生命活动的主要承担者-蛋白质 导学案

第二章第二章 第第 2 2 节节 生命活动的主要承担者 蛋白质生命活动的主要承担者 蛋白质 一 一 学习目标学习目标 说明氨基酸的结构特点 以及氨基酸形成蛋白质的过程 概述蛋白质的结构和功能 认同蛋白质是生命活动的主要承担者 二 二 学习重点学习重点 氨基酸的结构特点 以及氨基酸形成蛋白质的过程 蛋白质的结构和功能 三 三 学习难点学习难点 氨基酸形成蛋白质的过程 蛋白质的结构多样性的原因 四 四 知识结构知识结构 五 五 课前预习课前预习 一一 氨基酸特点及其种类氨基酸特点及其种类 1 作用 是组成 的基本单位 2 结构特点 1 主要元素组成 2 结构通式 写出字母所代表的结构 a b a 和 b 连接方式的特点是 各种氨基酸之间的区别在于 不同 3 种类 1 分类依据 能否在人体内 2 种类 分为 和 二 蛋白质的结构及其多样性 1 蛋白质的结构 1 蛋白质的结构层次 氨基酸 三肽 蛋白质 2 形成过程 这种生理过程称 形成的化合物名称为 产物 H2O 中的原子来源Error 产物的虚线框内的结构是 由三个氨基酸经上述过程形成的产物为 多个氨基酸形成的产物则称为 2 蛋白质结构多样性的原因 1 氨基酸方面Error 2 肽链方面Error 三 蛋白质的功能 1 一切生命活动离不开蛋白质 蛋白质是生命活动的主要 2 蛋白质功能举例 功 能举 例 构成细胞和生物体羽毛 肌肉 蛛丝 头发等 绝大多数的酶 运输作用 能运输氧气 作用胰岛素等蛋白质类激素 免疫作用 可抵御抗原的侵害 六 六 课堂探究课堂探究 一 氨基酸的结构特点 1 教材问题探讨 观察并分析教材 P20 思考与探讨 给出的几种氨基酸结构 结合教材 P21 图 2 3 讨论并 交流下列问题 1 组成蛋白质的氨基酸中至少含有一个氨基和一个羧基 你对 至少 是怎样理解的 2 判断构成蛋白质的氨基酸的依据有哪些 3 试判断下列有机酸中 哪些是组成生物体内蛋白质的氨基酸 并说出判断理由 判断 理由 判断 理由 4 谷氨酸的 R 基为 C3H5O2 在一个谷氨酸中 碳和氧的原子数分别是多少 2 判断下列说法是否正确 1 组成蛋白质的基本单位是氨基酸 2 所有氨基酸都能合成生物蛋白质 3 组成生物蛋白质的氨基酸只含有一个氨基和一个羧基 二 蛋白质的结构 1 教材问题探讨分析 阅读教材 P22 内容并仔细观察分析图 2 5 交流并回答下列问题 1 如果把一个氨基酸比 作一个同学 四个同学手牵手形成的 3 个 手结 就相当于肽键 如图所示 那么 10 个氨基酸 同学 形成一条肽链时 脱掉几个水分子 如果是 n 个氨基酸形成 m 条肽链呢 2 若 20 个氨基酸 同学 脱水缩合形成的是环状多肽 即首尾的两个同学手牵手形成环状 试讨论此时氨基酸数与肽键数之间的数量关系 3 若两个氨基酸的相对分子质量分别为 a b 则由这两个氨基酸形成的二肽其相对分子质 量是多少 试总结蛋白质相对分子质量的计算公式 2 判断下列说法是否正确 1 脱水缩合发生在相邻氨基酸的氨基和羧基之间 水中的 H 来自羧基和氨基 O 来自羧基 2 氨基酸脱水缩合过程中形成的肽键数目与失去的水分子数相等 3 蛋白质的相对分子质量等于组成该蛋白质的所有氨基酸相对分子质量之和 4 氨基酸脱水缩合形成蛋白质时 N 原子数目缩合前后不变 三 蛋白质结构及功能的多样性 1 问题分析 蛋白质的结构具有多样性 据下列图示 试分析并说明造成其多样性的原因 图示中 代表氨基酸 代表肽键 1 图示 1 A 链 B 链 原因 2 图示 2 A 链 B 链 原因 3 图示 3 A 链 B 链 原因 4 图示4 原因 2 判断下列说法是否正确 1 蛋白质结构的多样性只决定于氨基酸的数目和种类 2 蛋白质分子结构多样性决定其功能的多样性 七 七 要点解析要点解析 1 蛋白质的结构层次 2 蛋白质合成过程中的相关计算 1 相关公式 蛋白质中的肽键数 缩合产生的 数 水解所需要的 