2017_2018学年高中生物第一章第三节第2课时蛋白质与核酸教学案浙科版必修1.docx

第2课时蛋白质与核酸 1.蛋白质是细胞中含量最多的有机物。组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种，其结构通式为2每种氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。3蛋白质多样性的原因：组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，肽链的数目和空间结构不同。4蛋白质结构多样性决定了其功能的多样性，如：免疫功能、运输功能、催化功能、调节功能等。5核酸是决定生物体遗传特性的物质，它控制着细胞的生命活动。有细胞核的生物其DNA主要分布在细胞核中，少量分布于线粒体和叶绿体内，RNA主要分布在细胞质中。蛋白质的组成与脱水缩合1蛋白质的组成(1) 蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素有C、H、O、N，有的还含有S、P等元素。(2) 蛋白质的基本单位：氨基酸。约20种。观察给出的3种氨基酸的结构式，回答下列问题：这些氨基酸共有的化学元素组成是：C、H、O、N。这些氨基酸的结构具有什么共同特点？a数量上：至少含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)；b位置上：都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。请写出这三种氨基酸的通式： 。请写出这3种氨基酸的R基：H、CH2COOH、CONH2。不同氨基酸分子的区别：R基不同。2脱水缩合(1)过程名称：脱水缩合。(2)物质名称：二肽。(3)结构名称：肽键，其结构简式为_。1组成蛋白质的氨基酸中至少含有一个氨基和一个羧基。如果氨基酸中不只一个氨基或羧基，多出的氨基或羧基可能在什么位置？提示：有一个COOH和一个NH2连在同一个碳原子上，多余的COOH和NH2在R基上。2试判断下列有机酸，哪些属于组成蛋白质的氨基酸？并说明判断理由。 (1) 判断：_(是或不是)理由：_。(2) 判断：_(是或不是)理由：_。(3) 判断：_(是或不是)理由：_。提示：(1)是。NH2和COOH连在同一个碳原子上(2)不是。NH2和COOH没连在同一个碳原子上(3)不是。没有NH23结合脱水缩合过程，分析形成的水分子中的氢和氧元素的来源，肽键和失去水分子的数量关系。提示：氢来源于NH2和COOH，氧来源于COOH。形成肽键数失去水分子数。4据下图思考问题：多肽中R1中含有氨基，R2中含有羧基，它们参与脱水缩合吗？提示：不参与。参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基。一般而言，R基中的氨基和羧基不参与脱水缩合。5(1)若n个氨基酸形成一条肽链，共形成多少肽键，失去多少分子水？提示：肽键数失去水分子数n1。(2)若n个氨基酸形成m条肽链呢？提示：肽键数失去水分子数nm。(3)试总结形成肽键数与氨基酸数和肽链条数的关系。提示：肽键数失去水分子数氨基酸数肽链条数。6(1)一条肽链中至少含有多少个游离的NH2和COOH？若m条肽链呢？为什么是至少？提示：1个；m个。因为R基中可能含有NH2或COOH。(2)试总结蛋白质中至少含有游离氨基数和游离羧基数与肽链条数的关系？提示：至少含有的游离氨基数或羧基数肽链条数。1氨基酸的组成元素基本组成元素是C、H、O、N，有的含有S等元素。2氨基酸的结构通式3解答肽链图试题的一般方法(1)要先找出肽键，以确定氨基酸的数量。(2)找出R基。如果多肽链较长，要抓住“NCC”这一主线，排除其他化学符号的干扰，中间的C原子上所连的必为R基和H。注意有时同一肽链中具有相同的R基，因此回答氨基酸种类时要考虑此种可能。蛋白质结构多样性与功能多样性1蛋白质的结构层次氨基酸脱水缩合二肽：由两个氨基酸缩合成的化合物多肽：由多个氨基酸缩合成的化合物，通常呈链状盘曲、折叠蛋白质：具有一定的空间结构2蛋白质结构多样性(1)氨基酸水平(2)多肽水平：多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。3功能多样性连线巧学妙记巧用数字“一、二、三、四、五”梳理蛋白质的结构与功能“一个通式”指氨基酸的结构通式。“二个标准”指组成蛋白质的氨基酸必须同时具备的标准有两个：一是数量标准，二是位置标准。