优化方案生物必修一第2章第2节

课标领航1．说明氨基酸的结构特点及其种类。2．概述蛋白质的结构，蛋白质结构多样性的原因及蛋白质的功能。【重点】氨基酸的结构特点；蛋白质的结构和功能。【难点】氨基酸形成蛋白质的过程；蛋白质的结构具有多样性的原因。第一页第二页，共34页。情景导引1965年9月17日，我国在世界上首次用人工方法合成了胰岛素，摘取了一枚生物科学的“金牌”。胰岛素是胰腺里的一种岛形细胞群(胰岛)分泌出的激素，是由51个氨基酸构成的小分子蛋白质。它在调节糖类与脂肪的代谢方面具有十分重要的作用。蛋白质在生命活动中有何作用？第二页第三页，共34页。基础自主梳理一、氨基酸及其种类1．氨基酸是组成蛋白质的基本单位在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种。第三页第四页，共34页。2．与生活的联系(1)必需氨基酸：人体细胞内不能合成，必须从外界环境中___________的氨基酸共8种。(婴儿有9种，多出来的是组氨酸)。(2)非必需氨基酸：人体细胞________合成的另外12种氨基酸。思考感悟1．蛋白质由哪些元素组成？各种氨基酸之间的区别是什么？【提示】

都含C、H、O、N元素；R基不同。直接获取能够第四页第五页，共34页。二、蛋白质的结构及其多样性仔细阅读(观察)蛋白质的结构及多样性的文(图)以及相关“思考与讨论”，回答下列问题：1．蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子生物界的种类多达___________种，它们参与组成生物体和细胞的____________，执行多种多样的功能。2．氨基酸分子互相结合的方式是：一个氨基酸分子的________

(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接，同时脱去一分子的水，这种方式叫做______________。1010～1012各种结构羧基脱水缩合第五页第六页，共34页。3．肽键：连接两个氨基酸分子的化学键(—NH—CO—)。4．二肽：由________氨基酸分子缩合而成的化合物。5．多肽：由________氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物。6．肽链：________通常呈链状，叫做肽链。思考感悟2．连接两个氨基酸的化学键叫什么？其表示方法如何？它在形成时脱去的水分子中的H和O分别来源于哪个基团？两个多个多肽第六页第七页，共34页。【提示】肽键；—CO—NH—；—NH2和—COOH，—COOH。三、蛋白质的功能1．(1)构成______________________的结构；(2)酶为生物催化剂；(3)运输作用；(4)调节____________________

(激素类蛋白质)；(5)________

功能(抗体)。2．一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的__________________。细胞或生物体机体的生命活动免疫主要承担者第七页第八页，共34页。核心要点突破氨基酸的结构特点1．结构通式第八页第九页，共34页。2．对结构特点的理解(1)“氨基酸”字面含义：“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中的主要部分——氨基(碱性)和羧基(酸性)。(2)氨基酸的元素组成：由氨基酸的结构通式得知，氨基酸的组成元素都有C、H、O、N。另外大多数蛋白质还含少量S元素，有些蛋白质含有P、Fe、I等元素。(3)“至少”的含义：每个氨基酸都至少含有一个—NH2和一个—COOH，也可有多个，多的应位于R基上，如谷氨酸：第九页第十页，共34页。(4)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。自然界中氨基酸种类约100多种，其中在生物体中的氨基酸约有20种。第十页第十一页，共34页。(2011年长安一中高一检测)丙氨酸的R基为—CH3，谷氨酸的R基为—CH2—CH2—COOH，它们缩合形成的二肽分子中，C、H、O的原子比例为(

)A．7∶16∶6

B．7∶14∶5C．8∶12∶5 D．8∶14∶5【思路点拨】本题主要考查氨基酸的结构及特点，解答本题主要应突破以下三点：①掌握氨基酸的结构通式。②掌握脱水缩合的过程。③正确计数各原子的数目。例1第十一页第十二页，共34页。【尝试解答】

