高中生物 第2章 组成细胞的分子 2.2 生命活动的主要承担者蛋白质课件 新人教版必修1_图文

第 2章
组成细胞的分子

第2节 生命活动的主要承担者——蛋白质

互动探究破重难

课堂对点达标练 课时作业

1.( 重点 ) 对比几种氨基酸的结 构,说出氨基酸的结构特点。 学 2. (难点)结合氨基酸脱水缩合 解 习 形成多肽的过程,掌握氨基酸 读 导 形成蛋白质的过程,并能归纳 主 航 出相关规律。 3.通过模拟示意图,分析掌握 蛋白质结构的多样性。 线

知识点一

氨基酸的种类及结构 [新知导学]

1.种类:组成蛋白质的氨基酸大约有____种 :必须从外界环 ? ? 人体细胞能否合成? 境中直接获取 ? ――→ ?非必需氨基酸:可在人体细胞合成, ? ? 也可从外界环境中获取

2.结构

(1)写出图中结构名称。 a.________;b、d:________;c:________。 (2)比较图中两种氨基酸,写出氨基酸分子的结构通式: __________________。 (3)氨基酸的结构特点。 ①数量关系:至少都含有________和______________。 ②位置关系:都有__________连接在____________上。 ③各种氨基酸之间的区别在于________的不同。

答案 1.20 必需氨基酸

2.(1)氨基

R基

羧基

(2) 一个氨基和一

(3)一个氨基 (—NH2) 个羧基 同一个碳原子

一个羧基(—COOH) R基

1.根据氨基酸的结构通式,分析组成蛋白质的主要元素有 哪些? 提示:C、H、O、N 等。 2.组成蛋白质的氨基酸中至少含有一个氨基和一个羧基。 如果氨基酸中不止一个氨基或羧基, 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。

[重难探究] 1.结构通式及分析 (1)结构通式:

(2)分析:把氨基酸分子比喻成“人”,两只“手”分别代 表氨基和羧基,两条“腿”代表氢,“头”代表 R 基,“躯干” 代表中心碳原子。

2.氨基酸分子的判断 (1)两个判断标准。 ①一个数目标准:至少含有一个氨基 (—NH2) 和一个羧基 (—COOH)。 ②一个位置标准: 至少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(—H)和一个 R 基。

(2)一个决定关键:R 基。 ①决定氨基酸的种类和理化性质。 ②决定氨基酸中所含有氨基和羧基的数目: 除了连接在同一 碳原子上的氨基和羧基外,多余的氨基和羧基一定位于 R 基中。 ③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,若含有其他元素则一定位于 R 基中。

名师点拨 组成蛋白质的氨基酸的书写 (1)“ 中心碳原子 ” 有四个邻居,其中三个固定不变,即 —NH2、—COOH、—H,还有一个是可变的—R。 (2)氨基、羧基和 R 基的正确书写格式:—NH2、—COOH、 —R(不要忘记前面要有短线“—”)。

[典题演练] 1.下列是四个构成蛋白质的氨基酸的结构简式,下列 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、N B .上述四 种氨基酸的 R 基依次是 —H 、 —CH3 、 —CH2OH、—CH2COOH C.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蛋白质的氨 基酸

解析: 首先根据氨基酸的结构通式可以看出各种氨基酸 都含有的元素是 C、H、O、N 四种,故 A 项正确;在甲、 乙、丙、丁四个氨基酸中先找出连接在同一个碳原子上的 —NH2 和—COOH 以及—H,则剩下的就是 R 基,故 B 项 正确;氨基酸的 R 基中可能含有氨基或羧基,C 项正确; 只根据是否含氨基和羧基不能判断某个氨基酸是否是构成 蛋白质的氨基酸,故 D 项错误。
答案:D

2.下面关于氨基酸的说法中正确的是(

)

A.氨基酸是蛋白质的组成单位,是由氨基和羧基组成 的 B.每个氨基酸分子都只含有一个氨基和一个羧基 C.氨基酸的种类共约有 20 种 D.组成蛋白质的氨基酸分子中至少含有一个氨基和一 个羧基,并连在同一个碳原子上

解析:氨基酸分子中不仅含有氨基和羧基,在连接氨基 和羧基的同一个碳原子上还有 R 基和氢,所以 A 项不对; 由于有些氨基酸的 R 基中也含有氨基或羧基, 故 B 项错误; 构成生物体蛋白质的氨基酸约有 20 种,自然界中的氨基酸 种类要更多,故 C 项错误;只有 D 项正确描述了氨基酸的 结构特点,是正确的。
答案:D

