I22生命活动的主要承担者——蛋白质新授

1、第二章 组成细胞的分子第2节 生命活动的主要承担者蛋白质学习目标内容目标知识与技能1.说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸的种类和氨基酸形成蛋白质的过程。2.概述蛋白质的结构和功能。3.理解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。过程与方法1.尝试建立氨基酸结构通式的球棍模型(模仿水平)。 2. 使用球棍模型演示脱水缩合过程，肽链形成具有空间结构的蛋白质(独立操作水平)。3. 能够利用多媒体搜集相关信息，学会鉴别、选择、运用和分享信息情感态度价值观1.认同蛋白质是生命活动的主要承担者2.关注蛋白质研究的新进展3.讨论蛋白质的重要作用教学重点1.氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋

2、白质的过程。2.蛋白质的结构和功能教学难点1.氨基酸形成蛋白质的过程。2.蛋白质的结构多样性的原因预习探究【纵览教材】【预习过程】组成细胞的有机化合物中含量最多的是什么？ 食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢?一、氨基酸及其种类1氨基酸的结构比较教材P20“思考与讨论”中的四种氨基酸，找出结构中共有的部分和不同的部分；结合阅读P21第一段，完成：(1) 组成氨基酸的基本元素是什么？(2)氨基酸结构通式： （3）结构特点 (i)每种氨基酸分子至少都含有一个 (一NH2)和一个 (一C0OH)。(ii)都有一个氨基和一个羧基连接在 上。(iii)各种氨基酸之间的区别在于 的不同。【提示】1.熟记氨基

3、、羧基的各种会恶狗形式2.从化学角度看，有些化合物既含氨基又含羧基，但不是连在同一个碳上，也叫氨基酸，但不是组成生物体的的氨基酸。而我们将组成生物体的氨基酸（有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳上的）称之为-氨基酸【思考】玉米中含有丰富的谷氨酸，谷氨酸的分子中合有两个羧基(一C00H)，请描述它们在分子结构中的位置。2种类 (1)氨基酸是构成生物体 的基本单位，根据的不同，约分为 种。(2)根据能否在人体内合成，分为：(i) (8种)：人体细胞不能合成，必须从外界环境中直接获取的氨基酸(婴儿9种)。 (ii) (12种)：人体细胞能够合成的氨基酸。【思考】同样都是组成生物体的氨基酸，酪氨酸几乎不

4、溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生取决于 二、蛋白质的结构及其多样性结合教材P21图2-4，阅读倒数第一、二段1.蛋白质的结构层次 氨基酸（食物中吸收或人体自身合成） 一条肽链盘曲折叠形成蛋白质几条肽链盘曲折叠形成蛋白质2.氨基酸的结合方式：脱水缩合：一个氨基酸分子的 与另一个氨基酸分子的 相连接形成 ，同时脱去一分子水，肽键可表示为 。 二肽： 多肽： 多肽主要程链状最终经过多级盘曲折叠形成特定空间结构的蛋白质【思考】1.脱去的水分子中，H既来自 ，O来自 。 2.你对蛋白质变性、水解等性质了解多少？3. 下图是几肽？你如何判断的？4.分析（1）2个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，这

5、个化合物的名称为_ ，含有_个肽键，失去_个水分子。（2）3个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，这个化合物的名称为_，含有_个肽键，失去_个水分子。（3）n个氨基酸经脱水缩合形成一条多肽链时，需脱去_个水，形成_个肽键。（4）n个氨基酸经脱水缩合形成2条多肽链时，需脱去_个水，形成_个肽键。（5）n个氨基酸经脱水缩合形成m条多肽链时，需脱去_个水，形成_个肽键。（6）三肽，至少含 个氨基 羧基；至少含 个O原子 个N原子。（7）n肽，至少含 个氨基 羧基；至少含 个O原子 个N原子。（8）3条n肽，至少含 个氨基 羧基；至少含 个O原子 个N原子。3.蛋白质分子的结构多样性（1）氨基酸的 不同

