2022-2023学年 北师大版 必修1　蛋白质（43张） 课件

1、第三节蛋白质第3章2022内容索引010203自主预习新知导学合作探究释疑解惑素 养 提 升04课 堂 小 结课 标 定 位1.结合实例理解细胞的功能主要由蛋白质完成。2.分析组成蛋白质的基本单位,归纳概括氨基酸的结构特点。3.结合实例分析蛋白质结构多样性是由氨基酸的种类、数量、排列顺序不同,以及多肽链的空间结构不同决定的。素 养 阐 释1.根据几种具体氨基酸的结构,归纳概括氨基酸的结构通式、结构特点。2.通过构建二肽的形成过程动态模型,理解氨基酸脱水缩合的过程。3.说明蛋白质在细胞中的功能是由其组成和结构决定的,初步形成结构与功能相适应的观念,并能运用这一观念分析相关的生物学问题。自主预习新

2、知导学一、细胞的功能主要由蛋白质完成(连线)功能实例二、蛋白质通常由20种氨基酸分子组成1.氨基酸的分子结构通式氨基酸分子结构通式(1)写出字母所代表的结构。a.氨基,b.羧基。(2)氨基酸的种类、性质不同取决于R基的不同。2.氨基酸的种类:参与组成天然蛋白质的氨基酸通常有20种。三、氨基酸有序连接形成蛋白质的一级结构 1.氨基酸分子相互结合的方式:脱水缩合。氨基(NH2)提供氢,羧基(COOH)提供氧、氢。2.写出图中序号代表的物质或结构。产物:水。产物:二肽。结构:肽键。四、蛋白质的空间结构1.二级结构:肽链的主链部分在局部形成一种有规律的折叠或螺旋。二级结构的形成主要是由主链上原子间形成

3、的氢键决定的。2.三级结构:肽链在二级结构的基础上进一步盘绕、弯曲和折叠形成的特定空间结构。3.四级结构:有些蛋白质由一条以上肽链组成,具有三级结构的肽链之间相互作用,形成蛋白质的四级结构。五、蛋白质的结构决定其功能决定蛋白质功能的因素:氨基酸序列及其形成的空间结构。六、检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质某些化学试剂能够与生物组织中的某些有机化合物发生特定的颜色反应。【预习检测】 判断正误。(1)组成蛋白质的氨基酸都只含有一个氨基与一个羧基,并且连接在同一个碳原子上;每一条肽链至少含有一个游离的氨基与一个游离的羧基。()(2)生物体内组成蛋白质的氨基酸中,有些氨基酸不能在人体细胞中合成。()

4、(3)脱水缩合发生在相邻氨基酸的氨基和羧基之间,H2O中的H来自COOH和NH2,O来自COOH。()(4)连接2个氨基酸分子的化学键叫作磷酸键。()(5)蛋白质含C、H、O、N、P五种元素,只由一条肽链组成。()(6)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式进行脱水缩合。()(7)生物体内组成蛋白质的氨基酸通常有20种。不同氨基酸之间的差异是由R基引起的。()(8)含有两个肽键的化合物称为二肽。()(9)一条肽链中只有一个氨基和一个羧基。()(10)由n个氨基酸脱水缩合形成的肽链中,肽键数及脱去的水分子数都是n-1。()(11)氨基酸种类和数量相同的蛋白质,其结构和功能不一定相同。()(12)破

5、坏了蛋白质的空间结构,则蛋白质中不存在肽键。()(13)抗体和血红蛋白都具有免疫作用。()(14)部分激素是蛋白质,具有信息传递和调节的作用。()合作探究释疑解惑知识点一氨基酸的结构及其特点【问题引领】 1.构成蛋白质的氨基酸由哪几部分组成?各组成部分的位置关系如何?提示:从氨基酸的结构通式可以看出,构成蛋白质的氨基酸都有一个氨基、一个羧基、一个氢和一个R基连接在同一个碳原子上。2.如果氨基酸中含有多个氨基或羧基,除了连在同一个碳原子上的氨基和羧基外,其他的氨基或羧基在什么位置? 提示:其他的氨基或羧基在R基上。3.下列有机酸是不是构成蛋白质的氨基酸?若不是,请说明判断理由。提示:(1)是。(

6、2)不是。因为NH2和COOH没连在同一个碳原子上。【归纳提升】 构成蛋白质的氨基酸的结构特点(1)至少含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)。(2)都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,且这个碳原子上还连接一个氢原子和一个R基。(3)各氨基酸之间的区别在于R基的不同。R基决定氨基酸的种类和理化性质。R基决定氨基酸中所含有氨基和羧基的数量:除了连接在同一碳原子上的氨基和羧基外,其他的氨基和羧基一定位于R基中。R基决定氨基酸的组成元素:氨基酸结构通式中含有C、H、O、N四种元素,若含有其他元素(如S),则一定位于R基中。【典型例题】 下列物质中属于组成生物体中蛋白质的氨基酸的是()

