1、第2节 生命活动的主要承担者蛋白质,第2章 组成细胞的分子,学习导航 1.结合教材P20思考与讨论、P21图23，比较各类氨基酸的结构，总结氨基酸的结构特点。 2.分析教材P21图24、P22图25，理解氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程，并能进行相关计算。 3.阐述蛋白质结构多样性的原因并举例描述蛋白质的功能。 重难点击 1.氨基酸的结构通式。 2.脱水缩合过程及相关计算。 3.蛋白质结构多样性和功能多样性。,课堂导入 方式一 当我们购买食品时，包装上常附有成分说明，你会发现蛋白质是许多食品的重要成分，有时你还会看到蛋白质中含有某些氨基酸的介绍。氨基酸和蛋白质之间有什么关系呢？,方式二 展示“大
2、头娃娃”的相关图片，由蛋白质的重要功能导入新课。,一、组成蛋白质的氨基酸,二、蛋白质的形成过程,内容索引,当堂检测,三、蛋白质结构和功能的多样性,一、组成蛋白质的氨基酸,2.结构 (1)组成元素：主要是 ,其中半胱氨酸还含有 元素。 (2)图中结构的名称： ； ； 。(3)结构通式： .,1.种类 在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有 种。 (1)非必需氨基酸：在人和动物体内能够合成。 (2)必需氨基酸：人和动物体的细胞不能合成，只能从 中获取的氨基酸，人体中有 种(婴儿有9种)。,基础梳理,20,8,外界环境,C、H、O、N,S,氨基,羧基,R基,3.结构特点 每种氨基酸分子至少都含有一个 (N
3、H2)和一个 (COOH)，并且都有一个 和一个 连接在同一个 。各种氨基酸之间的区别在于 的不同。,氨基,氨基,碳原子上,羧基,羧基,R基,下图是几种氨基酸的结构图，请分析回答下列问题： 半胱氨酸 赖氨酸天冬氨酸,问题探究,1.半胱氨酸的组成元素有哪些？,答案,答案 C、H、O、N、S。,半胱氨酸,2.赖氨酸和天冬氨酸的R基分别是什么？,答案,答案 赖氨酸的R基：(CH2)4NH2；天冬氨酸的R基：CH2COOH。,答案 不是。赖氨酸含有两个NH2，天冬氨酸含有两个COOH。,3.结合上图分析：一个氨基酸中是否都只含有一个NH2和一个COOH?,赖氨酸 天冬氨酸,4.下图化合物是不是构成蛋白
4、质的氨基酸？为什么？,答案,答案 不是。氨基和羧基不连在同一个碳原子上。,5.已知甘氨酸的分子式可表示为C2H5NO2，而缬氨酸的R基为： CHCH3CH3，那么缬氨酸的分子式是怎样的？,答案 C5H11NO2。,氨基酸的结构通式的理解,知识整合,1.下列有关氨基酸的描述，正确的是 A.氨基酸是构成蛋白质的基本单位，由氨基和羧基组成 B.每种氨基酸至少具有一个氨基和一个羧基 C.人体内的氨基酸必须从食物中获取 D.每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素,拓展应用,答案,解析,解析 氨基酸可由体内细胞合成；除含有C、H、O、N四种元素外，有的还含有P、S等。,2.下列哪项不是构成蛋白质的氨
5、基酸A. B. C. D.,答案,解析,解析 每种氨基酸分子至少都有一个氨基和一个羧基，并且连接在同一个碳原子上。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示，各种氨基酸的不同就在于R基的不同。,“一查二看法”判断氨基酸 一查是否有氨基和羧基； 二看氨基和羧基是否连接在同一个碳原子上。,二、蛋白质的形成过程,(1)过程a的名称是 ，其中产物水中的H原子来自R2所在氨基酸的 和R1所在氨基酸的 ，氧原子来自R1所在氨基酸的 。 (2)结构b的名称是 ，其结构式是。 (3)化合物c的名称是 。,1.二肽的形成,脱水缩合,氨基,羧基,羧基,肽键,CONH,基础梳理,二肽,2.蛋白质
