2016-2017学年高中生物第2章组成细胞的分子第2节生命活动的主要承担者--蛋白质课件新人教版必修1.ppt

知 识 点 一 知 识 点 二 知 识 点 三 第 2 节 生命活动的主要承担者 蛋白 质 当 堂 即 时 达 标 1 掌握氨基酸的结构特点。 ( 重点 ) 2 说明蛋白质的形成过程、结构和功能。 ( 重难点 ) 3 认同蛋白质是生命活动的体现者。 4 关注蛋白质研究的新进展。 氨 基 酸 及 其 种 类 1 结构及特点 下图为四种构成蛋白质的氨基酸的结构简式。 ( 1 ) 写出上图框中字母所代表的结构名称： a ： ； b ： ； c ： ； d ： 。 ( 2 ) 写出氨基酸分子的结构通式： 侧链基团 侧链基团 羧基 氨基 ( 3 ) 观察上述几种氨基酸的结构，描述其结构特点： 各种氨基酸之间的区别在于 的不同。 R基 2 氨基酸的种类 判断 ( 1 ) 在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有 20 种。 ( ) ( 2 ) 非必需氨基酸有 12 种，是人体不需要的氨基酸。 ( ) ( 3 ) 成人 细胞有 8 种必需氨基酸自身不能合成。 ( ) ( 4 ) 必需氨基酸既可在人体内合成，也可从外界环境中获取。 ( ) 合作探讨 探讨 1 ：若组成蛋白质的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： 在 R 基上。 探讨 2 ：试判断下列有机酸中，哪些是组成生物体内蛋白质的氨基酸？并 说出判断理由。 提示： 是 具有一个氨基和一个羧基，且连接在同一个碳原子上 否 虽然具有氨基和羧基，但没有连接在同一个碳原子上 探讨 3 ：判断构成蛋白质的氨基酸的依据有哪些？ 提示： 构成蛋白质的氨基酸必须具备两个条件； 至少含有一个氨基和一个羧基； 都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 探讨 4 ：谷氨酸的 R 基为 C 3 H 5 O 2 ，在一个谷氨酸中，碳和氧的原子数 分别是多少？ 提示： 碳和氧的原子数分别是 5 和 4 。 思维升华 1 氨基酸的组成元素 基本组成元素是 C 、 H 、 O 、 N ，有的含有 S 等元素。 2 氨基酸的结构通式 3 氨基酸的分类 组成蛋白质的氨基酸根据能否在人体内合成，分为必需氨基酸和非必需 氨基酸。 ( 1 ) 必需氨基酸：人体细胞中不能合成，必须从食物中获取，共 8 种。 ( 2 ) 非必需氨基酸：既可以从食物中获得，又可以在人体内由其他化合物 转化而来，共 12 种。 1 已知一种氨基酸的 R 基是 CH 2 OH ，在这种氨基酸分子中，含有 C 、 H 、 O 的原子数分别是 ( ) 【 导学号： 1 9 0 4 0 0 4 0 】 A 3 、 4 、 7 B 3 、 7 、 3 C 7 、 1 、 4 D 4 、 3 、 7 【解析】 每个氨基酸分子至少要有一个 NH 2 ，一个 CO O H ，和一 个 H ，连在同一个碳原子上。故含有 C 、 H 、 O 的原子数是 3 、 7 、 3 ，故选 B 。 【答案】 B 2 下列分子中，与构成生物体的蛋白质的氨基酸分子式不相符的是 ( ) 【解析】 构成生物体的蛋白质的氨基酸的结构式中至少含有一氨基、 一羧基且连在同一碳原子上，由此判断 B 项不符合要求。 【答案 】 B 氨 基 酸 的 脱 水 缩 合 1 蛋白质的结构层次 2 脱水缩合的过程 ( 1 ) 过程 名称： 。 ( 2 ) 物质 名称： 。 ( 3 ) 结构 名称： 。 脱水缩合 二肽 肽键 合作探讨 探讨 1 ：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： 氢来源于 NH 2 和 CO O H ，氧来源于 CO O H 。 形成肽键 数失去水分子数。 探讨 2 ：据下图思考问题： 多肽中 R 1 中含有氨基， R 2 中含有羧基，它们参与脱水缩合吗？ 提示： 不能。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。 探讨 3 ： ( 1 ) 如果把一个氨基酸比作一个同学，四个同学手牵手形成的 3 个 “ 手结 ” 就相当于肽键，如图所示： ，那么 10 个氨基酸 ( 同 学 ) 形成一条肽链时，脱掉几个水分子？