7、答案:B解析:参与生物体内蛋白质组成的氨基酸的特点:至少都含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。【变式训练】 谷氨酸的R基为C3H5O2。一分子谷氨酸中含有的C、H、O、N原子数依次是()A.5,9,4,1B.4,8,5,1C.5,8,4,1D.4,9,4,1答案:A解析:组成蛋白质的氨基酸的结构通式为 ,已知R基为C3H5O2,可以求出谷氨酸的分子中含C原子2+3=5个,H原子4+5=9个,O原子2+2=4个,N原子1个。【问题引领】 知识点二蛋白质的结构及其多样性1.氨基酸脱水缩合过程中参与“脱水”的结构是哪些部分?R基中的氨基或羧基参

8、与脱水缩合吗? 提示:参与“脱水”的是一个氨基酸中与中心碳原子相连的COOH(羧基)和另一个氨基酸中与中心碳原子相连的NH2(氨基)。R基中的氨基或羧基不参与脱水缩合。2.形成1个肽键的同时脱掉1分子H2O,H2O中的H和O来源相同吗?为什么? 提示:不完全相同。H来源于氨基和羧基,O只来源于羧基。3.请写出在1条肽链中氨基和羧基的数量和位置。(1)至少含有氨基和羧基的数量:。(2)这些氨基和羧基在肽链上的位置:。答案:(1)1个、1个(2)分别位于肽链的两端【归纳提升】 1.脱水缩合过程中的“变化”与“不变”(参与构成蛋白质的氨基酸与多肽链相比)(1)氨基和羧基的数目变化的:连接在同一个碳原

9、子上的氨基和羧基数目。不变的:R基中的氨基和羧基数目。(2)原子的数目变化的:O和H的原子数目。每个氨基酸的氧原子数为2+R基中的氧原子数,而每脱去1分子水,便脱去2个H和1个O。不变的:C、N及R基中的S不参与脱水缩合,前后数目无变化。a.蛋白质中的C原子数=氨基酸的个数2+R基中的C原子数。b.蛋白质中的N原子数=氨基酸的个数+R基中的N原子数。2.蛋白质形成过程中的基本数量关系(1)氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系肽键数=失去水分子数=氨基酸数-肽链数。(2)蛋白质中游离氨基或羧基数的计算至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数。游离氨基或羧基的数目=肽链数+R基中含有的氨基或羧基

10、数。(3)若氨基酸的平均相对分子质量为a,由n个氨基酸形成1条肽链或m条肽链,则有:肽链 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个至少1个na-18(n-1)mn-mn-m至少m个至少 m个na-18(n-m)特别提醒(1)多肽不等同于蛋白质:氨基酸脱水缩合形成的多肽必须经加工后,才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。(2)在计算蛋白质相对分子质量时,还要考虑是否存在特殊的变化,如二硫键(SS)的形成。每形成一个二硫键,脱去2个H,相对分子质量减少2。3.蛋白质结构多样性与功能多样性的关系图解 【典型例题】 分析多肽E和多肽F(均由一条肽链组成)得

11、到以下结果(单位:个)。元素或基团CHONNH2COOH多肽E201348625332多肽F182294555461这两种多肽中氨基酸的数目最可能是() 选项ABCD多肽E1993405851多肽F1812815349答案:D 解析:1条多肽链中至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基。由1条肽链中氨基的数目=1+R基中的氨基数,羧基的数目=1+R基中的羧基数推知,多肽E中R基上的氨基为2个,多肽F中R基上的氨基为5个。脱水缩合过程中不失去氮原子,因此,除R基中的氮原子外,多肽链中有几个氮原子,就由几个氨基酸构成。由此可推知构成多肽E的氨基酸为51个,构成多肽F的氨基酸为49个。【变式训练】 1

12、.下图为某二肽分子结构示意图,已形成肽键和可能形成肽键的NH2分别是()A.B.C.D.答案:C解析:参与脱水缩合形成肽键的氨基是氨基酸中与羧基连接在同一个中心碳原子上的氨基,氨基酸的R基中的氨基或羧基不参与肽键的形成。分析题中某二肽分子结构示意图可知,为参与形成肽键的氨基,为左侧氨基酸分子中与羧基同连在中心碳原子上的氨基,可能参与肽键的形成,分别为形成此二肽的两个氨基酸的R基中的氨基,不参与肽键的形成。2.下图是有关蛋白质分子的简要概念图。下列对图示的分析,正确的是()A.一个蛋白质分子只含一条肽链B.过程有水产生C.多肽中B的数目等于C的数目D.蛋白质功能的多样性导致蛋白质结构的多样性答案