6、，构成的肽链不同（2）氨基酸的数目不同，构成的肽链不同（3）氨基酸的 不同，构成的肽链不同 （4）肽链的空间结构不同，构成的蛋白质不同提示：以上四点只要具备其中一点，就说明两种蛋白质结构不同【思考】三肽A-B-C和C-B-A一样吗？三、蛋白质的功能结合P23图2-7 (1)结构多样性 决定 功能多样性（2）功能结构蛋白： 构成细胞和生物体，如肌动蛋白和肌球蛋白等。 如受体蛋白等功能蛋白 催化作用 如酶 功能 如血红蛋白 如抗体（3）一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要 。【思考】通过本节知识的预习，你怎么理解proteus（蛋白质）意思是拉丁文“首要的物质” ？学习过程【考纲知识

7、梳理】一、氨基酸及其种类氨基酸是蛋白质的基本组成单位。在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种（我们平时食物中的蛋白质只能消化分解成小分子氨基酸才能被吸收利用）1结构通式2结构特点 (1)每种氨基酸都至少含有一个一NH2和一个一CO0H，R基中也可能存在一NH2或-COOH。(2)连接位点：构成蛋白质的氨基酸都有一个 -NH2和一个-COOH连在同一个碳原子上。（此特点为判断某化合物是否是构成蛋白质的氨基酸的依据）特别提示：l每种氨基酸分子都至少含有一个氨基和一个羧基的意思是氨基酸分子中的氨基和羧基的数目至少一个，也可以是几个，原因是R基中可能含有氨基或羧基。如：2在构成蛋白质的氨基酸中，至少有

8、一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上（叫­氨基酸），其意思是说氨基和羧基不连接在同一个碳原子的氨基酸就不是构成生物蛋白质的氨基酸，因为在自然存在的蛋白质中尚未发现这样的氨基酸。3.注意结构通式书写形式的变化 或 (3)分子式可表示为：C2H4O2NR（其中-R根据不同氨基酸种类而不同，即R基团决定氨基酸种类。相应氨基酸性质、功能等也因此有所不同，如酪氨酸几乎不溶于水而精氨酸易溶于水）3种类：按R基生物体中构成蛋白质的氨基酸常见的有20多种；按人体能否合成分为必需氨基酸8种（异亮氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、缬氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸【一家人写两三本书】婴儿有9种，多了组氨酸）

9、与非必需氨基酸（12种）。二、蛋白质的结构及其多样性1.蛋白质的结构层次（1）蛋白质的元素组成 一定含C、H、O、N (N含量达蛋白质的16%)有的另外含有S或金属元素（如血红蛋白含Fe）（这些元素一定位于氨基酸的R基上） 【提醒】1.这些元素首先构成氨基酸，氨基酸作为单位再构成蛋白质 2.含氮量的标准应该是按照氨基氮来衡量的，但某些不法商家以其他非氨基酸N（如尿素）掺入奶粉，制造了很多“大头娃娃”悲剧（2）结构层次氨基酸（食物中吸收或人体自身合成）二肽三肽及多肽一条肽链盘曲折叠形成蛋白质几条肽链盘曲折叠形成蛋白质最终形成具有特定空间结构的蛋白质【提醒】特定结构是蛋白质具有特定性质和功能的基础

10、，一旦结构改变，相应会改变或失去原有的性质和功能：如蛋白质变性失活（但更容易水解消化） 【知识延伸】了解“蛋白质的四级结构”一级结构：蛋白质分子中的氨基酸按一定的排列顺序组成肽链。二级结构：多肽链自身的折叠和盘绕方式。三级结构：具有二级结构的多肽链借助氢键和其他化学键进一步卷曲、折叠形成的空间构象。四级结构：由两条或两条以上具有三级结构的多肽链借助氢键和其他化学键形成一定的空间排列。2.氨基酸相互结合的方式氨基酸1二肽氨基酸2氨基酸的脱水缩合过程分析O H 或CONH- 或NHCO-CN （1）肽键的正确写法是【注意】肽键是个整体结构，不是一个具体的化学键（相当于一个基团），但也不是分子，所以

11、需要在书写时两侧不许带有游离的化学键 (2)脱去的水分子中，H既来自氨基又来自羧基，O来自羧基（也可以说来自羟基）。 (3)一条肽链至少有一个游离的一NH和一个游离的-COOH，分别位于肽链的两端，R基中的一NH和一C00H不参与脱水缩合过程。【思考讨论】：1. 如果用同位素标记N原子，同位素主要存在蛋白质的什么部位？S原子呢？2.能对人体直接注射蛋白质吗？3.对于人体来说动物蛋白与植物蛋白谁的营养价值更高？4.蛋白质遇食盐、高温、高酸碱、重盐、消化酶（蛋白酶或肽酶）分别会发生什么变化？为什么？5.蛋白质初步水解、彻底水解、代谢产物分别是什么？3.蛋白质分子结构多样性及原因蛋白质分子结构的多样