形成几个肽键？ 提示： 肽键数失去的水分子数 10 1 9 。 ( 2) 若 n 个氨基酸形成 m 条肽链呢？ 提示： 肽键数失去水分子数 n m 。 ( 3) 试总结形成肽键数与氨基酸数和肽链条数的关系。 提示： 肽键数失去水分子数氨基酸数肽链条数。 探讨 4 ： ( 1 ) 一条肽链中至少含有多少个游离的 NH 2 和 CO O H ？若 m 条肽链呢？为什么是至少？ 提示： 1 个； m 个。因为 R 基中可能含有 NH 2 或 CO O H 。 ( 2 ) 试总结蛋白质中至少含有游离氨基数和游离羧基数与肽链条数的关 系？ 提示： 至少含有的游离氨基数或羧基数肽链条数。 思维升华 1 氨基酸形成蛋白质的相关数量计算规律 假设氨基酸的平均相对分子质量为 a ，由 n 个氨基酸分别形成 1 条肽链或 m 条肽链： 形成肽 链数 形成肽键数 脱去水分子数 氨基数目 羧基数目 1 n 1 n 1 至少 1个 至少 1个 m n m n m 至少 m个 至少 m个 2. 蛋白质中氨基 和羧基的数量计算方法 ( 1 ) 当 R 基中不存在氨基和羧基时，每一条肽链中含有一个氨基和一个羧基。 ( 2 ) 当 R 基中存在氨基和羧基时，由于 R 基不参与脱水缩合，所以每一条肽链 中含有的氨基数或羧基数就是 1 R 基中的氨基数或羧基数。 1 免疫球蛋白 I g G 的结构如右图所示，其中 S S 表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该 I g G 由 m 个氨基酸构 成，则该 I g G 有肽键数 ( ) 【 导学号： 1 9 0 4 0 0 4 1 】 A m 个 B ( m 1) 个 C ( m 2) 个 D ( m 4) 个 【解析】 由氨基酸脱水缩合成蛋白质的过程中，存在这样的关系：肽键数 脱去水分子数氨基酸数肽链数 ( 对于非环状多肽而言 ) 。从图中给出的信息可 以判断出 I g C 的结构中有 4 条肽链，由于共有 m 个氨基酸，因此可以得出肽键的 数量为 ( m 4) 个。 【答案】 D 2 ( 2 0 1 6 江西师大高一期末 ) 下列有关如图所示多肽的叙述中，正确的是 ( ) A 由 5 个氨基酸缩合而成 B 有游离的氨基和羧 基各 1 个 C 有 4 种不同的侧链基团 D 形成过程中失去了 3 分子水 【解析】 分析图解可知，图中多肽有三个肽键 ( CO NH ) ，即含有 4 个 氨基酸， A 错误；图中多肽有两个游离的羧基和一个游离的氨基， B 错误；图中氨 基酸的 R 基团分别为： CH 2 CH 2 C O O H 、 CH 3 、 CH 2 SH ， CH 3 ，即表示 有 3 种不同的侧链基团， C 错误；四个氨基酸脱水缩合过程中要失去 3 分子的水， D 正确。 【答案】 D 蛋 白 质 的 结 构 和 功 能 1. 蛋白质的结构 ( 1 ) 结构层次 氨基酸 二肽 多肽 ( 由多个氨基酸缩合而成，含有多个 的化合物，通 常呈 结构 盘曲、折叠 具有一定 结构的蛋白质。 肽键 链状 空间 ( 2 ) 蛋白质结构多样性的原因 氨基酸水平 不同 氨基酸数目成百上千 千变万化 多肽水平：多肽链的 方式及其形成的 千差万别。 氨基酸的种类 氨基酸的排列顺序 盘曲、折叠 空间结构 2 蛋白质的功能 连线 结构蛋白 a 抗体 催化作用 b 血红蛋白 运输作用 c 胰岛素 信息传递作用 d 蛛丝的主要成分 免疫功能 e 唾液淀粉酶 【提示】 d e b c a 合作探讨 探讨 1 ：假若有 A 、 B 、 C 三种氨基酸，且数量足够多，借助数学知识分析由 这三种氨基酸形成的二肽、三肽的种类各是多少？ 探讨 2 ：朊病毒蛋白 (PrP) 有两种：一种是 PrP c ，一种是 PrP sc 。 PrP sc 是由 PrP c 转变形成的，它们的比较如下表所示： 朊病毒 蛋白 项目 P r P c P r P sc 空间结构 螺旋为主 折叠为主 溶解度 高 低 致病性 不致病 致病 上述两种蛋白质表现出不同性质的直接原因是什么？ 提示： 蛋白质的空间结构不同。 探讨 3 ：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 O 2 的功能，抗体具有免疫功能。 