1、第2节 生命活动的主要承担者蛋白质 新课导入 导入1:通过上节课的学习,我们知道在构成细胞的有机化合物中含量最多的是蛋白质,大约占细胞干重的50%以上,那么它的基本组成是什么呢?在生命活动中承担什么作用呢?这将是本节课学习的内容。导入2:在安徽阜阳的农村,有一件怪事。从2003年开始,那里的100多名婴儿陆续患上了一种怪病。本来出生健康的孩子,在喂养期间,四肢开始变得短小,身体瘦弱,尤其是婴儿的脑袋显得偏大。当地人把这些孩子称为“大头娃娃”。出现这一事件的原因是婴儿天天吃蛋白质含量极低的劣质奶粉导致的。那么你知道蛋白质在生命活动中的主要作用有哪些?这节课将学习蛋白质的相关知识。教师参考 自主学
2、习要点探究自主学习学习目标:1.说明氨基酸的结构特点以及氨基酸形成蛋白质的过程。2.概述蛋白质的结构和功能。3.理解蛋白质结构多样性的原因。知识梳理 2.结构(1)结构通式:。一、氨基酸的结构及其种类 20 891.12来源：外界环境获取氨基酸 种数：种 婴儿 种种类 约种来源 必需 人：非必需氨基酸体细胞内合成 种数：种(2)结构特点 数量关系:每种氨基酸分子中至少都有一个 和一个 。位置关系:都有一个氨基和一个羧基连接在 上。差异性:各种氨基酸之间的区别在于 的不同。思考 玉米中含有丰富的谷氨酸,谷氨酸的分子中含有两个羧基(COOH),请思考它们在分子结构中的位置如何?提示:其中一个羧基和
3、一个氨基连在同一个碳原子上,另一个羧基在R基上。氨基 羧基 同一个碳原子 R基 二、蛋白质的结构及多样性 1.蛋白质的结构层次 氨基酸 NHCO概念：一个氨基酸分子的羧基与另一个氨基酸分子的氨基酸脱水缩合 相连接，同时脱去形成的化学键：肽键，表示为一个分子水 二肽:结构式 多肽:由多个氨基酸分子缩合成的化合物,通常呈链状 蛋白质:具有一定的空间结构 2.蛋白质种类多样性的原因(1)氨基酸方面氨基酸的不同氨基酸的成百上 种类 数目 排列顺千氨基酸的千变万化序 (2)肽链方面:肽链的盘曲、折叠方式及其形成的 千差万别。空间结构 判断(1)脱水缩合发生在相邻氨基酸的氨基和羧基之间,水中的氢来自羧基和
4、氨基,氧只来自羧基。()(2)氨基酸脱水缩合形成蛋白质时,N原子数目缩合前后不变。()(3)蛋白质的种类多样性与肽链的盘曲、折叠方式有关。()三、蛋白质的功能 一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要 。如:功能举例构成细胞和生物体羽毛、肌肉、蛛丝、头发等含有 .作用绝大多数酶是蛋白质 作用血红蛋白能运输氧气 作用胰岛素等蛋白质类激素免疫功能 可抵御抗原的侵害承担者 结构蛋白 催化 运输 信息传递 抗体 选择 1.下列叙述中能对蛋白质的功能进行高度概括的是()A.细胞和生物体的重要结构物质 B.信息传递、运输、免疫等生理活动的物质基础 C.生命活动的主要承担者 D.调节细胞和生物体新
5、陈代谢的重要物质 2.下列关于蛋白质功能的举例合理的是()A.催化抗体 B.运输胃蛋白酶 C.调节胰岛素 D.免疫血红蛋白 C C 问题引领:1.一个氨基酸由哪几部分组成?各组成部分有何位置关系?2.判断构成蛋白质的氨基酸的依据有哪些?要点探究氨基酸的结构特点分析 要点一 教师参考 1.组成元素归纳 组成蛋白质的氨基酸都含有C、H、O、N四种元素,有的还含有S、Fe等。2.结构通式图解分析 3.结构特点分析 分析 举例 氨基酸分子中NH2、COOH 至少各有一个,因为 R 基中可能有NH2、COOH 至少有一个 NH2 和一个 COOH 连在同一个碳原子上,否则不是构成生物体蛋白质的氨基酸 反
6、例:H2NCH2CH2CH2COOH 不是构成生物体蛋白质的氨基酸 生物体中氨基酸种类不同是由 R 基决 定的 甘氨酸:R 基为H 丙氨酸:R 基为CH3 谷氨酸:R 基为CH2CH2COOH【典例 1】如图是五种氨基酸的结构式,下列叙述错误的是()甲:乙:丙:丁:戊:A.构成上述氨基酸分子的基本元素是 C、H、O、N B.上述五种氨基酸都是构成生物体蛋白质的氨基酸 C.甲、乙、丙的 R 基依次是H、CH3、CH2OH D.R 基中也可以有氨基和羧基 解析:构成生物体蛋白质的氨基酸至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上,所以戊不符合,B选项错。据图可推知甲、乙、丙的R基如C项所述,R基中可
7、以含有氨基和羧基,也可以有其他基团,D正确。答案:B 方法透析 构成生物体蛋白质的氨基酸判断标准(1)“至少”有一个氨基和一个羧基。(2)有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。备选例题 谷氨酸的R基为C3H5O2,在一个谷氨酸分子中含有碳和氧的原子数分别为 个和 个。解析:根据氨基酸的结构通式可写出谷氨酸的分子式为C5H9NO4,故谷氨酸分子中碳原子个数为5个,氧原子个数为4个。答案:5 4 方法透析 氨基酸分子中原子个数的计算 组成蛋白质的氨基酸中的“”都是相同的,将 R 基和相同部分的相应原子个数相加就可以求出氨基酸分子中含有的相应原子个数。【题组演练】1.组成蛋白质的氨基酸的R基()A
8、.与一个氢原子和一个C2H4O2N相连 B.约有20种 C.至少有一个氨基和一个羧基 D.至少有一个氨基或一个羧基 B 解析:组成蛋白质的氨基酸的R基只与C2H4O2N()相连,A错误;组成蛋白质的氨基酸只是 R 基的不同,由于组成蛋白质的氨基酸约有 20 种,故组成蛋白质的氨基酸的 R 基约有 20 种,B 正确;R 基中有的含氨基或羧基,有的不含有,故 C、D 错误。2.下列有关组成蛋白质的氨基酸的叙述中,不正确的是()A.每种氨基酸只有一个氨基、一个羧基 B.每种氨基酸至少都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上 C.连接一个氨基和一个羧基的碳原子上还连接一个氢原子和一个侧链基团 D.