“三个数量关系”指蛋白质分子合成过程中的三个数量关系：脱去水分子数肽键数氨基酸数肽链数。“四个原因”指蛋白质分子结构多样性的原因有四个：氨基酸的种类不同、氨基酸的数量不同、氨基酸排列顺序不同、多肽链的空间结构不同。“五大功能”指蛋白质分子有5个功能：细胞的组成物质、催化作用、免疫作用、运输作用和调节作用。1分析并说明以下图示分别表示蛋白质多样性的哪方面原因。(图示中：、代表氨基酸；“”代表肽键)图示1：A链：B链：原因：_图示2：A链：B链：原因：_图示3：A链：B链：原因：_图示4：A链：B链：原因：_提示：(1)氨基酸种类不同。(2)氨基酸数目不同。(3)氨基酸排列顺序不同。(4)多肽链的盘曲、折叠方式不同。2营养不良会出现贫血和免疫力下降等现象，试从蛋白质的功能角度分析原因。提示：营养不良导致蛋白质摄入不足，影响血红蛋白和抗体的合成。血红蛋白具有运输O2的功能，抗体具有免疫功能。1对蛋白质的结构及多样性的理解(1)氨基酸脱水缩合形成蛋白质的示意图：(2)蛋白质的结构层次：2蛋白质结构多样性与功能多样性的关系(1)蛋白质功能多样性是由其结构多样性决定的，蛋白质的结构发生改变会导致其原有功能的丧失。(2)蛋白质的功能多样性可以说是一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。核酸的种类和分布(1)元素组成：C、H、O、N、P。(2)分类：核糖核酸(简称RNA)和脱氧核糖核酸(简称DNA)。(3) 核酸基本单位核苷酸。DNA的基本单位脱氧核苷酸；RNA的基本单位核糖核苷酸。(4)DNA和RNA的比较：比较DNARNA分布主要在细胞核主要在细胞质五碳糖脱氧核糖核糖功能贮藏着遗传信息，决定细胞和生物体的遗传特征RNA在合成蛋白质时是必需的1生物科学的迅速发展为各个领域的技术进步奠定了坚实的基础，如刑事案件中“指纹”技术和医疗领域中的“亲子鉴定”。请根据所学知识分析在“指纹”和“亲子鉴定”中发挥作用的物质是什么？提示：DNA。2DNA只分布在细胞核中，RNA只存在于细胞质中吗？提示：真核细胞：DNA主要分布在细胞核中，RNA大部分存在于细胞质中。3细胞中的核酸都是遗传物质吗？提示：DNA是遗传物质，RNA不是遗传物质。1核酸的种类和组成2核酸的多样性(1)原因：组成核酸的核苷酸的数目不同和排列顺序的多样化。(2)遗传信息的储存：绝大多数生物的遗传信息储存在DNA分子中。少数病毒的遗传信息储存在RNA中，如HIV、SARS病毒。 以具体图示为依托，考查氨基酸的结构例1下图是四种构成蛋白质的氨基酸的结构简式，相关叙述错误的是()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、CH2OH、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精讲精析选项分析A项正确根据氨基酸结构通式可知，氨基酸的基本组成元素为C、H、O、N等B项正确氨基酸的种类不同在于R基的不同，氨基酸的共同结构为H2NCHCOOH，除此之外的为R基C项正确R基中可能含有各种基团，也可包括氨基和羧基D项错误构成蛋白质的氨基酸至少有一个NH2和一个COOH，且连在同一个碳原子上答案D1下列物质中，属于构成人体蛋白质氨基酸的是()ABC D解析：选A根据氨基酸分子的结构通式可知：不是构成蛋白质的氨基酸，因为没有羧基，的氨基和羧基没连在同一个碳原子上。答案：A以多肽结构图为载体，考查蛋白质的结构及相关计算例2根据下图所示化合物的结构分析回答：(1)该化合物中，表示_，表示_。(2)该化合物由_个氨基酸失去_个水分子而形成，这种反应叫做_。(3)该化合物中的氨基酸种类不同，是由_决定的，其编号是_。(4)该化合物称为_，含_个肽键，编号是_。(5)该化合物含有_个游离的氨基和_个游离的羧基。思路点拨精讲精析图中是氨基；是羧基；、表示肽键；、是R基。该化合物为四肽，是由4个氨基酸脱去3个水分子形成的。氨基酸种类不同，是由R基决定的，而该化合物含有游离的氨基(羧基)数等于肽链数与R基中氨基(羧基)数之和。答案(1)氨基羧基(2)43脱水缩合(3)R基(4)四肽3(5)22蛋白质形成过程中各元素的变化总结(1)变化的元素：H、O，因脱去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，根据N原子数减去R基中的N原子数来推测蛋白质(多肽)中氨基酸数。2分子式为C63H103O48N17S2的链状多肽化合物中，最多能有多少个肽键()A63个 B52个C17个 D16个解析：选D依题意，有最多肽键的情况应当是此式中含氨基酸个数最多，对于一个氨基酸来说，如果R基上不含有“N”的话，它只含有一个“N”，此式中有17个N，说明最多有17个氨基酸存在于此化合物中，17个氨基酸脱水缩合形成16个肽键的链状肽。