高中生物 第二章第一节蛋白质学案 人教版

用心 爱心 专心1 导学案二 导学案二 2 2 生命活动的主要承担者生命活动的主要承担者 蛋白质蛋白质 一 学习目标 1 说明氨基酸的结构特点 以及氨基酸形成蛋白质的过程 2 概述蛋白质的结构和功能 3 认同蛋白质是生命活动的主要承担者 4 关注蛋白质研究的新进展 二 学习重点 难点 重点 1 氨基酸的结构特点 以及氨基酸形成蛋白质的过程 2 蛋白质的结构和功能 难点 1 氨基酸形成蛋白质的过程 2 蛋白质多样性的原因 三 知识结构 氨基酸分子的结构通式 氨基酸分子的组成元素 氨基酸及其种类 必需氨基酸 非必需氨基酸 脱水缩合 生命活动的主要承担者 蛋白质 蛋白质的结构及其多样性 结构多样性的原因 结构蛋白 酶 蛋白质的功能 载体蛋白 功能蛋白 激素蛋白 抗体 第一课时 知识点自主学习 一 问题探讨 1 你知道有哪些富含蛋白质的食品 2 为什么有些食品中要添加某些氨基酸 3 你知道蛋白质在生命活动中的主要作用有哪些 用心 爱心 专心2 4 食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢 蛋白质与氨基酸是什么关系 二 氨基酸的结构与种类 提示 氨基酸的 COOHCOOH NH2 NH2 都是有机化合物中的重要官能团 COOHCOOH 是酸性基团 称为是酸性基团 称为 羧基 羧基 NH2 NH2 为碱性基团 称为羧基 为碱性基团 称为羧基 问题 1 生物体中组成蛋白质的氨基酸共有多少种 2 观察课本 P20的几种氨基酸的结构 思考讨论 1 这些氨基酸的结构具有什么共同特点 判断某分子是不是氨基酸的依据 每种氨基酸分子至少 并且 查阅资料试解释 至少 的含义 这个碳 原子还连接一个 和一个 通常用 表示 2 不同的氨基酸分子的区别在哪儿 3 氨基酸 这一名词与其分子结构有对应关系吗 4 写出氨基酸的结构通式并用语言表述 公共部分和非公共部分 3 结合氨基酸结构回答 组成蛋白质的化学元素主要有那些 4 什么是必需氨基酸 包括哪些 8 种 先查阅资料获得 5 什么是非必需氨基酸 二 蛋白质的结构及其多样性 一 蛋白质的结构 观察图 2 4 说说从氨基酸合成蛋白质的大致过程是怎样的 一个氨基酸分子的 和另一个氨基酸分子的 相连接 同时脱去 这种结合方式叫 连接两个氨基酸分子的化学键是 叫做 由这两个氨基酸缩合而成的化合物 叫做 由此类推 多个氨基酸通过 互相结合 形成 多 用心 爱心 专心3 肽呈 结构 叫做 多肽的命名是以氨基酸的数目还是肽键的数目 为准 肽链通过盘曲折叠形成有一定空间结构的蛋白质分子 关于氨基酸缩合反应的计算 1 n 个氨基酸形成一条肽链时 脱掉几个水分子 形成几个肽键 2 如果 n 个氨基酸形成 m 条肽链呢 这 m 条肽链至少应具有的氨基数和羧基数是多少 3 如果用 20 个不同的字母分别代表 20 种氨基酸 若写出由 10 个氨基酸组成的长链 可 以写出多少条互不相同的长链 试着说出蛋白质种类多种多样的原因 提示 一个蛋白 质分子往往含有成百上千个氨基酸 例题精选 用心 爱心 专心4 1 分组讨论以下哪些是组成蛋白质的氨基酸分组讨论以下哪些是组成蛋白质的氨基酸 C H NH2COOH CH2 SH C H NH2 COOH CH2 SH CHNH2COOH CH2 OH C H NH2H CH2COOH 2 下列物质中 有的属于构成蛋白质的氨基酸 有的不是 若将其中构成蛋白质的 氨基酸缩合成蛋白质 则其中含有的氨基 羧基和肽键的数目依次是 NH2 CH2 COOH NH2 CH2 CH2OH NH2 CH CH2 COOH COOH NH2 CH CH2 COOH NH2 CH CH2 4 NH2 NH2 COOH A 2 2 2 B 3 3 2 C 4 3 3 D 3 4 3 解析 首先根据氨基酸分子的结构通式判断哪些物质是构成蛋白质的氨基酸 哪些物 质不是构成蛋白质的氨基酸 将 5 种物质与氨基酸的结构通式进行比较 就可发现 不 是氨基酸 虽是氨基酸 但不是构成蛋白质的氨基酸 因为构成蛋白质的氨基酸都至少 有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上 