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1、第2课时蛋白质的结构和功能目标导航1.结合教材P17，简述氨基酸的结构特点。2.结合教材P18及图212，理解脱水缩合过程及相关计算。3.结合教材P1819，阐述蛋白质结构多样性的原因，认同蛋白质是生命活动的主要承担者。4.结合教材P19边做边学，尝试检测组织中的蛋白质。一、蛋白质的组成元素和基本单位(阅读P17)1.组成元素：C、H、O、N，大多数蛋白质还含S。2.基本单位：氨基酸，约20种。(1)通式(2)共性：都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。(3)种类：由R基决定。二、蛋白质的形成(阅读P1718)蛋白质是生物大分子，由许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键相连而成。1.过程氨基酸
2、,脱水缩合二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物多肽：由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，通常呈链状盘曲、折叠蛋白质：具有复杂的空间结构2.脱水缩合(1)概念：一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水的结合方式，叫做脱水缩合。(2)形成的化学键：肽键，表示为CONH。3.蛋白质的结构多样性的原因由于组成肽链的氨基酸在种类、数目、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，所以蛋白质具有多样性。三、蛋白质的功能(阅读P19)把下面内容连线四、鉴定蛋白质(阅读P19)在碱性溶液(NaOH)中，肽键能与Cu2作用，形成紫色的络合物。一、蛋白质的基本组成单
3、位氨基酸1.元素组成氨基酸一定含有C、H、O、N四种元素，可能含有P和S元素，还可能含有Fe等微量元素，如血红蛋白。2.结构通式3.结构特点(1)NH2和COOH的数目：每种氨基酸都至少含有一个NH2和一个COOH，也可以是几个(因为R基中可能含有氨基或羧基)(见下图)。(2)NH2和COOH的位置：构成蛋白质的氨基酸都有一个NH2和一个COOH连接在同一个碳原子上，否则就不是构成蛋白质的氨基酸。反例：缺羧基：NH2CH2CH2OHCOOH缺氨基：氨基与羧基不连接在同一个“C”上：1.氨基酸的通式(不包括R基)中分别含有多少个C、H、O、N原子？氨基酸的通式(不包括R基)的分子量是多少？答案2
4、421742.蛋白质为什么不能被人体直接吸收？答案蛋白质的分子量一般很大，不能被直接吸收，只有被消化成小分子的氨基酸才能被人体吸收。3.观察下列二种氨基酸的分子结构，说出其特点。答案谷氨酸R基中有COOH，赖氨酸R基中有NH2。4.观察下列几种氨基酸的结构图，说出各种氨基酸共有的元素有哪些？若还有其他元素位于何处？答案各种氨基酸都含有的元素是C、H、O、N，若还有其他元素，则位于R基上，如半胱氨酸的R基上还含有S元素。1.下列哪项不是构成蛋白质的氨基酸()问题导析(1)氨基酸中应含有氨基和羧基。(2)氨基酸都有一个氨基和一个羧基应连在同一个C原子上。答案B一题多变(1)分别写出上述构成蛋白质的
5、氨基酸的R基_。(2)判断正误：分子式中只要有氨基和羧基，就可以判断为构成生物体的氨基酸。()R基中也可能存在氨基和羧基。()氨基酸的组成元素是C、H、O、N、P。()答案(1)A.CH2NH2C.CH2CH2COOHD.CH2COOH(2)二、蛋白质的形成1.脱水缩合过程图解该反应过程：第一个氨基酸分子的羧基和第二个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水的结合方式，叫做脱水缩合。具有以下特点：(1)R基团未参与反应。(2)第一个氨基酸分子的羧基(基团)脱去羟基，第二个氨基酸分子的氨基(基团)脱去H，两氨基酸脱去部分结合形成水。两个氨基酸之间新形成的化学键称作肽键，表示为CONH。形成的化合
6、物叫做二肽。(3)若不考虑R基，该二肽分子中还含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端。2.蛋白质分子的形成氨基酸多肽蛋白质。3.计算规律(1)若是m个氨基酸形成n条链，会脱去mn分子水，形成mn个肽键。(2)假设氨基酸的平均分子量为a，则m个氨基酸形成n条链时，所形成肽链的分子量为ma18(mn)。(3)一条肽链至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基；m个氨基酸脱水缩合形成n条链构成的蛋白质中，至少含有n个游离的氨基和n个游离的羧基。1.若R基中含有氨基或羧基，在脱水缩合反应中，R基中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R基中氨基或羧基未参与反应，生成