12、性可以从以下四个层次上加以理解：（1）氨基酸的种类不同，构成的肽链不同如图所示： （2）氨基酸的数目不同，构成的肽链不同，如图所示：（3）氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同，如图所示： （4）肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同，如图（了解氢键、二硫键）提示：结构的不同，只要具备其中一点，就说明两种蛋白质结构不同。【思考】如何解释营养不均衡太单一，会造成蛋白质缺乏营养不良？三、蛋白质的功能结构多样性 决定【】 功能多样性功能多样性的表现结构蛋白： 构成细胞和生物体，如肌动蛋白和肌球蛋白等。 信息传递与调节 如受体蛋白等功能蛋白 催化作用 如酶运输功能 如血红蛋白 免疫作用 如抗体【讨论

13、】为什么对我们来说蛋白质必须经常摄入，才能保证健康？ 提示：提示：从1.蛋白质作用 2.氨基酸类型 3 .新陈代谢 4.体内储存角度四、提升：蛋白质的相关计算1.三肽A-B-C和C-B-A一样吗？ 规律1依据蛋白质多样性原理，结合数学方法计算2.判定几肽规律2根据肽键结构来确定由几个氨基酸缩合而来3.结合预习学案中的分析完成下表氨基酸数链数几肽肽键数合成脱水数（水解需水数）羧基数氨基数O原子数N原子n单链1条nm条规律3 肽键数氨基酸数肽链数脱去的水分子数=水解时需要的水分子数环状肽肽键数氨基酸数4. 蛋白质相对质量分量氨基酸平均相对分子质量x氨基酸数18x脱水数M=nM-18(n-m)合成蛋

14、白质时，减轻的质量=18X水分子数+2x二硫键数（ 形成巯基时脱掉的H ）5.每条肽链至少1个氨基1个羧基6.n肽至少n+1个O原子、至少n个N原子【对位训练】1.某22肽被水解成1个4肽，2个3肽，2个6肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是 （ ）A. 6 18 B. 5 18 C. 5 17 D. 6 172.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条肽链中共有肽键、氨基和羧基的数目是（ ） A.996 1016 1046 B. 996 4 4 C.996 24 54 D. 996 20 503.由下列氨基酸缩合成一条分子式为C27 

15、;H42 O15 N10的肽链，则该肽链中含有号氨基酸的数目是 4.在人体的消化道中，要将一个由4条肽链共288个氨基酸组成的蛋白质分子彻底消化， 需要消耗的水分子个数是（ ）A、284； B、287; C、288; D、2895.假设某一蛋白质分子的分子量为11054，20种氨基酸的平均分子量为128，在形成该蛋白质分子时脱去水的分子量为1746，则组成该蛋白质分子的肽链数是（ ） A4条 B3条 C2条 D1条6.现有一种“十二肽”，分子式为CxHyNzOwS（Z12，W13）。已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸 问一个该十二肽分子水解时需要的水分子是_将一个该十二肽分

16、子彻底水解后有 个赖氨酸和 个天门冬氨酸7.胰岛素是一种蛋白质分子，它含有、两条肽链，链含有21个氨基酸，链含有30个氨基酸，两条多肽链间通过两个二硫键(二硫键是由两个S连接而成)连接，在链上也形成一个二硫键，如上图为结晶牛胰岛素的平面结构示意图，据此回答： 这51个氨基酸分子形成胰岛素后，相对分子质量比原来减少了_。【能力提升】1.某三十九肽中共有丙氨酸4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽（如图），下列有关该过程的叙述中，错误的是（ ）A氨基和羧基分别增加3个 B肽键数目减少7个  CC原子减少12个 DO原子数目不变  讨论上题N原子数量如何变化？H原子如何变化？如果去掉的氨基酸R基含有一个羧基或氨基，以 上数据发生什么变化？ 如果不是去掉某氨基酸，而是直接水解，以上结果是什么？2.据下图展开讨论需要水分子数、破坏肽键数所产小肽（剩余有机物、剩余肽链中）中肽链数变 化？O、H、N、C元素