其次 将构成蛋白质的氨基酸按脱水缩合的 方式连接起来形成三肽 最后数出此三肽中氨基 羧基和肽键的数目 氨基 2 个 羧基 2 个 肽键 2 个 用心 爱心 专心5 分级习题 A 级 教材基础题 B 级 1 谷氨酸的 R 基为 C3H5O2 在一个谷氨酸分子中 含有碳和氧的原子数分别是 A 4 4 B 5 4 C 4 5 D 5 5 2 一条由 10 个氨基酸分子经脱水缩合而成的肽链中含有 NH2和 COOH 的最小数目是 A 11 和 11 B 10 和 10 C 9 和 9 D 1 和 1 3 下图是某物质结构示意图 请根据图回答下面的问题 1 该物质名称为 2 该化合物共有 种氨基酸缩合而成 氨基酸缩合后形成的化学键是指图中的 3 该物质水解时需要 个水分子 此过程除了需要水分子外 还需要 的 参与 第二课时 知识点自主学习 二 蛋白质结构的多样性 四个层次上加以理解 1 由于组成蛋白质的氨基酸种类 构成的肽链不同 2 氨基酸数目 构成的肽链不同 3 排列顺序 构成的肽链不同 4 多肽链的 方式及其形成的 千差万别 因此蛋白质分子的结构及其多样 举例说明 一个蛋白质分子可以含几条肽链 2 与生活的联系 蛋白质的盐析和变性 三 蛋白质的功能 用心 爱心 专心6 结合 P23图 分析蛋白质的功能 1 许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质 称为 2 细胞内的化学反应离不开 绝大多数酶都是 3 有些蛋白质具有 的功能 4 有些蛋白质起信息传递作用 能够 如胰岛素 5 有些蛋白质有 功能 人体内的 是蛋白质 可以帮助人体抵御病菌和病毒 等抗原的侵害 总结 一切生命活动离不开 是生命活动的主要承担者 知识总结与延伸 1 蛋白质结构层次可用下图表示 2 有关蛋白质分子量的计算 此类计算是以氨基酸缩合反应规律为基础的 n 个氨基酸形成 m 条肽链 每个氨基酸的平均分子质量为 a 那么由此形成的蛋白质的 相对分子质量为 n a 18 n m 其中 n m 为失去水分子数 18 为水的分子量 3 n 种氨基酸共同参与形成互不相同的 n 肽 肽链种类数为 种 例题精选 用氨基酸自动分析仪测定几种肽类化合物的氨基酸数目如下 肽化合 物名称催产素 牛加 压素 血管 舒张素 平滑肌 舒张素 猪促黑色素 细胞激素 人促黑色素 细胞激素 氨基酸 数目 9 个9 个9 个10 个13 个22 个 1 表中 的氨基酸数目虽然相同 但其生理作用彼此不同 这是因为它们的 不同 2 表中的 与 与 虽然功能相似 但各具专一性 它们之间的差异取决于 3 在不知血管舒张素肽的具体结构情况下 推知这种肽类化合物至少有 个氨基 和 个羧基 这些氨基和羧基位于肽类化合物的哪一位置 用心 爱心 专心7 4 中常见的氨基酸最多有 种 思想与方法总结 1 利用 思考与讨论 内容 对比观察几种氨基酸的结构 找出不同氨基酸的共有结 构 写出氨基酸的结构通式 并能用语言准确表达 2 通过分析氨基酸之间的脱水缩合反应 明确肽键 二肽 多肽 肽链等内容及其相 互之间的关系 3 理解蛋白质的结构及其多样性 第一 氨基酸是蛋白质结构的基本单位 它脱水缩 合形成肽链 这是整个结构的核心 第二 学习多肽时要明确缩合 肽键 二肽和多肽等 的概念 充分理解每种多肽都有自己特定的氨基酸种类 数目和排列顺序 而组成肽链的 氨基酸序列将决定蛋白质的空间结构 第三 理解了蛋白质结构的多样性 才能理解其功 能的多样性 并在理解蛋白质结构 功能多样性的基础上 认同生命活动的主要承担者是 蛋白质 分级习题 A 级 1 肽键是由一个氨基酸分子的 和另一个氨基酸分子的 发生 反应而形成的 所得的产物称为 同时得到 2 有些氨基酸因缺乏合成的中间产物而无法在人体细胞内合成 这类氨基酸称为必需氨基 酸 下列各项中 属于必需氨基酸的是 A 谷氨酸 B 赖氨酸 C 丙氨酸 D 天冬氨酸 B 级 1 据图回答下列问题 1 图中 A 表示 D 表示 2 该化合物是由 个氨基酸分子失去 个分子的水而形成的 这种 反应叫做 在这个过程中 相对分子质量减少了 该化合物 称为 3 图中表示 R 基的字母是 表示肽键的字母是 4 图中有个 氨基和 个羧基 5 