7、的肽链中的氨基或羧基位于肽链的一端和R基中。2.下列是某位同学对氨基、羧基及肽键的错误写法和多肽的错误命名，请改正。3.丙氨酸的R基为CH3，谷氨酸的R基为CH2CH2COOH，它们脱水缩合形成的二肽分子中，C、H、O原子的比例、游离氨基和羧基的个数分别是什么？答案由氨基酸的结构通式可以写出丙氨酸和谷氨酸的分子式分别为C3H7O2N、C5H9O4N，二者脱水缩合后，失掉一分子H2O，得到的二肽的分子式是C8H14O5N2，所以答案是8145；1个游离氨基，2个游离羧基。2.根据下图所示化合物的结构分析回答：(1)该化合物中，表示_，表示_。(2)该化合物由_个氨基酸失去_个水分子而形成，这种反
8、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。问题导析(1)先找到题图中肽键的位置及个数，确定链的“主干”。(2)确定为肽键，为氨基，羧基。(3)是R基。(4)该化合物为四肽，是由4个氨基酸脱去3个水分子形成的。(5)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)数等于肽链数与R基中氨基(羧基)数之和。答案(1)氨基羧基(2)43脱水缩合(3)R基(4)四肽3(5)22一题多变(1)上述化合物由几种氨基酸形成？如果数量足够多，这几种氨基酸最多可形成多少种五肽？
9、_。(2)若上述化合物中与反应则会形成环状肽，则该环状肽中含有几个肽键？几个氨基？几个羧基？_。答案(1)4451 024(2)4、1、1三、蛋白质结构多样性和功能多样性的关系1.两种蛋白质的氨基酸种类、数量、排列顺序都一样，但两者的功能相差很大，为什么？答案蛋白质的种类取决于氨基酸的种类、数量、排列顺序以及构成蛋白质的肽链在数目和空间结构上的不同。蛋白质的种类决定蛋白质的功能。2.下面是日常生活中的一些常识，你知道为什么吗？(1)加酶的洗衣粉不宜用开水溶解。(2)含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。答案(1)绝大多数酶的成分为蛋白质，蛋白质在高温时会变性，失去酶的功能。(2)加热以后，具备一
10、定空间结构的蛋白质分子链会松开，这是蛋白质的变性，蛋白质在变性后更加容易消化和吸收。3.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量不同C.氨基酸排列顺序不同D.蛋白质的空间结构不同问题导析(1)蛋白质的种类取决于氨基酸的种类、数量、排列顺序以及构成蛋白质的肽链在数目和空间结构上的不同。(2)组成肽键的化学元素都是C、H、O、N。答案A一题多变人体的肌肉主要由蛋白质组成。同样是肌肉，心肌具有自动收缩的特性，平滑肌有较强的舒张性，骨骼肌能够强有力的收缩，这些区别说明构成他们的蛋白质有区别，这些区别可能是_造成的。答案所含氨基酸的种类、数目
11、、排列顺序和肽链的数目和空间结构不同四、鉴定蛋白质1.实验原理鉴定生物组织中是否含有蛋白质时，常用的是双缩脲试剂。双缩脲试剂的成分是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液。在碱性溶液(NaOH)中，肽键能与Cu2作用，形成紫色或紫红色的络合物，这个反应叫做双缩脲反应。由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的“肽键”，因此，蛋白质可与双缩脲试剂发生颜色反应，从而用来鉴定蛋白质是否存在。2.实验目的：学会鉴定生物组织中的蛋白质。3.实验过程4.实验注意事项(1)鉴定时，应先加质量分数为0.1 g/mL的NaOH溶液造成碱性环境，再加质量分数为0.0
12、1 g/mL的CuSO4溶液。后者不能多加，否则会有蓝色的Cu(OH)2生成，遮盖颜色反应的真实结果。(2)若使用鸡卵清蛋白，必须稀释。如果蛋白液稀释不够，与鉴定试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不易进行彻底，并且试管也不容易刷洗干净。1.与斐林试剂相比，双缩脲试剂与其共有的成分是什么？又有何特别之处？答案双缩脲试剂与斐林试剂均由NaOH溶液和CuSO4溶液构成。只是CuSO4溶液的浓度不同。斐林试剂为0.05 g/mL，双缩脲试剂为0.01 g/mL。2.在使用程序上斐林试剂与双缩脲试剂有何不同？答案斐林试剂的两种溶液应混合后使用，双缩脲试剂应先加NaOH溶液，再加少量CuSO4溶液。
13、3.双缩脲试剂使用时需要加热吗？答案不需要。4.检测蛋白质时，向待测液中滴加的NaOH溶液是2 mL，而滴加的CuSO4溶液仅仅是34滴，试分析原因？答案CuSO4中的Cu2是蓝色，滴加过多时，会掩盖颜色反应。5.双缩脲试剂可以检测多肽化合物吗？答案可以。双缩脲试剂可以与含有两个以上肽键的多肽发生紫色反应。4.下列有关生物体中有关化合物的检测实验中，不正确的是()选项鉴定对象试剂颜色水浴加热生物材料A淀粉碘液蓝色不需要脱色的材料B还原性糖斐林试剂砖红色需要含糖量高的白色植物组织C蛋白质双缩脲试剂紫色需要豆浆、牛奶、鸡蛋清D脂肪苏丹染色液橘黄色不需要花生种子问题导析(1)淀粉遇碘变蓝色。(2)脂肪被苏丹染色液染成橘黄色。(3)蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。(4)还原性糖(如葡萄糖、果糖等)与斐林试剂发生作用，