6、的结构层次 C、H、O、N等元素 二肽1条或几条， 。,多肽,蛋白质,氨基酸,下图是氨基酸形成蛋白质的过程图解，请分析回答下列问题：,问题探究,答案 R基中的氨基或羧基未参与反应，生成的肽链中的氨基或羧基位于肽链的一端和R基中。,1.若R基中含有氨基或羧基，在脱水缩合反应中，R基中的氨基或羧基是否参与了反应？生成的肽链中氨基或羧基位于何处？,答案,答案 1条或者几条肽链盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。,2.多肽通常被称为肽链，肽链构成蛋白质的过程中主要变化是什么？,答案,3.分析氨基酸形成蛋白质过程中的有关计算规律： (1)若4个氨基酸形成1条肽链，则该过程要脱去水分子多少个？形成多
7、少个肽键？该多肽链的名称是什么？,答案,答案 会脱去3分子水，形成3个肽键，该多肽称为四肽。,(2)若m个氨基酸形成1条肽链，则该过程要脱去水分子多少个？形成多少个肽键？该多肽链至少有几个氨基和几个羧基？,答案 会脱去(m1)个水分子，形成(m1)个肽键，至少含有1个氨基和1个羧基。,(3)若m个氨基酸形成了n条肽链，上述问题的答案又分别是什么？,答案 脱去(mn)个水分子，形成(mn)个肽键，至少含有n个氨基和n个羧基。,(4)若m个氨基酸形成1条环状的多肽，如右图。则该过程要脱去水分子多少个？形成多少个肽键？,答案,答案 脱去水分子m个，形成m个肽键。,(5)若氨基酸的平均分子量为120，
8、则20个氨基酸形成1条肽链时，所形成肽链的分子量是多少？,答案 1202018(201)2 058。,蛋白质相关计算方法规律 (1)已知形成某蛋白质的氨基酸个数为m，肽链数为n，氨基酸的平均相对分子量为a，则该蛋白质：,知识整合,(2)环肽的脱水数目和氨基酸数目相等。 (3)二硫键“SS”是由两个“SH”脱下2个H形成的，计算分子量时需要考虑。,3.如图甲为某蛋白质的肽链结构示意图(其中数字为氨基酸序号)，图乙为部分肽链放大图，请据图判断下列叙述中正确的是A.该蛋白质中含有1条肽链，124个肽键 B.甲经过变性会形成124个氨基酸 C.从图乙可推知该肽链至少含有2个游离的羧基 D.图乙中的NH
9、2不参与脱水缩合反应,拓展应用,答案,解析,解析 肽键数目氨基酸数目肽链数目1241123(个)，A错误。 变性是指蛋白质空间结构的破坏，肽键不会断裂，B错误。 游离的羧基的数目至少应为3个，C错误。 图乙中的NH2在R基中，不参与脱水缩合反应，D正确。,4.下图是某蛋白质分子的结构示意图，图中“、”等表示不同种类的氨基酸，图中甲链由21个氨基酸组成，乙链由19个氨基酸组成，图中“SS”是在蛋白质加工过程中由两个“SH”脱下2个H形成的。下列有关叙述中，错误的是A.形成该蛋白质分子时脱去38分子的水 B.该蛋白质分子中至少含有两个羧基 C.图中“”表示肽键，可简写为CONH D.形成该蛋白质分
10、子时相对分子质量减少了686,答案,解析,解析 在形成该蛋白质分子的过程中脱去38分子的水，同时形成一个二硫键，失去2个H，相对分子质量减少38182686，A、D正确； 通过分析肽链分子的结构，不难发现每条多肽链至少含有一个羧基(COOH)和一个氨基(NH2)，B正确； 图中“”代表肽键，表示为CONH，C错误。,5.根据下图所示化合物的结构分析回答下列问题：(1)该化合物中，表示_，表示_。,答案,解析,氨基,羧基,解析 题图中是氨基；是羧基；、表示肽键；、是R基。该化合物为四肽，是由4个氨基酸脱去3个水分子形成的。氨基酸种类不同，是由R基决定的，而该化合物含有游离的氨基(羧基)数等于肽链
