高中生物 第二章 细胞的化学组成学案2 苏教版必修1

用心 爱心 专心1 第二章第二章 细胞的化学组成细胞的化学组成 第二节第二节 细胞中的生物大分子细胞中的生物大分子 2 2 学习目标 1 氨基酸的基本结构 2 氨基酸是如何构成蛋白质的 3 解释氨基酸分子结构多样性的原因以及结构多样性与功能复杂性的关系 4 概述蛋白质的功能 确立结构与功能相适应的观点 重难点提示 重点 氨基酸的结构特点 以及氨基酸形成蛋白质的过程 难点 氨基酸形成蛋白质的过程 学习展示学习展示 鸡蛋清中有蛋白质吗 用实验证明 叙述操作顺序 知识点一 蛋白质的组成元素 基本单位 阅读 P20第一 二段内容完成下列填空 1 蛋白质的含量 组成元素 蛋白质是细胞中含量最多的 化合物 除含 等元素外 大多 数蛋白质还含有 有的还有 P Fe Zn Cu B Mn I 等 2 蛋白质的基本组成单位 无论蛋白质的分子质量多大 结构多复杂 但各种蛋白质的基本组成单位都是 自然界中已经发现的氨基酸有 100 多种 而组成蛋白质的氨基酸约有 种 3 氨基酸的结构特点 组成蛋白质的氨基酸在结构上有共同的特点 每个氨基酸分子至少都含有一个氨基 和 一个羧基 并连在 碳原子上 可用结构通式来表示 20 种氨基酸的区别就在于 的不同 思考与交流 1 观察以下几种氨基酸的结构 写出它们的 R 基 用心 爱心 专心2 知识点二 蛋白质分子的结构 阅读 P20 21相关内容完成下列填空 蛋白质是生物大分子 由许多氨基酸分子通过 形成 相连而成 1 氨基酸的结合方式是 是指一个氨基酸分子的 COOH 和另一个氨基酸分子的 NH2 相连接 同时脱去 分子的 的结合方式 2 见课本图 2 12 用语言描述蛋白质复杂结构的形成 3 写出肽键的结构式 4 小结 最简单的肽由两个氨基酸分子脱水缩合而成 称为 二肽含有 个 肽键 由 n 个氨基酸分子以肽键相连形成的肽链 称为 也可以称为 n 3 一条多肽链的一端含有 个氨基 另一端含有 个羧基 一条多肽链至至 少少含有一个一个氨基氨基和一个一个羧羧基基且位于肽链的两端 一条多肽链中形成的肽键数比氨基酸分 子数少 个 思考与交流 1 脱去的水分子中氧来自氨基酸的哪里 氢又来自哪里 2 蛋白质形成过程中的氨基酸数 肽链数 肽键数与脱去的水分子数有什么关系 假如有 n 个氨基酸分子形成 1 条肽链 则形成的肽键数目 脱去水分子的数目是多少 假如有 n 个氨基酸分子形成 m 条肽链 则形成的肽键数目 脱去水分子的数目又是多少 知识点三 蛋白质多样性的原因 阅读 P20 21相关内容完成下列填空 由于组成蛋白质多肽链的氨基酸在 上的不同 以及 构成蛋白质的多肽链在 和 上的不同 因此蛋白质分子结构是多样的 知识点四 蛋白质的功能 见课本表格 蛋白质结构的多样性决定了蛋白质功能的多样性 1 构成细胞和生物体的重要物质 如细胞膜 染色体 肌肉中的蛋白质 用心 爱心 专心3 2 有些蛋白质有 作用 如各种酶 3 有些蛋白质有 作用 如肌肉中的一些蛋白质 4 有些蛋白质有 作用 如血红蛋白 载体蛋白 脂蛋白等 5 有些蛋白质有 作用 如胰岛素 生长激素等 6 有些蛋白质有 作用 如抗体 4 4 生物大分子有哪些 生物大分子有哪些 知识整理知识整理 交流思路交流思路 例 1 下列为某一多肽化合物的分子结构式 请回答有关问题 1 上述结构中 氨基的结构式为 羧基的结构式为 肽键的结构式为 其中 为 R 基 2 上述化合物是由 种氨基酸组成 3 该化合物是由 个氨基酸失去 分子水形成的 该化合物称为 这样的反应叫做 水分子中的氧来自于 氢来自于 例 2 某一条多肽链中共有肽键 151 个 则此分子中 NH2和 COOH 的数目至少有 A 152 152 B 151 151 C 1 1 D 2 2 例 3 现已知构成蛋白质的氨基酸共 20 种 它们的平均分子量为 128 由 50 个氨基酸 形成的某蛋白质的一条多肽链的分子量是 A 6400 B 2560 C 5518 D 2218 知识拓展知识拓展 1 如何判断一种氨基酸是不是组成生物体内蛋白质的氨基酸 2 假设组成蛋白质的 20 种氨基酸的平均分子量为 128 则由 100 个氨基酸构成的一 条多肽链 其分子量约为 3 如果每个氨基酸的平均相对分子质量为 a 那么由 n 个氨基酸形成含 m 条肽链的 蛋白质 那么该蛋白质相对分子质量为 第二节 细胞中的生物大分子 2 用心 爱心 专心4 A A 基础训练基础训练 1 能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组是 氨基酸 C H O N等化学元素 