思维升华 蛋白质结构多样性与功能多样性的关系 1 形成蛋白质结构的层次从小到大依次是 ( ) 【 导学号： 1 9 0 4 0 0 4 2 】 氨基酸 C 、 H 、 O 、 N 等元素 氨基酸脱水缩合 一条或几条多肽链连接在一起 多肽 蛋白质 A B C D 【解析】 蛋白质的基本组成单位为氨基酸，而氨基酸是由 C 、 H 、 O 、 N 等 元素等组成的。多个氨基酸经过脱水缩合形成多肽链，蛋白质由一条或几条多肽 链经盘曲折叠而形成。 【答案】 B 2 下列各项与蛋白质结构多样性无关的是 ( ) A 氨基酸的数目、种类和排列顺序 B 构成蛋白质的多肽链的数目 C 氨基酸至少含一个氨基和羧基 D 构成蛋白质的多肽的空间结构 【解析】 构成蛋白质的氨基酸的数目、种类、排列顺序不同，蛋白质则不 同；构成蛋白质的多肽链条数不同，蛋白质也不同；构成蛋白质的多肽链的空间 结构不同，蛋白质也不同。因此 A 、 B 、 D 三项都是蛋白质结构多样性的原因，只 有 C 项不是。 【答案】 C 1 关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，错误的是 ( ) 【 导学号： 1 9 0 4 0 0 4 3 】 A 分子量最大的氨基酸是甘氨酸 B 有些氨基酸不能在人体细胞中合成 C 氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键 D 不同氨基酸之间的差异是由 R 基引起的 【解析】 甘氨酸是分子量最小的氨基酸， A 错误；氨基酸分为必需氨基酸 和非必需氨基酸，必需氨基酸只能从食物中获取，人体内不能合成， B 正确；氨基 酸分子通过脱水 缩合形成肽键， C 正确； R 基的不同决定了氨基酸之间的差异， D 正确。 【答案】 A 2 在同一草场，牛和羊吃同样的草料，但牛肉和羊肉的味道却不同，这是因 为 ( ) A 同种植物对不同生物的影响不同 B 牛和羊的消化能力不同 C 牛和羊的蛋白质结构存在差异 D 牛和羊的亲缘关系比较远 【解析】 不同生物体由于遗传物质的差异，合成的蛋白质结构就有所差异。 牛肉和羊肉的主要成分为蛋白质，虽然食物来源基本相同，但蛋白质经消化后形 成的氨基酸，在不同生物体内合成的蛋白质结构不同。 【答案】 C 3 蛋白质是细胞内最重要的生 命物质之一，具有多样性和特异性，其结构与 功能是相适应的。下列蛋白质类物质与其功能对应不正确的是 ( ) 【 导学号： 1 9 0 4 0 0 4 4 】 A 胰岛素与调节 B 抗体与免疫 C 淀粉酶与运输 D 血红蛋白与运输 【解析】 生物体内蛋白质功能很多。例如，起调节作用的激素，如胰岛素； 起免疫作用的抗体；起催化作用的酶，如淀粉酶；起运输作用的血红蛋白等。 【答案】 C 4 根据下图所示化合物的结构分析回答： ( 1 ) 该化合物中， 表示 _ _ _ _ _ _ _ _ ， 表示 _ _ _ _ _ _ _ _ 。 ( 2 ) 该化合物由 _ _ _ _ _ _ _ _ 个氨基酸失去 _ _ _ _ _ _ _ _ 个水分子而形成，这种反应叫 做 _ _ _ _ _ _ _ _ 。 ( 3 ) 该化合物中的氨基酸种类不同，是由 _ _ _ _ _ _ _ _ 决定的，其编号是 _ _ _ _ _ _ _ _ 。 ( 4 ) 该化合物称为 _ _ _ _ _ _ _ _ ，含 _ _ _ _ _ _ _ _ 个肽键，编号是 _ _ _ _ _ _ _ _ 。 ( 5 ) 该化合物含有 _ _ _ _ _ _ _ _ 个游离的氨基和 _ _ _ _ _ _ _ _ 个游离的羧基。 【解析】 图中 是氨基； 是羧基； 、 、 表示肽键； 、 、 、 是 R 基。该化合物为四肽，是由 4 个氨基酸脱去 3 个水分子形成的。氨基酸种 类不同，是由 R 基决定的，而该化合物含有游离的氨基 ( 羧基 ) 数等于肽链数与 R 基中氨基 ( 羧基 ) 数之和。 【答案】 ( 1 ) 氨基 羧基 ( 2 ) 4 3 脱水缩合 ( 3 ) R 基 ( 4 ) 四肽 3 ( 5 ) 2 2 课堂小结： 网络构建 核心回扣 1. 氨基酸是组成蛋白质的基本单位。 2. 每种氨基酸分子至少含有一个氨基 和一个羧基，且都有一个氨基和一个 羧基连在同一个碳原子上。 3. 蛋白质多样性的原因是：组成蛋白质 的氨基酸的种类、数目、排列顺序不 同，及肽链形成的空间结构不同。 4. 蛋白质是组成细胞和生物体的重要 物质，具有催化、运输、调节和免疫 等功能。 5. 蛋白质是生命活动的主要承担者。