综合考查蛋白质的结构与功能例3(江苏高考)下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是()A不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同B有些结构不同的蛋白质具有相似的功能C组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合D组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合精讲精析蛋白质结构的多样性取决于组成蛋白质的氨基酸在种类、数目、排列顺序上的不同，以及构成蛋白质多肽链在数目和空间结构上的不同。不同蛋白质含有的氨基酸数量不一定相同。有些结构不同的蛋白质，具有相似的功能，如唾液淀粉酶与胰淀粉酶，升高血糖的激素等都是这种例子。组成蛋白质的氨基酸可以按不同的排列顺序通过脱水缩合相连。蛋白质中氨基酸之间的脱水缩合形成肽键的方式相同，都发生在氨基酸非R基中的氨基与羧基之间。答案D课堂回扣练习一、概念原理识记题1生物体的生命活动离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。下列属于血红蛋白生理功能的是()A运输氧气B调节机体的生命活动C构成细胞的重要物质 D催化细胞内的化学反应解析：选A血红蛋白的功能是运输氧气。2关于生物体内氨基酸的叙述正确的是()A氨基酸是蛋白质分子的单体，由氨基和羧基组成B组成蛋白质的氨基酸共有的结构如右图CHH2NCOOHC每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素D组成人体的氨基酸都能在人体内合成解析：选B氨基酸除有氨基和羧基外，还包括R基；氨基酸主要由C、H、O、N四种元素组成，有的还含有P、S等；组成人体的氨基酸有些不能在人体内合成。二、易错易混辨析题3下列物质中属于组成蛋白质的氨基酸的是()解析：选B根据氨基酸分子的结构通式可知，构成蛋白质的氨基酸都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。三、基本原理应用题4谷胱甘肽(分子式C10H17O6N3S)是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要的三肽，它由谷氨酸(C5H9NO4)、甘氨酸(C2H5NO2)和半胱氨酸缩合而成，则半胱氨酸可能的分子式为()AC3H3NS BC3H5NSCC3H7O2NS DC3H3O2NS解析：选C谷胱甘肽是由3个氨基酸通过脱去2分子水缩合而成的三肽。因此，根据原子守恒，这3个氨基酸的分子式叠加后应等于谷胱甘肽的分子式再加上2个水分子，即C10H17O6N3S2H2OC10H21O8N3S。故C10H21O8N3SC5H9NO4C2H5NO2C3H7O2NS(半胱氨酸)。回扣知识点1蛋白质的生理功能。 。2组成蛋白质的氨基酸的结构通式及结构特点。 。3易错点提醒：氨基酸与组成蛋白质的氨基酸的关系。4能力迁移：能够运用氨基酸脱水缩合逆过程(水解反应)对相关问题做出合理地分析。 课下综合检测一、选择题1在实验中，常用双缩脲试剂来鉴定蛋白质的存在。下列与双缩脲试剂发生作用，不能产生紫色反应的是()A组成蛋白质的各种氨基酸的混合液B适宜条件下经胃液充分处理的蛋清溶液C高温处理的蛋清溶液D适宜条件下经胰液和肠液充分处理的蛋清溶液解析：选A氨基酸与双缩脲试剂混合液不会产生紫色反应。2下列各项中与蛋白质功能无关的是()A催化与调节B运动与运输C细胞识别与免疫 D贮存遗传信息解析：选D构成人和动物肌肉的肌动蛋白和肌球蛋白，与运动功能有关。此外，蛋白质还具有催化、调节、运输、免疫、细胞识别等功能。贮存遗传信息是核酸的功能。3下列两个化合物结构的共同点是()A都有一个氨基和一个羧基B都有一个氨基或多个羧基C都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上D都是二肽解析：选C从氨基酸结构共同点判断这两个化合物是氨基酸。4下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的是()A蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关B已知某化合物含有C、H、O、N等元素，可以推断此物质一定是蛋白质C蛋白质中有些具有防御功能，如抗体；有些具有接受信息的功能，如受体。