数 氨 基酸数 数 蛋白质相对分子质量 氨基酸分子数 氨基酸平均相对分子质量 18 2 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 则 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 1至少 至少 m至少 至少 八 八 典例导析典例导析 例 1 下列物质中 有的属于构成蛋白质的氨基酸 有的不是 若将其中的能够构成蛋 白质的每个氨基酸缩合成多肽 请回答下列问题 H2N CH2 COOH H2N CH2 CH2OH H2N CH2 CH2 COOH 1 该多肽由 个氨基酸缩合而成 内含 个肽键 叫 肽 2 该多肽中 R 基共有 种 的 R 基是 3 该多肽中共有 个氨基和 个羧基 4 该多肽的相对分子质量与组成其氨基酸的相对分子质量相比 减少了 借题发挥借题发挥 1 一查二看法 判断氨基酸 1 一查 是否有氨基和羧基 2 二看 看是否有一个氨基和一个羧基连接在同一碳原子上 只有两者同时具备 才是组成生物体蛋白质的氨基酸 2 蛋白质形成过程中各元素的变化总结 1 氨基酸形成蛋白质的过程中 变化的元素 H O 因此过程中脱去 H2O 而减少 还有一部分 H 因形成二硫键而减少 2 不变的元素 C N S 例 2 现有 1000 个氨基酸 其中氨基有 1020 个 羧基有 1050 个 则由此合成的 4 条 多肽链中共有肽键 氨基 羧基的数目是 A 999 1016 1046 B 996 1 1 C 996 24 54 D 996 1016 1046 九 九 课后练习课后练习 1 血红蛋白分子中不含有的化学元素是 A C B N C Mg D Fe 2 下列分子中 与构成生物体的蛋白质的氨基酸分子式不相符的是 A B H2N CH2 CH2 COOH C D 3 我们日常烹调中使用的味精主要成分是谷氨酸钠 已知谷氨酸分子的 R 基为 C3H5O2 则一分子谷氨酸中含有的 C H O N 原子数依次是 A 5 9 4 1 B 4 8 5 1 C 5 8 4 1 D 4 9 4 1 H2N CH CH3 COOH H2N CH2 4 CH COOH NH2 H2N CH COOH CH2CH2COOH 4 下列有关肽键写法中 不正确的是 A B CO NH C D 5 下面是 3 种氨基酸的结构式 由这 3 种氨基酸按顺序脱水缩合所形成的化合物中 含有 的氨基 羧基和肽键的数目依次是 A 1 2 3 B 1 1 3 C 1 2 2 D 2 2 2 6 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 则此蛋白质的分子量最接近于 A 12 800 B 12 544 C 11 036 D 12 288 7 某蛋白质由 n 个肽链组成 氨基酸的平均分子质量为 a 该蛋白质所含的氨基酸有 b 3 则该蛋白质的相对分子质量约为 A B 2 618 3 abbn 1 6 3 abb C D 1 18 3 ba 11 18 33 abbn 8 同一草场上的牛和羊吃了同样的草 可牛肉和羊肉的口味却有差异 这是由于 A 同种植物对不同生物的影响不同 B 牛和羊的消化功能强弱有差异 C 牛和羊的蛋白质结构有差异 D 牛和羊的亲缘关系比较远 9 鸡蛋煮熟后 蛋白质变性失活 这是由于高温破坏了蛋白质的 A 肽键 B 肽链 C 空间结构 D 氨基酸 10 下列关于蛋白质的叙述中 正确的是 A 蛋白质是酶 其基本组成单位是氨 基酸 B 蛋白质都是由 20 种氨基酸组成 C 蛋白质是肽链以一定的方式形成具有复杂空 间结构的高分子化合物 D 各种蛋白质都含有 C H O N P 等元素 11 胰岛素分子是一种蛋白质分子 现有如下材料 胰岛素含有 2 条多肽链 A 链含有 21 个氨基酸 B 链含有 30 个氨基酸 2 条多肽链 间通过 2 个二硫键 二硫键是由 