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1、第二节生物大分子以碳链为骨架第二节生物大分子以碳链为骨架第第2课时课时蛋白质蛋白质课前前基基础认知知课堂堂重重难突破突破素养素养目目标定位定位随随堂堂训练素养目标定位目 标 素 养知 识 概 览1.列举生活实例,了解蛋白质的功能。2.通过归纳氨基酸的结构特点,学会归纳和概括的科学思维方法。3.阐述氨基酸形成蛋白质的过程。4.通过归纳蛋白质多样性的原因以及蛋白质的变性,体会结构与功能相适应的基本观念。课前基础认知自主自主预习一、蛋白质的功能一、蛋白质的功能生命活动的主要承载者生命活动的主要承载者蛋白质不是能量供给的主要来源蛋白质不是能量供给的主要来源,却在其他方面发挥着不可却在其他方面发挥着不可
2、替代的作用。如肌肉中的替代的作用。如肌肉中的收缩蛋白收缩蛋白、头发中的角蛋白、头发中的角蛋白、红细胞中的红细胞中的运输蛋白运输蛋白、种子中的储备蛋白等、种子中的储备蛋白等,都具有特都具有特殊的生物学功能。殊的生物学功能。二、蛋白质的结构二、蛋白质的结构1.组成元素组成元素:主要由主要由C、H、O、N四种元素组成四种元素组成,有有些些还还含含有有S元素。元素。2.基本单位基本单位:氨基酸氨基酸。(1)种类种类:约约20种。种。(2)生物生物通式通式:_。(3)结构特点结构特点:一个中央碳原子上通过共价键连接着四个基团一个中央碳原子上通过共价键连接着四个基团,即一即一个个氨基氨基(NH2)、一一个
3、个羧基羧基(COOH)、一个一个H和和一一个个R基团基团。(4)不同氨基酸的区别不同氨基酸的区别在于在于R基团基团的的不同。不同。(5)R基团中也可能基团中也可能含有含有氨基氨基或或羧基羧基,有时还有时还含有含有硫原子硫原子。3.脱水缩合的过程脱水缩合的过程两个氨基酸分子发生脱水缩合两个氨基酸分子发生脱水缩合,形成二肽形成二肽,其间的化学键称其间的化学键称为为肽键肽键。许多个氨基酸以肽键连成一长串的肽链。许多个氨基酸以肽键连成一长串的肽链,称为称为多肽。多肽。4.结构多样性的原因结构多样性的原因(1)组成蛋白质多肽链的氨基酸在组成蛋白质多肽链的氨基酸在种类种类、数目数目和和排列顺序排列顺序上各
4、不相同。上各不相同。(2)蛋白质分子的蛋白质分子的空间结构空间结构多种多样。多种多样。试判断下列有机酸试判断下列有机酸是是不不是是组成生物体内蛋白质的氨基酸组成生物体内蛋白质的氨基酸?并说出判断理由。并说出判断理由。判断判断:是是。理由。理由:具有一个氨基、一个羧基、一个具有一个氨基、一个羧基、一个H和一个和一个R基团基团,且都连接在同一个中央碳原子上且都连接在同一个中央碳原子上。判断判断:不是不是。理由。理由:虽然具有氨基和羧基虽然具有氨基和羧基,但没有连接但没有连接在同一个碳原子上在同一个碳原子上。结合脱水缩合过程结合脱水缩合过程,分析失去的水分子中的氢和氧元素的来分析失去的水分子中的氢和
5、氧元素的来源源,以及肽键与失去水分子的数量关系。以及肽键与失去水分子的数量关系。提示提示:氢来源于氢来源于NH2和和COOH,氧来源于氧来源于COOH。形。形成的肽键数成的肽键数=失去的水分子数。失去的水分子数。预习检测1.判断题。判断题。(1)蛋白质是生物体主要的能源物质。蛋白质是生物体主要的能源物质。()(2)蛋白质区别于脂质的特有元素蛋白质区别于脂质的特有元素是是N。()(3)具有氨基和羧基的化合物具有氨基和羧基的化合物,不一定是构成蛋白质的氨基酸不一定是构成蛋白质的氨基酸。()(4)细胞中氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质细胞中氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质。()(