知识点二 蛋白质的结构及其多样性 [新知导学] 1.氨基酸的脱水缩合

(1)此生理过程的名称是________。 (2)写出字母代表的结构或名称:a.______,b.______。 (3)判断产物 H2O 中原子的来源。 ?H:来自R1所在氨基酸的 ? ?氨基酸的 ?O:来自R 所在氨基酸的 ? 1 和R2所在

2.蛋白质的结构层次 C、H、O和N 盘曲、折叠 ――――――→氨基酸 ――→ ____ ――→ 蛋白质 等元素 3.结构多样性 (1)氨基酸方面:氨基酸的____、____、________不同。 (2)肽链方面:肽链的盘曲、折叠方式及其形成的 ________ 千差万别。

答案 1.(1)脱水缩合 (2)肽键 二肽

(3)羧基 氨基 羧基 2.脱水缩合 多肽 3.(1)种类 数目 排列顺序 (2)空间结构

学后反思 3.结合脱水缩合过程,分析失去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:①氢来源于—NH2 和—COOH,氧来源于—COOH。 ②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。

[重难探究] 组成蛋白质的氨基酸的脱水缩合过程 1.过程图示分析

(1)参与脱水缩合的部位:一个氨基酸连在中心碳原子上的 氨基和另一个氨基酸连在中心碳原子上的羧基。 (2)H2O 中 H 和 O 的来源:H 既来自氨基又来自羧基,O 只 来自羧基。 (3)游离的氨基和羧基: 一条肽链上至少有一个游离的—NH2 和一个游离的—COOH,并分别位于肽链的两端。 (4)R 基中的—NH2 或—COOH:不参与肽键的形成。

(5)肽键的正确书写方式:

2.蛋白质形成过程中的基本数量关系 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: 肽链数 形成肽 键数 n-1 脱去水 分子数 n-1 氨基 羧基 数目 数目 至少 至少 1个 1个 多肽相对 分子质量 na-18(n-1)

1

m

n-m

n-m

至少 至少 m个 m个

na-18(n-m)

名师点拨 解脱水缩合

从原子守恒和相对分子质量守恒角度理

(1)原子守恒:在脱水缩合过程中,只减少 H、O 原子, C、N 原子数不改变。 (2)相对分子质量守恒:反应物中各氨基酸总相对分子 质量与生成物中多肽和水的相对分子质量相等。

[典题演练] 3.一条由 39 个氨基酸形成的环状多肽,其中有 4 个谷 氨酸(R 基为 CH2CH2COOH),则该多肽( A.有 38 个肽键 C.至少有 5 个游离羧基 )

B.可能没有游离氨基 D.至多有 36 种氨基酸

解析: 39 个氨基酸形成一条环状多肽, 则有 39 个肽键, A 项错误;连在中心碳原子上的氨基都参与了脱水缩合,但 R 基中的氨基不参与脱水缩合,由于不能确定 R 基中是否 含有游离的氨基, 故该多肽可能没有游离的氨基, B 项正确; 连在中心碳原子上的羧基都参与了脱水缩合, 而谷氨酸的 R 基中含有游离的羧基,故该多肽至少含有 4 个游离的羧基, C 项错误;组成该多肽的氨基酸最多有 20 种,D 项错误。
答案:B

互动探究 (1)写出谷氨酸的分子式。 提示:C5H9O4N (2)该环状多肽的相对分子质量与 39 个氨基酸的总相对 分子质量相比,减轻了多少? 提示:702

4.现有氨基酸 800 个,其中氨基总数为 810 个,羧基 总数为 808 个, 则由这些氨基酸合成的含有 2 条肽链的蛋白 质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为( A.798、2 和 2 B.798、12 和 10 C.799、1 和 1 D.799、11 和 9 )

解析:由氨基酸数-肽链数=肽键数可知,2 条肽链的蛋白 质共有肽键数为 800-2=798,每条肽链的两端各有一个氨基和 一个羧基, 故两条肽链的氨基和羧基数为肽链两端的氨基和羧基 加氨基酸 R 基上的氨基(810-800=10)和羧基(808-800=8), 即 氨基总数=2+10=12,羧基总数=2+8=10。
答案:B