11、数与R基中氨基(羧基)数之和。,(2)该化合物由_个氨基酸失去_个水分子而形成，这种反应叫做_。 (3)该化合物中的氨基酸种类不同，是由_决定的，其编号是_。 (4)该化合物称为_，含_个肽键，编号是_。 (5)该化合物含有_个游离的氨基和_个游离的羧基。 (6)该化合物水解时被破坏的是_。,答案,4,3,脱水缩合,R基,四肽,3,2,2,肽键,根据多肽结构来判断氨基酸的个数和种类的方法 解答时可以按照以下步骤进行：找到所有的肽键(CONH)用长竖线将肽键分开，将多肽分成多个部分，每一部分是一个氨基酸残基得出氨基酸数目，有几个氨基酸就是几肽找出氨基酸的R基，确定氨基酸的种类。,三、蛋白质结构和
12、功能的多样性,(1)图甲说明： 不同，构成的肽链不同。 (2)图乙说明： 不同，构成的肽链不同。 (3)图丙说明： 不同，构成的肽链不同。 (4)图丁说明： 不同，构成的蛋白质不同。,1.蛋白质结构的多样性,氨基酸的种类,氨基酸的数目,氨基酸的排列顺序,基础梳理,肽链的数目和空间结构,2.蛋白质功能的多样性,细胞和生物体,催化,运输,免疫,信息传递和调节,1.血红蛋白是由4条多肽链组成的蛋白质。下图展示了血红蛋白的水解和变性过程，二者有何区别？,问题探究,答案,答案 水解是蛋白质或者多肽中肽键断裂，分解为氨基酸的过程，和脱水缩合的过程相反。变性是蛋白质空间结构被破坏的过程，此过程肽键不断裂。,
13、2.假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形分析： (1)每种氨基酸足够的情况下，可形成二肽的种类为几种？可形成三肽的种类为几种？,答案,答案 9；27。,(2)每种氨基酸只有一个的情况下，可形成二肽的种类为几种？可形成三肽的种类为几种？,答案 6；6。,3.营养不良会出现贫血和免疫力下降等现象，从蛋白质的功能分析，其原因是什么？,答案,答案 营养不良导致蛋白质的摄入量不足，影响血红蛋白和抗体的生成，出现贫血和免疫力下降。,蛋白质分子结构多样性的原因有：氨基酸的种类、数目和排列顺序不同；多肽链的条数及形成的空间结构不同。蛋白质结构的多样性决定了其功能的多样性。
14、,知识整合,6.生物体内的蛋白质千差万别，其原因不可能是 A.组成肽键的化学元素不同 B.组成蛋白质的氨基酸种类和数目不同 C.氨基酸排列顺序不同 D.蛋白质的空间结构不同,拓展应用,解析 蛋白质的种类取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构。组成肽键的化学元素都是C、H、O、N。,答案,解析,7.蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。下面有关蛋白质的叙述，正确的是 A.蛋白质具有多样性的原因是氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构不同 B.每一种蛋白质中都含有20种氨基酸 C.蛋白质不能为生命活动提供能量 D.酶都是蛋白质，激素也都是蛋白质
15、,答案,解析,解析 蛋白质具有多样性的原因是氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构不同；在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种，一种蛋白质中的氨基酸不一定有20种；蛋白质蕴含着丰富的能量，也能为生命活动提供能量；酶大多是蛋白质，少数为RNA，有的激素的化学本质不是蛋白质，如性激素为固醇。,课堂小结,C、H、O、N,必需,非必需,水分子,肽链,一个,一个,水分子,结构蛋白,种类,数目,排列,顺序,催 化,运 输,当堂检测,1.能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组排列顺序是 氨基酸 C、H、O、N等元素 氨基酸分子相互结合 多肽 形成一定的空间结构 A. B. C. D.,答案,解