该化合物水解成氨基酸的过程需 个分子的水 6 该化合物是由 种氨基酸组成的 2 已知 20 种氨基酸的平均分子量是 128 现有一蛋白质分子由两条多肽链组成 共有肽 键 98 个 此蛋白质的分子量接近 A 12 800 B 12 544 C 11 036 D 12 288 H N C C N C C N C C OH HH E O A OH HCH2 COOHHO CH3 H CH3 CD 用心 爱心 专心8 3 一条由 10 个氨基酸分子经脱水缩合而成的肽链中含有 NH2和 COOH 的最小数目是 A 11 和 11 B 10 和 10 C 9 和 9 D 1 和 1 C 级 1 下面关于蛋白质的说法中 不正确的是 A 每种蛋白质都含有 C O H N 四种元素 B 不同生物体内蛋白质种类是相似的 C 每种蛋白质都含有一条或几条肽链 D 蛋白质空间结构的差异是导致其功能多样性 的重要原因之一 2 有些氨基酸因缺乏合成的中间产物而无法在人体细胞内合成 这类氨基酸称为必需氨基 酸 下列各项中 属于必需氨基酸的是 A 谷氨酸 B 赖氨酸 C 丙氨酸 D 天冬氨酸 3 某物质的结构通式如下面结构所示 请回答下面的问题 1 此类物质通称为 它是构成 的基本单位 2 生物界中此类物质约有 种 决定其种类的是通式中的 若此物质中含有两个氨基 另一个应在 3 当它与另一个同类分子结合时的方式称为 形成的化学键叫做 可表示 为 反应后的产物是 4 牛胰岛素是由 51 个此类物质组成的两条多肽链 共有 个肽键 两条肽链至少 含有 个氨基和 个羧基 5 某物质的 R 基若为 CH2 CO CH3时 此物质的结构简式可表示为 课外阅读课外阅读 1 蛋白质的化学组成 大小和分类 蛋白质的化学组成蛋白质的元素组成与糖类和脂质不同 除含有碳 氢 氧外 还有 氮和少量的硫 有些蛋白质还含有其他一些元素 主要是磷 铁 铜 碘 锌和钼等 这 些元素在蛋白质中的组成百分比约为下面各数值 碳 50 氢 7 氧 23 氮 16 硫 0 3 蛋白质元素组成的一个特点是 氮的含量较恒定 利用这一特点 可以进行蛋白质含 量的计算 蛋白质含量 蛋白氮 6 25 上式中 6 25 是 16 的倒数 即为 1 g 氮所代表的 蛋白质量 克数 蛋白质的大小蛋白质是相对分子质量很大的生物分子 蛋白质相对分子质量变化的范 围也很大 从大约 6 000 到 1 000 000 有的还更大一些 某些蛋白质是由两个或更多个 蛋白质亚基 多肽链 通过非共价结合而成的 称寡聚蛋白质 一些寡聚蛋白质的相对分 子质量可高达数百万 甚至数千万 蛋白质的分类蛋白质分子可按其分子的形状 分子组成和溶解度来分类 根据分子的形状可将蛋白质分为两大类 球状蛋白质和纤维状蛋白质 血红蛋白 血 清球蛋白 豆类的球蛋白等 分子似球形 都属于球状蛋白质 而指甲 羽毛中的角蛋白 和蚕丝的丝蛋白等 形状似纤维 都属于纤维状蛋白质 用心 爱心 专心9 根据分子的组成可将蛋白质分为两大类 简单蛋白质和结合蛋白质 简单蛋白质的分 子完全由氨基酸构成 如淀粉酶 核糖核酸酶 胰岛素等 结合蛋白质除了含有蛋白质成 分外 还含有非蛋白质成分 即辅基 如血红蛋白 核蛋白等 2 蛋白质的变性 实践经验告诉我们 吃鸡蛋前要将鸡蛋煮熟 并且知道煮熟的鸡蛋 蛋白会变成固态 不再溶于水 实践经验还告诉我们 为了防止病人不受感染 必须对医疗器具进行消毒 我们为什么要对鸡蛋和医疗器具进行这样的处理 或者说这样处理的根据是什么呢 从生 化观点来看 是利用蛋白质分子在物理或化学因素的影响下 原有的空间构象发生改变 从而造成蛋白质分子原有的理化性质和生物活性的改变 这种现象在生物化学上叫做蛋白 质的变性 能使蛋白质变性的因素很多 化学因素有强酸 强碱 重金属离子 以及某些弱酸 尿素 酒精 丙酮等 物理因素有加热 70 100 剧烈振荡或搅拌 超声波 强磁 紫外线照射及 X 射线等 蛋白质变性后首先是失去其原有的生物活性 如酶失去催化能力 激素失去激素活性 等 蛋白质生物活性的丧失是蛋白质变性的主要特征 变性后的蛋白质还表现出各种理化性质的改变 如溶解度降低 易形成沉淀析出 此 外 还有结晶能力丧失 球状蛋白分子形状改变等 从蛋白质本身结构看 肽链变得松散 易被