2 个 一 SH 连接而成的 连接 在 A 链上也形成 1 个二硫键 下图所示为结晶牛 胰岛素的平面结构示意图 不同动物的胰岛素的氨基酸组成是有区别的 现把人和 其他动物的胰岛素的氨基酸组成比较如下 猪 B 链第 30 位氨基酸和人不同 马 B 链第 30 位氨基酸和 A 链第 9 位氨基酸与人不同 牛 A 链第 8 10 位氨基酸与人不同 羊 A 链第 8 9 10 位氨基酸与人不同 天竹鼠 A 链有 8 个氨基酸与人不同 B 链有 10 个氨基酸与人不同 根据以上材料回答下列问题 C N H O C N H O C N H O NH2 C COOH CH3 H NH2 C COOH COOH H NH2 C CH2 OH COOH H 胰岛素分子中含有肽键 个 至少含有 个氨基和 羧基 这 51 个氨基酸形成胰岛素后 相对分子质量比原来 51 个氨基酸的总分子量减少了 人体中胰岛素的含量低 会导致血糖浓度过高 尿液中有葡萄糖 称为糖尿病 其 最佳的治疗方法是使用胰岛素 但只能注射不能口服 原因是 前面所列的哺乳动物和人的胰岛素都由 51 个氨基酸构成 且在氨基酸组成上大多相 同 由此可以得出的结论是 人与这几种动物在胰岛素分子上氨基酸组成差异的大小 说明 如果要为糖尿病人治疗必须用动物体内的胰岛素的话 最适宜的动物是 12 用氨基酸自动分析仪测定几种蛋白类化合物的氨基酸数目如下 多 肽 化 合 物 名 称 催 产 素 牛 加压素 血管 缓舒素 平滑肌 舒张素 猪促黑 色素细 胞激素 人促黑 色素细 胞激素 牛胰 蛋白酶 人 胰岛素 免疫球 蛋白 Ig 人血红 蛋白 氨基 酸数 99910132222351660574 1 表中 的氨基酸数目虽然相同 但其生理功能却彼此不同 其原因最可能是 构 成这三种多肽的氨基酸最多有 种 2 的生理功能说明蛋白质具有 作用 的生理功能说明蛋 白质具有 作用 的生理功能说明蛋白质具有 作用 3 有四条肽链 在 574 个氨基酸分子脱水形成多肽链的过程中生成 分子水 4 构成上述 10 种化合物的所有氨基酸所共有的结构特点是 参考答案参考答案 课前预习课前预习 1 蛋白质 2 结构特点 1 C H O N 2 氨基 羧基 都连在同一个碳原子上 R 基 3 1 合成 2 必需氨基酸 非必需氨基酸 二 蛋白质的结构及其多样性 1 1 二肽 多肽 2 脱水缩合 二肽 OH H 肽键 三肽 多肽 2 1 种类 数目 排列顺序 2 空间结构 三 1 承担者 2 功 能举 例 构成细胞和生物体羽毛 肌肉 蛛丝 头发等 催化作用 绝大多数的酶 运输作用 血红蛋白 能运输氧气 信息传递 作用胰岛素等蛋白质类激素 免疫作用 抗体 可抵御抗原的侵害 六 六 课堂探究课堂探究 一 1 基上也可能有氨基或羧基 2 至少含有一个氨基和一个羧基 都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上 3 判断 是 理由 具有一个氨基和一个羧基 且连在同一个碳原子上 判断 否 理由 虽然有一个氨基和一个羧基 但没有连在同一个碳原子上 4 2 1 2 3 二 蛋白质的结构 1 9 n m 2 氨基酸数 肽键数 3 a b 18 蛋白质的相对分子质量 氨基酸的 相对分子质量总和 失去的水分子数的相对分子质量总和 2 1 2 3 4 三 蛋白质结构及功能的多样性 1 氨基酸的种类不同 氨基酸的数目不同 氨基酸的排列顺序不同 肽链的空间结 构不同 2 1 2 七 七 要点解析要点解析 2 1 水分子 水分子 肽链条 脱去的水分子 2 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 1N 1N 1至少 1 至少 1 Na 18 n 1 mn mn m至少 m 至少 m Na 18 n m 八 八 典例导析典例导析 例 1 1 4 3 四 2 4 ch2oh 3 2 2 4 54 例