16、析,2,3,4,5,1,解析 蛋白质分子由简到繁的结构层次是C、H、O、N等元素氨基酸氨基酸分子相互结合多肽形成一定的空间结构。,2.某药物H3Z是一种多肽类的激素，能使人对陌生人产生信赖感，有助于治疗孤独症等病症。下列有关叙述正确的是 A.H3Z的基本组成元素是C、H、O B.合成H3Z时生成的水中的H原子只来自氨基 C.孤独症患者直接口服少量H3Z就可以有效地缓解症状 D.若H3Z被水解成1个2肽，3个4肽，5个6肽，则这些短肽肽键总数是35,答案,解析,2,3,4,5,1,解析 药物H3Z是一种多肽类的激素，其基本组成元素是C、H、O、N，A错误； 氨基酸脱水缩合时，生成的水中的H原子来
17、自氨基和羧基，B错误； 孤独症患者直接口服少量H3Z不会有效，因其会被胃蛋白酶消化分解，C错误； 若H3Z被水解成1个2肽，3个4肽，5个6肽，则这些短肽肽键总数是(21)3(41)5(61)35，D正确。,2,3,4,5,1,3.胰岛素由、两条链组成，共含51个氨基酸。下列叙述中错误的是 A.氨基酸脱水缩合产生水，其中的氢全部来自于羧基 B.胰岛素能与双缩脲试剂发生紫色反应 C.胰岛素能降低血糖体现了蛋白质具有信息传递的功能 D.一个胰岛素分子全部水解为氨基酸，需要消耗49个水分子,答案,解析,解析 氨基酸脱水缩合产生水，其中的氢来自于一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基，其所形成的肽键能与
18、双缩脲试剂发生紫色反应；胰岛素能与细胞膜上的受体结合促进细胞对血糖的利用从而降低血糖浓度，体现了蛋白质具有信息传递的功能；一个胰岛素分子由、两条链组成，共含51个氨基酸，因此全部水解需消耗51249个水分子。,2,3,4,5,1,解析 形成的产物称为五肽；形成五肽时脱去4分子水，相对分子质量减少了72；丙氨酸R基中不含有氨基和羧基，故由5个丙氨酸脱水缩合形成的五肽中只含有1个氨基和1个羧基。,4.已知丙氨酸的R基是CH3，则下列关于5个丙氨酸脱水缩合形成多肽的过程的叙述，正确的是 A.产物中含有4个肽键(NHCO)称为四肽 B.产物多肽的相对分子质量相对于反应物减少了90 C.产物多肽的分子式
19、为C15H27O6N5，含有5个氨基(NH2)和5个羧基(COOH) D.产物水中的H既来自氨基又来自羧基，O只来自羧基,答案,解析,2,3,4,5,1,5.如图所示的几种符号代表不同种类的氨基酸，请据图回答下列问题：(1)它们结构的差别在于_的不同。 (2)7种氨基酸通过_的方式形成一条肽链，此过程可形成_个肽键，脱去_个水分子，相对分子质量减少了_。,答案,R基,2,3,4,5,1,脱水缩合,6,108,6,解析,解析 构成天然蛋白质的氨基酸约有20种，它们有共同的结构通式，其中R基的不同是决定氨基酸种类的唯一因素。氨基酸分子通过脱水缩合形成肽链，相邻两个氨基酸缩合后通过肽键相连接并失去一个水分子，因此减少的相对分子质量为失去的水分子的相对分子质量之和。蛋白质的空间结构不仅跟氨基酸的数目、种类和排列顺序有关，还与肽链的盘曲折叠方式有关，蛋白质分子结构的复杂性决定了其功能的多样性。,2,3,4,5,1,(3)如果上述肽链原长度不变，改变其中的_，就可改变该肽链的性质。 (4)若两个蛋白质分子均由两条(2)中的肽链构成，那么这两个蛋白质分子的功能是否一定相同？原因是什么？ _ _。,答案,氨基酸的排列顺序,2,3,4,5,1,不一定相同。因为分别由相同的两条肽链经盘曲折叠可形成空间结构 不同的两种蛋白质分子,本课结束,