6、5)脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键就称为几肽。脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键就称为几肽。()2.甲硫氨酸的甲硫氨酸的R基基团团是是CH2CH2SCH3,它的分子式它的分子式是是()A.C5H11O2NSB.C3H7SC.C4H11O2SD.C5H10O2N答案答案:A解析解析:氨基酸分子氨基酸分子的的生物生物通式通式为为,所以所以甲硫氨酸的分子式为甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS。3.神经细胞和肌肉细胞中含量最多的有机物都是蛋白质神经细胞和肌肉细胞中含量最多的有机物都是蛋白质,但二但二者功能完全不同者功能完全不同,从组成二者的蛋白质来考虑从组成二者的蛋白质来考虑,其原因不其原因不包含包
7、含()A.元素种类元素种类不同不同B.氨基酸的数目不同氨基酸的数目不同C.氨基酸的种类氨基酸的种类不同不同D.氨基酸的排列顺序不同氨基酸的排列顺序不同答案答案:A解析解析:蛋白质的差别取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序蛋白质的差别取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序的不同及蛋白质分子独特的空间结构。不同蛋白质的组成元的不同及蛋白质分子独特的空间结构。不同蛋白质的组成元素基本相同素基本相同,都有都有C、H、O、N,有的还含有有的还含有S等元素。等元素。4.下列关于下列关于“蚕丝蚕丝”主要成分的叙述主要成分的叙述,正确的是正确的是()A.它的基本组成单位的通式为它的基本组成单位的通式为CONHB.它
8、的形成过程中没有水产生它的形成过程中没有水产生C.它的基本组成单位是氨基酸它的基本组成单位是氨基酸D.它一定含有的化学元素是它一定含有的化学元素是C、H、O、N、P、Fe答案答案:C解析解析:蚕丝的主要成分是蛋白质。蛋白质的组成单位是氨基蚕丝的主要成分是蛋白质。蛋白质的组成单位是氨基酸酸,其其生物生物通式通式为为。蛋白质是通过氨基酸的脱。蛋白质是通过氨基酸的脱水缩合形成的水缩合形成的,其形成过程中会产生水。蛋白质中不一定含其形成过程中会产生水。蛋白质中不一定含有有P、Fe元素。元素。课堂重难突破一一蛋白蛋白质的功能和氨基酸的功能和氨基酸重重难归纳1.蛋白质是生命活动的主要承载者蛋白质是生命活动
9、的主要承载者(1)具有收缩功能具有收缩功能,如肌肉中的收缩蛋白。如肌肉中的收缩蛋白。(2)可作为生物体与细胞的组成成分可作为生物体与细胞的组成成分(结构蛋白结构蛋白),如头发中的如头发中的角蛋白。角蛋白。(3)具有运输功能具有运输功能,如红细胞中的运输蛋白。如红细胞中的运输蛋白。(4)具有储备功能具有储备功能,如种子中的储备蛋白。如种子中的储备蛋白。2.基本单位基本单位氨基酸氨基酸(1)种类种类:约约20种。不同氨基酸的种。不同氨基酸的R基团不同。基团不同。(2)生物生物通式通式:。(3)结构特点结构特点:一个中央碳原子上连接着一个氨基、一个羧基一个中央碳原子上连接着一个氨基、一个羧基、一个、
10、一个H和一个和一个R基团。基团。归纳总结归纳总结1.蛋白质蛋白质的基本组成元素有的基本组成元素有C、H、O、N,有的还含有有的还含有S元素。元素。2.氨基酸氨基酸是构成蛋白质的基本单位。是构成蛋白质的基本单位。3.蛋白质蛋白质是一种高分子化合物是一种高分子化合物,蛋白质功能的多样性是由结构蛋白质功能的多样性是由结构多样性决定的。多样性决定的。4.氨基酸氨基酸中不一定都只含有一个中不一定都只含有一个NH2和一个和一个COOH,有的有的在在R基团中也含有基团中也含有NH2或或COOH。营养不良会出现贫血现象营养不良会出现贫血现象,试从蛋白质的功能角度分析其原试从蛋白质的功能角度分析其原因。因。提示
11、提示:营养不良导致蛋白质摄入不足营养不良导致蛋白质摄入不足,影响红细胞中血红蛋影响红细胞中血红蛋白的合成白的合成,而血红蛋白具有运输而血红蛋白具有运输O2的功能的功能,是一种运输蛋白。是一种运输蛋白。典例剖析典例剖析下列物质中下列物质中,不属于构成生物体内蛋白质的氨基酸的不属于构成生物体内蛋白质的氨基酸的是是()答案答案:B解析解析:组成生物体内蛋白质的氨基酸的结构特点是一个氨基、组成生物体内蛋白质的氨基酸的结构特点是一个氨基、一个羧基、一个一个羧基、一个H和一个和一个R基团通过共价键连接在同一个中基团通过共价键连接在同一个中央碳原子上。央碳原子上。方法技巧方法技巧组成组成蛋白质的氨基酸的判断
