苏教版必修1细胞中的生物大分子第2课时蛋白质的结构和功能学案

1、第2课时 蛋白质的结构和功能学习目标导航1. 画出氨基酸的结构通式并说出氨基酸的结构特点。（重点）2说明氨基酸形成多肽的过程及相关计算。（重、难点）3. 阐述蛋白质结构多样性及功能多样性的原因。4. 尝试鉴定生物组织中的蛋白质。蛋白质的组成元素和基本单位自主认知1. 组成元素：C、H、0、N，大多数蛋白质还含So2. 基本单位：氨基酸，约20种。通式型：决毬気星 麒的种类共同部分（2）共性：都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上种类：由R基决定。O核心突破O合作探讨探讨1：比较甲、乙、丙、丁，你发现其共同点是什么？尝试写出其结构通 式。甲乙丙丁16提示：共同点：都至少含有一个氨基和羧基，并且

2、都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。结构通式是 H(.WH探讨2:观祭下列几种氨基酸的结构图，说明各种氨基酸共有的元素有哪些?若还有其他元素位于何处？H 00I IIIIh3 nccohh. nchcohch2ch2CHSH/ CHS CH.亮氨酸半胱氨酸()H ()III IIIICI LOJ1天冬氨酸H.N(CHJ,赖氨酸提示：各种氨基酸都含有的元素是 C、H、0、N，若还有其他元素，则位于 R基上，如半胱氨酸的R基上还含有S元素。探讨3：我们可以根据什么来识别不同的氨基酸？提示：R基。归纳拓展1. 元素组成氨基酸一定含有C、H、0、N四种元素，可能含有P和S元素，还可能含 有Fe等

3、微量元素，如血红蛋白。2. 结构通式-H00-2(匚-连应同个碳庄子上飙基躱堆3. 结构特点（1） NH2和一COOH的数目：每种氨基酸都至少含有一个一NH2和一个COOH,也可以是几个（因为R基中可能含有氨基或羧基）（见下图）。H2N-CHCOOHJliNCfJCOOK|f- 严卜 !l:CHZ :：XH2 :!11: I :I NHj *；COOH-i-b*I11R基:含-MH】EUJ；含-COOH（2） NH2和一COOH的位置：构成蛋白质的氨基酸都有一个 一NH2和一个COOH连接在同一个碳原子上，否则就不是构成蛋白质的氨基酸。O题组冲关1. 如图是四种构成蛋白质的氨基酸的结构式HII

4、iilncCOOIIC N一12T1cooitH甲HHOCII2C COOHIH2N丙F列叙述错误的是（）A .构成上述氨基酸分子的基本元素是B.上述四种氨基酸的R基依次是H、一CH3、一CH2 0H、CII3乙HIh2ch2coohICCX：）H丁C、 H、 0、 NCH2 COOHC. R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生物体蛋白质的氨基酸【解析】四种氨基酸中都含有 C、H、0、N四种元素，故可知这四种元素是构成上述氨基酸的基本元素，故A项正确。氨基酸的结构式中除去1 1，；（的其余部分就是R基，故B项正确。R基中可以有氨基或羧基，H故C项正确。构成生物体蛋白质

5、的氨基酸，除必须含有氨基和羧基外，还需氨 基和羧基连在同一个碳原子上，故 D项错误。【答案】D2 组成蛋白质的氨基酸的 R基（）A .与一个氢原子和一个C2H4O2N相连B. 约有20种C. 至少有一个氨基和一个羧基D. 至少有一个氨基或一个羧基【解析】 组成蛋白质的氨基酸约有 20种，不同氨基酸在结构上的区别就 是R基不同。【答案】B3. 甲硫氨酸的 R基是 CH2CH2SCH3，它的分子式是（）A. C5H11O2NSB . C3H7SC. C4H11O2SD. C5H10O2NR【解析】氨基酸的结构通式为| X，分子式可写为C2H4O2NR，故甲硫氨酸的分子式应为 C5H11O2NS。【

6、答案】 A4. 下列有关氨基酸结构的叙述中，不正确的是 （）A .每种氨基酸只有一个氨基、一个羧基B. 每种氨基酸都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上C .连接一个氨基和一个羧基的碳原子上还连接一个氢原子和一个侧链基团D. 侧链基团（R基）不同，氨基酸就不同【解析】 每种氨基酸至少含有一个氨基、一个羧基，有的氨基酸在R基上还有氨基或羧基的分布。【答案】 A蛋白质的形成自主认知蛋白质是生物大分子，由许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键相连而成。1. 过程氨基酸脱水缩合二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物多肽：由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，通常呈链状盘曲、折叠蛋白质：具有复杂的空间结构2