D蛋白质分子的空间结构稳定不变解析：选C蛋白质多样性与肽链空间结构有关，与氨基酸的空间结构无关。含C、H、O、N的化合物可能是蛋白质，也可能是其他化合物。蛋白质分子的空间结构并非稳定不变，例如：会随着温度的升高发生改变，并且空间结构一旦发生不可逆的改变，便会失去生物学活性。5下列关于组成细胞化合物的叙述，不正确的是()A蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变B细胞中的核酸分为RNA和DNA两类C葡萄糖是细胞内主要的单糖，是最重要的能源物质D胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输解析：选A蛋白质中特定的氨基酸种类、数目、排列顺序以及蛋白质分子特定的空间结构决定了其功能特异性，一旦空间结构被破坏，功能特异性也就丧失。6能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组数字是()氨基酸C、H、O、N等化学元素氨基酸分子相互结合多肽形成具有一定空间结构的蛋白质分子A BC D解析：选D蛋白质分子具有复杂的结构层次，氨基酸分子是由化学元素组成的，多个氨基酸分子缩合形成多肽，多肽再进一步形成具有一定空间结构的蛋白质分子。7蚕丝被贴身暖和、轻盈透气，是“健康绿色睡眠”的首选。下列关于组成“蚕丝”主要成分的叙述，正确的是()A它的基本组成单位的通式为CONHB它的形成过程中没有水产生C蚕丝的基本组成单位是氨基酸D它一定含有的化学元素是C、H、O、N、P、Fe解析：选C蚕丝的主要成分是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，蛋白质是通过氨基酸的脱水缩合形成的，蚕丝蛋白质中不一定含有P、Fe元素。8下列各组物质中，由相同种类元素组成的是()A油脂、脂肪酸、脂肪酶B氨基酸、核酸、脱氧核糖C淀粉、果糖、肌糖元D胆固醇、生长激素、胰岛素解析：选C淀粉、果糖、肌糖元都是糖类，由C、H、O三种元素组成。9下图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示分析正确的是()A甲中肯定含有S元素B多肽中乙的数目等于丙的数目C过程是经过脱水缩合完成的D蛋白质结构和功能的多样性只是由于氨基酸种类多造成的解析：选C根据蛋白质的结构层次可知，甲表示构成氨基酸的元素，有C、H、O、N等，可能含有S，但是不一定有S。乙表示氨基酸，丙表示氨基酸分子脱水缩合形成的肽键，对于环状肽而言，乙的数目等于丙的数目，而对于链状肽，乙的数目肽链数目丙的数目。表示氨基酸分子脱水缩合形成多肽的过程。生物体中组成蛋白质的氨基酸种类约有20种，但由于氨基酸的数目成百上千，排列顺序千变万化，多肽链的空间结构千差万别，导致蛋白质的结构和功能多种多样。10现有1 000个氨基酸，共有氨基1 020个，羧基1 050个，由它们合成的4条肽链中，肽键、氨基和羧基的数目分别是()A999、1 016、1 046 B999、1、1C996、24、54 D996、1 016、1 046解析：选C肽键数失去的水分子数氨基酸数肽链数1 0004996个；主碳链上含有的氨基和羧基数目等于肽链数，都为4个；R基中的羧基和氨基分别有50和20个。11已知20种氨基酸平均相对分子质量为a，现有某蛋白质分子由n条多肽组成且相对分子质量为b，此蛋白质分子中的肽键数为()A. B.C.1 D.解析：选B据蛋白质相对分子质量氨基酸数氨基酸平均分子量18失水数(肽键数肽链条数)氨基酸平均分子量18肽键数，得肽键数为。12猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如下图所示。在35 水浴中保温一段时间后，1、2中加入适量双缩脲试剂，3、4不加任何试剂，下列实验能达到目的的是()A实验、实验都不能B实验C实验、实验都能 D实验解析：选B实验中的1组，蛋白液与分泌液反应，最后还有分泌液，猪笼草分泌液中有蛋白酶，也会与双缩脲试剂反应，呈紫色，与2组颜色反应相同，无法区分。二、非选择题13一条多肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下列三种氨基酸：(1)C22H34O13N6的化学名称是_，它的基本组成单位的结构特点是_。(2)该肽水解可产生_个氨基酸，其中谷氨酸有_个，共需要消