氨基酸分子互相结合 多肽 肽链 形成具有一定空 间结构的蛋白质分子 A B C D 2 细胞内 20 种氨基酸在分子结构上的主要区别是 A 氨基的数量不同 B 羧基的数量不同 C 氨基和羧基与 C 连接的位置不同 D R 基结构不同 3 下列氨基酸中 不是组成蛋白质的氨基酸是 4 已知苯丙氨酸的分子式是 C9H11NO2 那么该氨基酸的 R 基是 A C7H7O B C7H7 C C7H7N D C7H5NO 5 组成蛋白质的氨基酸之间的肽键结构式是 A NH CO B NH CO C NH2 COOH D NH2 COOH 6 下列物质中含有两个肽键的是 A 二肽 B 三肽 C 氨基酸 D 四肽 7 某蛋白质分子由四条肽链组成 共含氨基酸分子 500 个 在脱水缩合形成该蛋白 质分子过程中 形成的肽键和水分子数分别是 A 504 个和 498 个 B 496 个和 499 个 C 499 个和 499 个 D 496 个和 496 个 8 某一条多肽链中共有肽键 151 个 则此分子中 NH2和 COOH 的数目至少有 A 152 152 B 151 151 C 1 1 D 2 2 9 现有 1000 个氨基酸 其中氨基 1020 个 羧基 1050 个 则由此合成的 4 条多肽链 中共有肽键 氨基 羧基的数目分别是 A 999 1016 1046 B 999 1 1 C 996 24 54 D 996 1016 1046 10 现已知构成蛋白质的氨基酸共 20 种 它们的平均分子量为 128 由 50 个氨基酸 形成的某蛋白质的一条多肽链的分子量是 A 6400 B 2560 C 5518 D 2218 11 若组成蛋白质的氨基酸的平均分子量是 130 那么一个由 4 条肽链共 280 个氨基 酸所组成的蛋白质 其分子量是 B B 提升探究 提升探究 从某种真核细胞中提取出大量核糖体 放入含下列几种有机物 其中的氮原子已被 15N 标记 的培养液里 假设培养液里含有核糖体完成其功能所需的一切物质和条件 请回答 用心 爱心 专心5 NH2 CH2 COOH NH2 CH2 CH2OH NH2 CH COOH CH2 COOH NH2 CH NH2 CH2 COOH NH2 CH COOH CH2SH 1 实验中 核糖体所要完成的功能就是把上述物质中的 填序号 通过 方式合成多肽 蛋白质 2 上述有机物合成的多肽至少含有 个氨基和 个羧基 3 实验中 检测到某一多肽含 20 个 15N 则该多肽最多有 个肽 键 肽键的化学结构式是 4 实验结果分析 培养液中生成了多种产物 这说明了蛋白质的分子结构具有 这种结构特点决定了 学科资料精编 对人工合成结晶牛胰岛素的回忆对人工合成结晶牛胰岛素的回忆 胰岛素是由两对二硫键联结的两条肽链组成的 除链间二硫键外 在 A 链上还有一 对链内二硫键 因此 我们在工作初期 曾考虑了三种合成方案以供选择 其中最为现 实可行的方案是分别合成 A 链和 B 链 然后通过巯基的氧化使两条链正确组合 我们开始查阅文献时发现前景并不乐观 国外许多人都曾尝试过把还原的胰岛素肽 链重新组合 以期获得一定产率的天然胰岛素 而这些探索都无一例外地失败了 胰岛 素的两条肽链可以以任何比例组合 这就大大增加了问题的复杂性 我们那时没有被洋 人的失败吓倒 为了氧化被还原的肽段 我们历经艰辛 最终发现了不使用氧化剂而使 氧化反应在低温下由空气缓慢完成的方法 这使我们在很短的时间内取得了鼓舞人心的 结果 获得 10 的活力恢复 由于肽链能以不同比例组合 巯基间形成二硫键的可能性 是数不胜数的 在理论上应该说是无穷的 因此我们所得的 10 的产率大大超过了巯基 间随机配对可能得到的产率 我们的结果暗示着胰岛素的天然结构是其所有可能结构中 最稳定的一个 我们所得到的粗产物经进一步纯化和结晶 终于得到和天然胰岛素具有相同活力和 晶型的晶体 胰蛋白酶水解物双向纸层析和电泳的结果进一步证实氧化后所得的胰岛素 与天然胰岛素完全相同 上述这些重要的结果我们在 1959 年的秋天就得到了 但我们知 道德国和英国的研究小组也在进行胰岛素合成的研究 很自然我们必须对我们的结果保 密 不久 我们把产率提高到了 30 50 当我们通过实验证明纯化的人工合成胰岛素 确实具有和天然胰岛素相同的活性时 那实在是一个无法用语言形容的激动人心的时刻 由 A 链和 B 链能成功地组合成胰岛素 并得到相当可观的产率 后来被国外其他从 事胰岛素合成的实验室所证实 并应用到 20 世纪 70 年代末由重组 DNA 技术得到的 A 链 和 B 链组合成完整的胰岛素分子的工业生产 所采用的基本上就是我们