7、. 脱水缩合(1) 概念：一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时 脱去一分子水的结合方式。(2) 形成的化学键：肽键，表示为 CONH o3. 蛋白质的结构多样性的原因由于组成肽链的氨基酸在种类、 数目、排列顺序上的不同，以及构成蛋白质 的肽链在数目和空间结构上的不同，所以蛋白质具有多样性。4.蛋白质功能多样性(连线) 功能举例催化a血红蛋白运输b抗体运动c激素结构d肌肉中的一些蛋白质防御e酶调控f构成细胞膜的蛋白质【提示】一e一a一d一f 一b 一c合作探讨RiR2 Hi Ri Rn曆C-CH）HHNH-CC- COOH ! j ub 丁 1 一一二一 多肽蛋白质。3. 计

8、算规律(1) 若是m个氨基酸形成n条链，会脱去m n分子水，形成m n个肽键。(2) 假设氨基酸的平均分子量为 a,则m个氨基酸形成n条链时，所形成肽 链的分子量为 ma 18(m n)。(3) 条肽链至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基；m个氨基酸脱水 缩合形成n条链构成的蛋白质中，至少含有 n个游离的氨基和n个游离的羧基。O题组冲关O1现有1 000个氨基酸，其中氨基有1 020个，羧基有1 050个，则由此合 成的4条肽链中共有肽键、氨基、羧基的数目是()A. 999、24、54B. 996、4、4C. 996、24、54D. 996、1 016、1 046【解析】本题考查氨基酸脱水缩

9、合的过程和肽链的结构，试题较难。在氨基酸分子的脱水缩合过程中，连在同一个C原子上的氨基和羧基，除了两端各留下一个氨基和羧基外，中间的都成为残基，而R基上的氨基和羧基不变。由题目可知，R基上共有20个氨基，50个羧基，再加上4条链上剩下的4个氨基、 4个羧基，分别有氨基和羧基24、54个。肽键数=氨基酸数肽链数=1 000 4 =996 个。【答案】C2. 根据下列化学结构简式回答问题：EF Gdo E I EL ； O II F_S?!口f一 Mil Hi ill |! I I H N-4- C-CN-tCHCN-； C-C=O :：i 丄：丄二丨;I iH ：| CH3 :! CHsCOOH

10、 ： H ! OH A RCDA表示, D表示。(2) 该化合物是由氨基酸分子失去水分子而形成的,这种反应叫做。(3) 图中表示 R基的字母是，表示肽键的字母是 o(4) 图中有肽键，有氨基和羧基。(5) 该化合物由中氨基酸组成。(6) 该化合物水解成氨基酸的过程中需要 水分子。E、【解析】本题考查肽链的结构，分析肽链中氨基酸的组成，首先找到F共两个肽键，因此该肽链由 3个氨基酸脱水缩合而成，再依据 B、C、G 个R基确定氨基酸种类。【答案】(1)氨基羧基(2)3 2脱水缩合(3) B、C、G E、F (4)212 (5)2 (6)2rnr|生物组织中的蛋白质的鉴定O自主认知实验原理蛋白质能和

11、双缩脲试剂发生紫色反应。实验步骤制备组织样液：豆浆或鸡卵清蛋白稀释液或牛奶取样液2 mL加入试管加入NaOH溶液2 mL :溶液不变色加入CuSO4溶液34滴：溶液变紫色实验结论说明组织样液中存在蛋白质。O核唐突破合作探讨探讨1:双缩脲试剂与斐林试剂有什么相同点和不同点？【提示】相同点：成分相同，都有NaOH和CuSO4溶液。不同点：浓度不同，斐林试剂的 CuSO4的浓度是0.05 g/mol双缩脲试剂的CuSO4的浓度是0.01 g/mol 使用方法不同。探讨2：用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，为什么要先滴NaOH溶液？【提示】鉴定蛋白质的实质是Cu2+在碱性条件下与肽键形成紫色的复杂化合物。归纳

12、拓展注意事项CuSO4溶液只需加34滴而不能过量，否则硫酸铜在碱性环境中生成大 量蓝色的Cu(OH)2沉淀，会掩盖所产生的紫色。(2) 做实验前要预留组织样液便于对照。(3) 若用鸡卵清蛋白做实验必须稀释。原因是防止实验后黏固试管，不易洗 刷。(4) 操作如图:2 niL纽织样液NdOH播匀一*S-4簡CuftO.博液O题组冲关O1 蛋白质能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应的原因是蛋白质中含有肽 键，而肽键可以与双缩脲试剂反应产生紫色的络合物。那么下列可以与双缩脲试 剂发生紫色反应的化合物是()C)oIIIIA. HN-C-NC-NHiIHO CH3II I氏 HCNH,H0 IIII Ic”