13、:B解析:一个蛋白质分子中可能含有多条肽链;过程表示氨基酸脱水缩合,会产生水;多肽中B(氨基酸)的数目=C(肽键)的数目+1;蛋白质的结构多样性决定蛋白质的功能多样性。知识点三检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质【问题引领】 1.在检测生物组织中的化合物时,在实验材料的选择上有哪些要求?提示:(1)选择的材料应富含待检测的物质。(2)选择的材料应为无色、白色或者颜色较浅,有利于对实验结果的观察。2.蔗糖属于非还原糖,蔗糖溶液中加入斐林试剂,5065 水浴加热后呈什么颜色?为什么?提示:浅蓝色。因为蔗糖属于非还原糖,不与斐林试剂发生颜色反应,蔗糖溶液加入斐林试剂,5065 水浴加热后呈浅蓝色Cu

14、(OH)2的颜色。3.斐林试剂与双缩脲试剂的使用方法相同吗?请说明理由。提示:不相同。斐林试剂的甲液和乙液等量混合后使用,使用时现用现配,在使用过程中需水浴加热。使用双缩脲试剂时,先在待测组织样液中加入双缩脲试剂A液1 mL,摇匀,再滴加B液4滴,摇匀。4.现有两瓶没有标记的尿液样品,分别是1名糖尿病患者(尿液中含有葡萄糖)和1名肾小球肾炎患者(尿液中含有蛋白质)的尿样。请用所学的知识对其进行区分。提示:方法一:用斐林试剂对两瓶尿样进行检测,有砖红色沉淀生成的是糖尿病患者的尿样;没有砖红色沉淀生成的是肾炎患者的尿样。方法二:用双缩脲试剂对两瓶尿样进行检测,有紫色反应的是肾炎患者的尿样,另一瓶是

15、糖尿病患者的尿样。【归纳提升】 1.斐林试剂和双缩脲试剂的比较 比较项目斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液鉴定物质可溶性还原糖蛋白质添加顺序甲、乙两液等量混匀后立即使用先注入A液1mL,摇匀后,再注入B液4滴,摇匀反应条件5065 水浴加热不需加热,摇匀即可反应现象组织样液变为砖红色组织样液变为紫色2.实验结果分析(1)鉴定还原糖,实质上是新配制的Cu(OH)2与还原糖反应,Cu(OH)2被还原为Cu2O(砖红色)。(2)检

16、测蛋白质的原理是肽键在碱性环境中与Cu2+反应生成紫色络合物,所以加入双缩脲试剂A液的目的是制造碱性环境。3.实验注意事项(1)正确加入试剂斐林试剂:宜现用现配,甲、乙液等量混合均匀。双缩脲试剂:先加A液,摇匀,再加B液。(2)控制适宜的实验条件还原糖的检测需要将试管放入盛有5065 温水的大烧杯中水浴加热约23 min,而蛋白质的鉴定不需要加热。【典型例题】 现提供新配制的斐林试剂甲液(质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液)、乙液(质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液)、蒸馏水。若充分利用上述试剂及必需的实验用具,能鉴别出下列哪些物质?()葡萄糖蔗糖蛋白质脂肪A.只有B.C.D.

17、答案:C解析:斐林试剂和双缩脲试剂在成分上的区别:斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液都是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液;斐林试剂乙液和双缩脲试剂B液的成分都是CuSO4溶液,但浓度不同,两者质量浓度分别是0.05 g/mL、0.01 g/mL。根据题意,双缩脲试剂B液可由斐林试剂乙液稀释而成。所以能鉴定出的物质有葡萄糖和蛋白质。【变式训练】 向盛有一定量面糊的试管中加入适量的-淀粉酶,65 (-淀粉酶的最适温度)水浴保温后,先后加入1 mL质量浓度为 0.1 g/mL的NaOH溶液和4滴质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液,摇匀后,试管内立即出现的现象是(-淀粉酶是蛋白质,能水解淀

18、粉,但自身的化学本质不变)()A.产生砖红色沉淀B.溶液呈蓝色C.溶液呈现紫色D.溶液颜色无变化答案:C解析:-淀粉酶是催化剂,其化学本质为蛋白质,在化学反应过程中其化学本质不变,所以遇双缩脲试剂会发生紫色反应。素 养 提 升【实验指导】 对照实验步骤的设计思路第一步,取材、分组、编号。实验材料包含实验中用到的各种动植物,取材时注意数量、生理状态及发育状况要相同;用具有烧杯、培养皿、饲养动物的容器等。这些材料、用具在试题中都会给出,注意要结合实验的目的和原理合理利用。第二步,相同处理和不同处理。根据实验变量设置对照(注意:单一变量不同,其他变量相同且适宜)。第三步,检测、观察、统计、比较。找出具体的观察和记录对象,观察、记录实验现象并统计、比较实验数据。如果实验现象是隐蔽的,必须找出具体的检测方法,以使实验结果便于观察。【能力展示】 假设你去某饲料研究所进行课外实践活动,需要完成以下任务。(1)选用恰当的试剂检测某样品中是