12、蛋白质的氨基酸的判断方法方法(1)判断依据判断依据:氨基酸中氨基、羧基数目和连接位置。氨基酸中氨基、羧基数目和连接位置。(2)判断方法判断方法从数量上看从数量上看:至少有一个至少有一个NH2和一个和一个COOH。从位置上看从位置上看,必须有一个必须有一个NH2和一个和一个COOH连在同一连在同一个中央碳原子上。个中央碳原子上。学以致用学以致用下列关于生物体内氨基酸的叙述下列关于生物体内氨基酸的叙述,错误的是错误的是()A.构成蛋白质的氨基酸分子的基本元素是构成蛋白质的氨基酸分子的基本元素是C、H、O、NB.人体内的氨基酸均是在人体细胞内合成的人体内的氨基酸均是在人体细胞内合成的C.氨基酸的代谢
13、终产物是水、二氧化碳和尿素氨基酸的代谢终产物是水、二氧化碳和尿素D.氨基酸的氨基酸的R基基团团中中可以有氨基和羧基可以有氨基和羧基答案答案:B解析解析:根据氨基酸的通式可知根据氨基酸的通式可知,氨基酸的基本组成元素是氨基酸的基本组成元素是C、H、O、N。人体内的必需氨基酸不能在体内合成。人体内的必需氨基酸不能在体内合成,只能从外只能从外界获取。在人体内氨基酸经脱氨基作用形成的含氮部分转变界获取。在人体内氨基酸经脱氨基作用形成的含氮部分转变为尿素为尿素,不含氮部分氧化分解形成不含氮部分氧化分解形成CO2和和H2O。氨基酸的。氨基酸的R基基团中可以含有氨基和羧基。团中可以含有氨基和羧基。二二蛋白蛋
14、白质的形成的形成过程程重重难归纳二肽的形成二肽的形成(1)过程过程a是脱水缩合是脱水缩合,其中产物水中的氢原子来自其中产物水中的氢原子来自R1所在氨所在氨基酸的羧基和基酸的羧基和R2所在氨基酸的氨基所在氨基酸的氨基,氧原子来自氧原子来自R1所在氨基所在氨基酸的羧基。酸的羧基。(2)化学键化学键b是肽键。是肽键。(3)化合物化合物c是二肽。是二肽。助学巧记助学巧记1.肽肽的名称的名称:一条多肽链由几个氨基酸分子脱水缩合而成就称一条多肽链由几个氨基酸分子脱水缩合而成就称为几肽为几肽,如由六个氨基酸分子脱水缩合而成的一条肽链称为如由六个氨基酸分子脱水缩合而成的一条肽链称为六肽。六肽。2.蛋白质蛋白质
15、的结构层次的结构层次C、H、O、N等元素等元素氨基酸氨基酸多肽多肽蛋白质。蛋白质。若若R基团中含有氨基或羧基基团中含有氨基或羧基,在脱水缩合过程中在脱水缩合过程中,R基团中的基团中的氨基或羧基是否参与了反应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生成的肽链中氨基或羧基位于何处何处?提示提示:否否。生成的肽链中氨基或羧基位于肽链的一端和生成的肽链中氨基或羧基位于肽链的一端和R基基团中。团中。典例剖析典例剖析回答下列有关氨基酸脱水缩合形成蛋白质的问题。回答下列有关氨基酸脱水缩合形成蛋白质的问题。(1)若若4个氨基酸形成个氨基酸形成1条多肽链条多肽链,则该过程要脱去多少个水分则该过程要脱
16、去多少个水分子子?形成多少个肽键形成多少个肽键?该多肽的名称是什么该多肽的名称是什么?答案答案:脱去脱去3个水分子个水分子;形成形成3个肽键个肽键;该多肽称为四肽。该多肽称为四肽。(2)若若m个氨基酸形成个氨基酸形成1条多肽链条多肽链,则该过程要脱去多少个水则该过程要脱去多少个水分子分子?形成多少个肽键形成多少个肽键?该多肽链至少有几个氨基和几个羧基该多肽链至少有几个氨基和几个羧基?答案答案:脱去脱去(m-1)个水分子个水分子;形成形成(m-1)个肽键个肽键;至少含有至少含有1个氨个氨基和基和1个羧基。个羧基。(3)若若m个氨基酸形成了个氨基酸形成了n条多肽链条多肽链,问题问题(2)的答案又分别是的答案又分别是什么什么?答案答案:脱去脱去(m-n)个水分子个水分子,形成形成(m-n)个肽键个肽键,至少含有至少含有n个氨个氨基和基和n个羧基。个羧基。(4)若若m个氨基酸形成个氨基酸形成1条环状的多肽条环状的多肽,则该过程要脱去多少则该过程要脱去多少个水分子个水分子?形成多少个肽键形成多少个肽键?答案答案:脱去脱去m个水分子个水分子,形成形成m个肽键。个肽键。(5)若氨基酸的平均相对分子质