13、 h2cccnh2IHD. CH3CH2()H【解析】四个选项中只有A项的结构式含有0 II11 (肽键)。【答案】 A2健康人的尿中含有极微量的蛋白质，若尿液中蛋白质总量过高，则称为 蛋白尿。除了肾脏疾病和涉及肾脏的其他疾病会引起蛋白尿外，健康人在剧烈运动后也会出现暂时性蛋白尿。临床上常用双缩脲法定性和定量检测尿中的蛋白 质。请完成下面的实验，探究你在某次剧烈运动后是否出现了蛋白尿。(1) 材料用具：试管、量筒、剧烈运动前后的尿液、双缩脲试剂 A液(质量浓 度为0.1 g/mL的NaOH溶液)、双缩脲试剂B液(质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4 溶液)。(2) 实验原理：。(3) 实验

14、步骤 取两支试管，分别编号为 A、B。 A中加入运动前自己的尿液2 mL ,B中加入剧烈运动后自己的尿液 2 mL。 先向 A、B 两支试管中分别加入 再向两支试管中分别加入。_ 对比观察两支试管中溶液的颜色变化。（4）预测结果及相应结论预测结果相应结论若A、B两支试管中溶液均为浅蓝色剧烈运动后，尿液中出现了蛋白质【解析】本题探究人在剧烈运动后是否会出现蛋白尿。本题所利用的原理是教材中有关蛋白质的鉴定方法。在探究实验中要注意遵循单一变量原则和对照 原则。中学阶段对照实验设计的步骤一般有四步：第一步：分别编号，即取两支试管，分别编号为 A、B（步骤）o第二步：设置对照实验，即向两支试管中分别加入

15、等量的运动前和运动后自己的尿液，再滴加双缩脲试剂（步骤）o第三步：观察并记录实验结果，注意要设置观察标准，即观察颜色变化（步骤）。第四步：依据颜色变化，得出结论。本题预测结果中的浅蓝色是试剂本身所具有的颜色。【答案】（2）蛋白质和双缩脲试剂发生紫色反应（3）2 mL双缩脲试剂A液，并摇匀 34滴双缩脲试剂B液，并摇匀（4）预测结果相应结论剧烈运动后，尿液中无蛋白质出现若A试管中溶液为浅蓝色，B试管中溶液为紫色1 下列氨基酸中，不是组成蛋白质的氨基酸是 （）CH2SHA. NH2CCOOHHC(_)OH HR NH CCC：OOHJHHH H H C(X)H/G NH CCCC H- | H H

16、 H N 巴H II IIDt N H,CCCCOOHH H H【解析】氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且有一个氨基和一个羧基 连在同一个碳原子上。D项虽然有一个氨基和羧基，但氨基和羧基没有连在同一 个碳原子上。【答案】D2 两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽，同时生成一分子水，该水分子中的 氢来自 ()A .氨基B .羧基C.氨基和羧基D .连在碳原子上的氢【解析】脱水缩合脱去的水分子是由一个氨基酸的氨基提供的氢原子和另一个氨基酸的羧基提供的羟基形成的。【答案】C3. 亮氨酸的R基为一C4H9,缬氨酸的R基为一C3H7，它们缩合形成的二肽 分子中，C、H数分别为()A. 11、24B. 9、1

17、8C. 11、22D. 10、22【解析】 根据氨基酸的结构通式，缬氨酸中的 C、H数分别是5、11，亮 氨酸中的C、H数分别是6、13,它们结合形成二肽时失去一分子水，脱去 2个 H和一个0,因此二肽分子中的C、H数分别是11、22。【答案】C4 下列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、0、N等元素氨基酸分子脱水缩合多肽 形成一定的空间结构AB C D 【解析】 元素以原子的形式构成氨基酸分子， 氨基酸通过脱水缩合形成多 肽，多肽再通过盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子，这是蛋白质 结构的不同组成层次。但这种结构层次并不代表体内蛋白质就是从原子开始构成 的，体内蛋白质是利用体内合成或转化而来的氨基酸以及从体外吸收来的氨基酸 为原料形成多肽，再经过盘曲、折叠形成的。【答案】D5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【解析】 不同的蛋白质分子中氨基酸的数量、种类和排列顺序都不尽相同， A、C两项正确；有些结构不同的蛋白质具有相似的功能，如血红蛋白和载体蛋 白都具有运输功能，B项