知识点三 蛋白质的功能 [新知导学] 蛋白质功能多样性

答案 ①—f ②—d ③—a ④—b ⑤—c ⑥—e

学后反思 5.借助数学知识,分析:假若有 A、B、C 三种氨基酸,在 以下两种条件下形成二肽和三肽的种类各是多少? (1)条件 1:A、B、C 三种氨基酸,由这三种氨基酸组成多 肽的情况。 (2)条件 2:A、B、C 三种氨基酸,每种氨基酸足够多的情 况。

提示:(1)条件 1: 形成二肽的种类:
3 3 32=9 种

形成三肽的种类:
3 3 3

33=27 种

(2)条件 2: 形成二肽的种类: 3 2 3×2=6 种 形成三肽的种类: 3 2 1 3×2×1=6 种

6.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。

[重难探究] 蛋白质结构的多样性与功能多种性的关系

名师点拨 蛋白质五大功能记忆——串字记忆法 (1)串字记忆:选取相关知识中的一个字,然后连成一个顺 口的词串,记住了词串,就能联想到相关知识。 (2)实例:蛋白质的功能主要有构成细胞、催化、运输、免 疫、调节等作用,用串字记忆法就可以记成“构催运免调”五个 字,如果再利用谐音法,就可以记成“狗吹人面条”。

[典题演练] 5.人的胰岛素和胰蛋白酶的主要成分都是蛋白质,但 合成这两种蛋白质的细胞的功能却完全不同, 其原因不包括 ( ) A.肽链的盘曲、折叠方式不同 B.组成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序不同 C.蛋白质的空间结构不同 D.蛋白质中组成肽键的化学元素不同

解析:蛋白质的功能与其结构有关,蛋白质的结构具有 多样性。肽链的盘曲、折叠方式不同,导致蛋白质的结构不 同,进而蛋白质的功能可能不同,A 项正确;组成蛋白质的 氨基酸的种类、 数目和排列顺序不同, 则蛋白质的结构不同, 其功能可能不同,B 项正确;蛋白质的空间结构不同其功能 不同, C 项正确; 不同蛋白质中组成肽键的化学元素都相同, 为 C、H、O、N,D 项错误。
答案:D

6.下列不属于植物体内蛋白质功能的是( A.构成细胞膜的主要成分 B.催化细胞内化学反应的酶 C.供给细胞代谢的主要能源物质 D.根细胞吸收矿质元素的载体

)

解析:植物体内的蛋白质具有下列生理功能:细胞的组 成成分、催化作用、运输物质、调节生命活动等。虽然蛋白 质中含有能量,但不是主要的能源物质。
答案:C

课题调研:结构示意图类题目——蛋白质 [典范例题] 根据下面的物质结构示意图回答问题:

(1)图中 A 表示_______, B 表示_______, C 表示______。 (2)该结构式表示 ________化合物,含有 ________个肽 键。 (3)该化合物由 ________个氨基酸分子失去 ________分 子水形成,这种反应叫________。 (4)该式中的氨基酸种类不同,是由________决定的。

[模板构建· 思路导引] 分解 从整体到局部,把大的结构示意图分解成若干小块,

识别各部分,图中 A 表示氨基,B 表示肽键,C 表示羧基。 分析 该化合物含有 2 个肽键, 则它是由 3 个氨基酸脱水缩

合而成的三肽,氨基酸的种类由 R 基决定。 作答 根据上述分析,联系多肽结构特点及脱水缩合反应

准确写出相关数据及名称。

[规范答案· 警示失误] (1)氨基 肽键 羧基 (2)三肽 2 错答:第一空答为二肽 错因:不能正确理解多肽与氨基酸个数之间的关系,误认为 含有几个肽键就是几肽。

(3)3 2 脱水缩合 错答:第一空答为 2 错因:误以为多肽中氨基酸数和肽键数相等,其实一条肽链 中氨基酸数=肽键数+1 (4)R 基

[解题技巧 ]

物质结构示意图是用特殊的符号反映生物物

质的结构,其中蕴含大量的生物信息,解答问题的关键是能够准 确理解图示的含义,并从图中提取有效信息,使复杂的问题简单 化。 解答此类题目的一般思路为: (1)“分解”——仔细审读结构示意图,将图形分解为几个 部分,并且明确每个部分的名称。

(2)“分析”——结合具体问题,联系图解,先从部分图形 寻找突破口,分析每个图形所表示的含义,找出图形之间的内 在联系,然后将图形组合起来,结合问题分析图形。 (3)“作答”——针对具体题目联系或迁移所学知识进行正 确解答,回答问题要有针对性,注意语言的规范性。


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