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1、第2课时蛋白质的结构和功能学 习 目 标核 心 素 养阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成。1.从结构与功能相适应的视角，理解蛋白质的结构与功能。2.通过对不同氨基酸结构的比较，说出氨基酸的结构特点。3.关注蛋白质研究的新进展，增强爱国主义情感。一、蛋白质的组成元素和基本单位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.
2、过程氨基酸脱水缩合二肽：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)过程这种结合方式缩合形成的化合物称为二肽。产物H2O的原子来源产物的虚线框内的结构是肽键，表示为。由三个或三个以上的氨基酸经以上过程形成的产物称为多肽。3蛋白质结构多样性的原因(1)氨基酸方面(2)肽链方面4蛋白质的功能(连线)功能实例催化a抗体运输 b大多数酶运动 c脂蛋白结构 d细胞膜成分防御 e某些激素调控 f肌肉答案：bcfd
3、ae1蛋白质的多样性不仅取决于氨基酸，还与肽链数目及形成的空间结构有关。()2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。()3所有蛋白质分子均含20种氨基酸。()4分子式中只要有氨基和羧基，就一定是构成生物体蛋白质的氨基酸。()5每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上。()6蛋白质的结构具有多样性，功能也具有多样性。()答案1.2提示：蛋白质的多样性原因还有肽链形成的空间结构不同。3提示：构成蛋白质的氨基酸有20种，但不是每种蛋白质都含20种氨基酸。4提示：构成生物体蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且必须有一个氨基和一个羧基连
4、接在同一个碳原子上。5提示：每种氨基酸分子都至少含有一个氨基和一个羧基，且有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。6氨基酸的结构及其种类问题探究观察下列几种氨基酸的结构。1这些氨基酸的结构具有什么共同特点？提示：每个氨基酸都有氨基和羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。2“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？提示：“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中主要的部分氨基和羧基。讲解归纳1氨基酸的结构通式2结构通式分析(1)数量：至少含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)，“至少”的原因是在R基中也可能含有氨基和羧基，如：(2)位置：必须有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH
5、)连在同一个碳原子上，如：氨基与羧基未连接在同一个碳原子上，不是构成生物体蛋白质的氨基酸。(3)R基分析。R基的判断：排除法，即找出氨基酸的共同体(连接在同一碳原子上的NH2、COOH和H)，剩下的部分为R基。决定氨基酸的种类和理化性质。决定氨基酸中所含有氨基和羧基的数量：除了连接在同一个碳原子上的氨基和羧基外，多余的氨基和羧基一定位于R基中。决定氨基酸的组成元素：氨基酸结构通式中含有C、H、O、N四种元素，若含有其他元素则一定位于R基中。1以下是四种构成蛋白质的氨基酸的结构式，下列叙述错误的是() A构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、NB上述四种氨基酸的R基依次是H、CH3、CH2O
6、H、CH2COOHCR基中可以有氨基或羧基D只要含有氨基和羧基的化合物就是构成蛋白质的氨基酸D构成四种氨基酸的基本元素是C、H、O、N，A项正确；题干中四种氨基酸的R基依次是H、CH3、CH2OH、CH2COOH，B项正确；构成蛋白质的氨基酸中至少有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，其结构通式为：，R基中可以有氨基或羧基，C项正确、D项错误。2谷氨酸的R基为C3H5O2，1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是()A5、9、4、1 B4、8、5、1C5、8、4、1 D4、9、4、1A根据组成蛋白质的氨基酸的结构通式：，知道了R基为C3H5O2，就可以求出谷氨
7、酸的分子中含碳原子235(个)，氢原子459(个)，氧原子224(个)，氮原子1个。氨基酸的脱水缩合及相关计算问题探究结合“氨基酸脱水缩合示意图”，思考并探讨：(1)氨基酸脱水缩合过程中参与“脱水”的结构是哪部分？R基中的氨基或羧基参与脱水缩合吗？_(2)试在上图多肽中用虚线框标出所含肽键。形成1个肽键的同时脱掉1分子H2O，H2O中的H和O来源相同吗？为什么？_(3)探讨该多肽中氨基和羧基的数量和位置至少含有氨基和羧基的数量：_。这些氨基和羧基分布于肽链的位置：_。(1)提示：相邻氨基酸，其中一个氨基酸中与中心碳原子相连的COOH(羧基)与另一个氨基酸中与中心碳原子相连的NH2(氨基)。R基