9、侧链基团(R基)不同,氨基酸就不同 解析:构成生物体蛋白质的氨基酸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碳原子上。A 3.下列不是构成蛋白质的氨基酸的一项是()A.B.C.D.B 解析:B项中氨基酸的NH2和COOH没有连接在同一个碳原子上。问题引领:1.你能写出两个氨基酸脱水缩合形成二肽的过程吗?2.脱水缩合过程中形成的肽键和失去的水分子存在怎样的数量关系?3.你能总结出肽键数与氨基酸数和肽链条数之间的数量关系吗?氨基酸的脱水缩合过程及数量关系分析 要点二 教师参考 1.氨基酸脱水缩合中应注意的几个问题 注意以下几点:(1)要理清参与脱水缩合的基团 参与脱水缩合的分别是
10、两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基,而不是R基中的氨基和羧基。(2)要搞清楚脱去的水的原子来源 脱去的水分子中的氢来自羧基和氨基,氧来自羧基。(3)要注意肽键的写法 肽键的表达式有以下几种:CONH、NHCO 或,注意不能忽略其中的“”。2.蛋白质合成过程中的数量关系分析(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。游离氨基或羧基数目=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。(3)蛋白质中含有N、O原子数的计算 N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子总数
11、。O原子数=肽键数+2肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子总数-脱去水分子数。(4)蛋白质相对分子质量的计算 蛋白质相对分子质量=氨基酸数目氨基酸的平均相对分子质量-脱去水分子数18。【典例2】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。氨基酸种类是由
12、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 方法透析 解答肽链图题目的一般方法(1)找出肽键,以确定氨基酸的数量。(2)找出R基以确定氨基酸的种类和数量。如果多肽链较长,要抓住“NCC”这一主线,排除其他化学符号的干扰,中间的C原子上所连的必为R基和H。注意同一肽链中可能具有相同的R基,因此回答氨基酸种类时要考虑此种可能。备选例题 某致病细菌分泌的外毒素为无色、细针状结晶,对小鼠和人体有很强的毒性,可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等,最终导致死亡。该外毒素为环状肽,结构式如
13、图所示:请据图分析回答:(1)该化合物中含有 个游离的氨基,个游离的羧基。(2)组成该化合物的氨基酸有 种,其中重复出现的R基是 ,请写出氨基酸的结构通式 。(3)该化合物含有 个肽键。(4)B框所示的R基所构成的氨基酸的相对分子质量是 。(5)该环状肽形成过程中失去了 个水分子,相对分子质量减少了 。解析:(1)题图为环状肽,且R基中不含氨基和羧基,所以该化合物中游离的氨基和羧基数都为0。(2)(3)氨基酸的种类是由R基的种类决定的,图中共有7个肽键,含有7个氨基酸,其中R基共有5种,重复出现的R基是CH3。(4)结合氨基酸的结构通式,B框所示的R基所构成的氨基酸的相对分子质量就能计算出来。
14、(5)在蛋白质形成过程中,每形成一个肽键就脱去1分子水,图中含有7个肽键,共脱去7个水分子,相对分子质量减少了 718=126。答案:(1)0 0(2)5 CH3 (3)7(4)163(5)7 126 方法透析 有关环状肽的计算 肽键数=脱去水分子数=氨基酸数。环状肽主链中无氨基和羧基,环状肽中游离氨基、羧基数取决于构成环状肽氨基酸R基中的氨基、羧基的数目。D【题组演练】1.在蛋白质合成过程中生成的水中的氧和氢分别来自()A.氨基、氨基和羧基 B.R基、氨基和羧基 C.羧基、氨基 D.羧基、氨基和羧基 解析:一分子氨基酸羧基中的OH和另一分子氨基酸氨基中的H结合脱去1分子H2O。2.下列关于肽
15、键的描述,正确的是()A.肽键可以表示为CONH B.氨基酸脱水缩合形成的肽键数一定等于失去的水分子数 C.蛋白质的不同肽链之间通过肽键连接 D.在链状肽中一个八肽分子比一个六肽分子多一个肽键 解析:肽键正确的表示为CONH;蛋白质的不同肽链之间通过氢键、二硫键等连接;八肽分子中含有七个肽键,六肽分子中含有五个肽键,八肽比六肽多两个肽键。B 3.如图是某多肽化合物的示意图,下列有关该化合物的叙述中,不正确的是()A.该多肽由4种氨基酸组成 B.这条肽链中含有3个肽键 C.合成该多肽的生理过程称为脱水缩合 D.该多肽形成过程中,相对分子质量减少了54 解析:和所示的R基相同,所以该多肽由3种氨基酸组成;、为3个肽键;该多肽由4个氨基酸脱水缩合形成,在形成过程中脱去了3分子的水,183=54。A 点击进入课时训练 谢谢观赏Thanks!