学式＝氨基酸共有部分的化学式(C2H4O2N)＋R基的化学式。即：C2H4O2N—R。‎ ‎[思考探究]‎ ‎(1)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：R基的可变性决定了氨基酸的种类和不同种类氨基酸的结构与性质的差异性。‎ ‎(2)谷氨酸的R基团为—C3H5O2，则谷氨酸的分子式是什么？‎ 提示：C5H9O4N。‎ - 6 -‎ ‎2．脱水缩合的过程 ‎　　　　　　　　 ‎ ‎(1)形成一个肽键，脱去一分子水。‎ ‎(2)水中的一个H来自—NH2，另一个来自—COOH，O来自—COOH。‎ ‎(3)二肽至少含有一个游离的－NH2和一个游离的—COOH。‎ ‎[题组冲关]‎ ‎1．下列物质中，不是组成蛋白质氨基酸的是(　　)‎ ‎ ‎ 解析：选D　D项中氨基和羧基不是连在同一个碳原子上。‎ ‎2．下列各项能正确表示肽键的是 (　　)‎ A．—NH—CO—　　　　　 　B．—NH2—CO—‎ C．—NH2—CH— D．—NH—CH2—‎ 解析：选A　氨基酸脱水缩合时，一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基反应，脱去1分子水形成肽键。‎ 核心要点(二)蛋白质结构多样性的图解 - 6 -‎ 类型 图形 氨 基 酸 种类不同 数目不同 排列顺序不同 肽链 数目和空间结构不同 ‎[名师点拨]　结构决定功能。蛋白质功能的多样性是由其结构多样性决定的。‎ ‎[题组冲关]‎ ‎3．血液中的血红蛋白和肌肉中的肌动蛋白的结构和功能不同的原因是(　　)‎ A．两种蛋白质所含氨基酸的数目不同 B．两种蛋白质所含肽链的空间结构不同 C．两种蛋白质所含氨基酸的排列顺序不同 D．两种蛋白质所含氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同 解析：选D　蛋白质种类不同，包括所含氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同。‎ ‎4．下列各项与蛋白质分子结构多样性无关的是(　　)‎ A．氨基酸的数目、种类和排列顺序 B．构成蛋白质分子的多肽链的数目 ‎ C．构成蛋白质分子的多肽链的空间结构 D．每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基 解析：选D　蛋白质结构多样性的原因有氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的空间结构不同。‎ 蛋白质的相关计算总结 ‎ 　‎ ‎1.氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数－肽键数。‎ ‎2．羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数－肽键数。‎ ‎3．N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N的总数。‎ ‎4．O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O的总数－脱去水分子数。‎ ‎5．H原子数＝各氨基酸中H的总数－2×脱去水分子数。‎ ‎6．脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数。‎ ‎7．蛋白质相对分子质量＝各氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数－18×脱水数。‎ ‎8．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：‎ - 6 -‎ 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 ‎1‎ n－1‎ n－1‎ 至少1个 至少1个 na－‎ ‎18(n－1)‎ m n－m n－m 至少m个 至少m个 na－‎ ‎18(n－m)‎ ‎9.环状肽中肽键的计算：由n个氨基酸形成一环状肽，则形成肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数。‎ ‎[特别提醒]‎ ‎(1)肽键形成蛋白质时，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，故计算蛋白质分子量时，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)氨基酸脱水缩合前后某些特定数目的守恒：‎ 氨基酸分子中半胱氨酸(C3H7NO2S)含S，天冬氨酸(C4H7NO4)R基上有羧基，赖氨酸(C6H14N2O2)R基上有氨基，它们在形成多肽时数量保持不变，是解题的一个关键突破口。‎ ‎[题组冲关]‎ ‎1．某22肽被水解成1个4肽，2个3肽，2个6肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是(　　)‎ A．6　18　　　　　　　 　B．5　18‎ C．5　17 D．6　17‎ 解析：选C　每条肽链至少含有一个氨基和一个羧基，肽键数等于氨基酸数减去肽链数，所以22个氨基酸形成5条肽链，所以氨基最小值是5，肽键数是17。‎ ‎2．某环状多肽由39个氨基酸形成，其中含有4个谷氨酸(R基为—CH2—CH2—COOH)，则该多肽(　　)‎ A．有38个肽键 B．可能没有游离氨基 C．至少有5个游离羧基 D．最多有36种氨基酸 解析：选B　环状多肽含有的肽键数等于氨基酸数，应为39个；由于不知道氨基酸的R基是否含有氨基，因此可能没有游离的氨基；由于不知道其他的氨基酸的R基，因此只能说至少含有4个游离羧基；构成生物体蛋白质的氨基酸种类约为20种。‎ - 6 -‎