8、中的氨基或羧基不参与脱水缩合。(2)提示：多肽中的肽键：不完全相同。H来源于氨基和羧基，O只来源于羧基。(3)提示：一个分别分布于肽链的两端讲解归纳(1)蛋白质的结构层次C、H、O、N等元素氨基酸二肽三肽多肽蛋白质(2)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：R基团未参与反应。第一个氨基酸分子的羧基(基团)脱去OH，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。形成的化合物叫做二肽。若不考虑R基，该二肽分子中还含有一个游离的
9、氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端。蛋白质分子的形成氨基酸多肽蛋白质。(3)氨基酸脱水缩合的相关计算规律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，有以下数量关系：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1n1n1至少1个至少1个na18(n1)mnmnm至少m个至少m个na18(nm)1下图为脑啡肽的结构简式，据图分析下列说法正确的是()A该脑啡肽由4个氨基酸脱水缩合而成，称为四肽，含有4个肽键B该脑啡肽中含1个游离的氨基，2个游离的羧基C高温、X射线、强酸等会引起蛋白质的空间结构遭到破坏而变性D形成该脑啡肽时，脱去的水中的氧来自羧
10、基，氢来自氨基C图示为脑啡肽的结构简式，图中该分子有4个肽键，所以是由5个氨基酸分子脱水缩合形成的，称为五肽，A项错误；该脑啡肽中含有1个游离的氨基(最左边)和1个游离的羧基(最右边)，B项错误；高温、X射线、强酸等会破坏蛋白质的空间结构，从而引起蛋白质变性，C项正确；脱去的水中的氢来自氨基和羧基，D项错误。(1)该脑啡肽由几种氨基酸构成？提示：因为结构简式中R基共有4种，所以构成该脑啡肽的氨基酸有4种。(2)该脑啡肽水解时需要多少个水分子？提示：因为形成该脑啡肽时脱去4分子水， 故水解时需要4个水分子。2如图依次为丙氨酸、甘氨酸和天冬氨酸的结构，由这三个氨基酸脱水缩合所得到的肽链中，含有的氨
11、基、羧基和肽键的数目分别是() A1、1、3 B3、3、2C1、1、2 D1、2、2D由题中氨基酸的结构可知，丙氨酸含一个氨基和一个羧基，甘氨酸含一个氨基和一个羧基，天冬氨酸含一个氨基和两个羧基。1条肽链上的肽键数氨基酸数1、氨基数1R基上的氨基数、羧基数1R基上的羧基数。由这三个氨基酸脱水缩合形成三肽，该三肽中的氨基数1、羧基数2、肽键数2。特别提醒：1氨基酸结构通式的两个误写提醒：(1)不要将氨基错写为NH2或NH3。(2)不要将羧基误写为或COOH。2有关蛋白质计算的易错点：(1)R基所含有的氨基与羧基不参与脱水缩合，所以计算肽链中氨基或羧基数目时，应关注R基是否也含有氨基或羧基。(2)
12、蛋白质相对分子质量的计算中，若肽链间有SS(二硫键)时，则蛋白质的相对分子质量na18(nm)2k(n为氨基酸个数，a为氨基酸平均相对分子质量，m为肽链条数，k为SS的个数)，因为SS是由两个SH脱去两个H连接而成的。蛋白质结构的多样性和蛋白质的功能问题探究分析并说明以下图示分别表示蛋白质结构多样性的原因。(图示中：代表氨基酸；“”代表肽键)提示：(1)氨基酸的种类不同(2)氨基酸的数目不同(3)氨基酸的排列顺序不同(4)肽链形成的空间结构不同讲解归纳图解蛋白质结构多样性的四个原因和五种功能1哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如下图，各氨基酸
13、残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是()A两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物B氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基C肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关D两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同D两种激素都是由九个氨基酸脱水缩合形成的链状肽，A错误；氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中的氢分别来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基，B错误；肽链中游离的氨基酸数目与参与构成肽链的氨基酸的种类有关，C错误；根据以上分析可知，两种激素有两个氨基酸种类不同，进而导致两者的功能不同，D正确。2有关蛋白质结构与功能的叙述，错误的是()A蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关B数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链C将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失D氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构C生物体的结构决定其功能，因此蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关，氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构；数量相同的5种氨基酸可以有多种组合方式；抗体的化学本质是蛋白质，蛋白质溶于NaCl溶液中，会发生盐析现象，但不会造成其生物活性的丧失。