________【互动探究】

(1)丙氨酸与谷氨酸脱水缩合产生的二肽分子中，含有几个游离的氨基和羧基？(2)丙氨酸与谷氨酸脱水缩合产生的二肽有几种？试写出其结构简式。D【提示】

(1)1个游离的氨基，2个游离的羧基。(2)2种；①当丙氨酸的氨基与谷氨酸的羧基发生脱水缩合时，二肽结构简式为：第十二页第十三页，共34页。②当丙氨酸的羧基与谷氨酸的氨基发生脱水缩合时，二肽结构简式为：第十三页第十四页，共34页。【误区警示】有关氨基、羧基、R基的常见书写错误(1)正确书写格式：—NH2、—COOH、—R(千万别忘记原子团前要有短线“—”)。(2)避免两种错误书写格式：①写为NH2、COOH、R；②写为NH3、HCOOH等。氨基、羧基、R基不是分子，它们只是分子的一部分。NH2、COOH是分子的写法，但它们在自然界是不存在的。只有—NH2、—COOH才是基团。而NH3和HCOOH是分子，不是基团。第十四页第十五页，共34页。1．脱水缩合示意图氨基酸的脱水缩合第十五页第十六页，共34页。(1)脱下的水中的氧来自—COOH，水中的氢一个来自—COOH，另一个来自—NH2。(2)参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与各自的中心碳原子相连的氨基和羧基，不是R基上的氨基和羧基。第十六页第十七页，共34页。区别多肽蛋白质结构上是蛋白质的初级结构具有一定的空间结构功能上一般无生物活性具有生物活性性质由核糖体刚合成的多肽链为多肽，但并非是蛋白质由一条或几条多肽链和其他物质(如—S—S—)结合而成特别提醒多肽与蛋白质的区别第十七页第十八页，共34页。2.多个氨基酸分子形成多条肽链时的数量关系(1)氨基酸、肽键数(失水数)和肽链数的关系：肽键数＝失水分子数＝氨基酸数－肽链数(2)氨基、羧基总数的计算关系：氨基数＝所有R基中的氨基数＋肽链数羧基数＝所有R基中的羧基数＋肽链数特别提醒环状多肽的失水分子数＝氨基酸数＝肽键数第十八页第十九页，共34页。3．蛋白质结构中的数量关系根据多肽(蛋白质)相对分子质量＝氨基酸相对分子质量之和－失水分子的相对分子量之和＝氨基酸平均分子量×氨基酸数－18×失水分子数，可归纳为：第十九页第二十页，共34页。下列物质中，有的是组成人体的氨基酸，有的不是，若将其中构成人体的氨基酸缩合成化合物，则其含有的氨基、羧基和肽键数目是(

)例2第二十页第二十一页，共34页。A．3、3、2

B．1、2、1C．1、3、2 D．3、4、2【思路点拨】第二十一页第二十二页，共34页。①和④符合氨基酸的结构特点，属于人体的氨基酸，它们缩合形成的二肽可能为：第二十二页第二十三页，共34页。【尝试解答】

________【探规寻律】

(1)判断有机物是否属于构成生物体的氨基酸的依据是：该化合物的—COOH和—NH2是否连接在同一个碳原子上。(2)计算肽链中的氨基(羧基)数目时，不要忘记R基中的氨基(羧基)：多肽的氨基(羧基)数目＝R基中的氨基数(羧基数)＋肽链数。B第二十三页第二十四页，共34页。跟踪训练

(2011年山东烟台二中高一检测)甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，则它的分子式是(

)A．C5H11O2NS B．C3H7SC．C4H11O2S D．C5H10O2NS解析：选A。把氨基酸的结构通式写成分子式形式为C2H4O2NR，而R基是已知的，可缩写为—C3H7S，把两者合并在一起即得甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS。第二十四页第二十五页，共34页。实验探究创新对照原则——空白对照1．概述空白对照组是指除给予范围的实验因素外，不给予研究的实验因素处理的对照组。这里的不做处理，并非什么因素都不给予，而是针对实验所要研究的因素不给予，以体现实验因素的有无对实验结果的直接影响。空白对照能明白地对比和衬托出实验的变化和结果，增强说服力。第二十五页第二十六页，共34页。2．实验组和对照组的关系图示如下：项目实验因素其他必备实验条件实验组有完全相同对照组无(空白)第二十六页第二十七页，共34页。实战演练通常用的蛋白质测试方法“凯氏定氮法”是通过测出含氮量来估算蛋白质含量，其含氮量一般不超过30%，而三聚氰胺的含氮量为66%左右，因此三聚氰胺也被人称为“蛋白精”。人和动物长期摄入三聚氰胺会造成生殖泌尿系统的损害、膀胱肾部结石，最终导致肾衰竭而死亡。以鼠为实验材料，请你设计实验，验证三聚氰胺对小鼠的危害性。(1)实验步骤：第一步：选取生长状况相同的小鼠若干只，_____________________________________。第二十七页第二十八页，共34页。第二步：设置对照实验：甲组小鼠________________________________________________________________________；乙组小鼠________________________________________________________________________，作为对照。第三步：________________________________________________________________________。第四步：每天检测小鼠的健康状况，统计各组小鼠死亡的数目。第二十八页第二十九页，共34页。(2)实验结果预测：_____________________________________。(3)实验结论：_____________________________________。解析：本题为验证性实验，目的是验证三聚氰胺对小鼠的危害性，因此自变量应是三聚氰胺的有无，因变量是小鼠的健康状况或小鼠的存亡个体数。设置对照实验时，通常将处于正常情况下的对象组称为对照组，即本题中饲喂不含三聚氰胺饲料的小鼠作为对照组；第二十九页第三十页，共34页。而饲喂了含三聚氰胺饲料的小鼠作为实验组。实验