1、2014-2015学年生物（新人教版）必修一同步导学案 2.2 生命活动的主要承担者蛋白质2一、学习目标氨基酸结构的特点氨基酸脱水缩合过程涉及到的相关计算二、学习重、难点1.重点氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程 氨基酸脱水缩合过程涉及到的相关计算2.难点：氨基酸脱水缩合过程涉及到的相关计算三、知识网络略四、导学过程规律1：有关氨基数和羧基数的计算蛋白质中氨基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基的总数-肽键数；蛋白质中羧基数=肽链数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基的总数-肽键数；在不考虑R基上的氨基数时，氨基酸脱水缩合形成的一条多肽链中，至少含有的氨基数为1，蛋白质分子由多条肽
2、链构成，则至少含有的氨基数等于肽链数；在不考虑R基上的羧基数时，氨基酸脱水缩合形成的一条多肽链中，至少含有的羧基数为1，蛋白质分子由多条肽链构成，则至少含有的羧基数等于肽链数。规律2：蛋白质中肽键数及相对分子质量的计算蛋白质中的肽键数=脱去的水分子数=水解消耗水分子数=氨基酸分子个数-肽链数；蛋白质的相对分子质量=氨基酸总质量（氨基酸分子个数氨基酸平均相对分子质量）-失水量（18脱去的水分子数）。注意：有时还要考虑其他化学变化过程，如：二硫键（SS）的形成等，在肽链上出现二硫键时，与二硫键结合的部位要脱去两个H，谨防疏漏。规律3：有关蛋白质中各原子数的计算C原子数=（肽链数+肽键数）2+R基上
3、的C原子数；H原子数=（氨基酸分子个数+肽链数）2+R基上的H原子数=各氨基酸中H原子的总数-脱去的水分子数2；O原子数=肽链数2+肽键数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子的总数-脱去的水分子数；N原子数=肽链数+肽键数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子的总数。注意：一个氨基酸中的各原子的数目计算： C原子数R基团中的C原子数2；H原子数R基团中的H原子数4； O原子数R基团中的O原子数2；N原子数R基团中的N原子数1。规律4：有关多肽种类的计算：假设有n（0n20）种、m个氨基酸，任意排列构成多肽（这里mn）：若每种氨基酸数目无限（允许重复）的情况下，可形成肽类化合物的种类：有nm种；若
4、每种氨基酸只有一个（不允许重复）的情况下，可形成肽类化合物的种类：有n(n-1)(n-2)(n-m+2)(n-m+1)= 种。五、达标检测1 如图表示一个由153个氨基酸残基构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是（ ）A该分子中含有 152 个肽键B参与构成该分子的氨基酸中至少有 1个酸性氨基酸和 1 个碱性氨基酸 C该分子中有 1 个氨基酸残基含硫 D该分子彻底水解将产生153 种氨基酸2 全世界每年有成千上万人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鹅膏草碱就是一种毒菇的毒素，它是一种环状八肽。若20种氨基酸的平均分子量为128，则鹅膏草碱的分子量约为( )A 1024 B 898 C 880 D 8623
5、有一多肽，其分子式是C55H70O19N10，将其彻底水解后，只得到下列四种氨基酸：谷氨酸（C2H5O4N）、丙氨酸（C3H7O2N）、谷氨酸（C5H9O4N）和苯丙氨酸（C9H11O2N）。下列有关该多肽的叙述中，正确的是（ ）A该多肽是九肽 B该多肽在脱水缩合过程中一定是4种转运RNA参与转运相应的氨基酸C该多肽彻底水解可得到3个谷氨酸D4种氨基酸缩合成该多肽时，相对分子量减少了1624 1965年我国科学家在世界上首次合成结晶牛胰岛素，它是由两条肽链共51氨基酸组成的具有生物活性的蛋白质，假若决定该牛胰岛素的基因（包括3个终止密码）中碱基A占25%，那么按理论计算碱基C的数目是( )A
6、81个 B 76个C 153个 D 324个5胰岛素是一种蛋白质分子，它含有2条多肽链，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，2条多肽链间通过2个二硫键(二硫键是由2个-SH连接而成的)连接，在A链上也形成1个二硫键，如右图所示为结晶牛胰岛素的平面结构示意图，据此回答: (1)这51个氨基酸形成胰岛素后，分子质量比原来减少了 。 (2)胰岛素分子中含有肽键 个，肽键可表示为 。 (3)从理论上分析，胰岛素分子至少有 个-NH2，至少有 个-COOH。参考答案：1B 2C 3D 4A 5 (1) 888；(2) 49 -CO-NH-；(3) 2 2六、依据考点，归纳总结例1某肽链由51个氨
7、基酸组成，如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需水分子总数依次是（ ）解析：据题意可知，短肽（包括二肽和多肽）的数目共有9个（1+2+3+3）。因为每条短肽至少有一个氨基（不包括R基上的氨基），故这些短肽氨基总数的最小值（即游离的氨基数量至少）为9个；由“肽键数=氨基酸数-肽链数”，可得肽键总数是42个（51-9）；分解成这9个短肽，需要断裂8个肽键，由肽键数=失去的水分子数知，形成这些短肽需要的水分子数量（即消耗的水分子数）是8个。警示：此题的关键是“分解成这些小分子肽所需的水分子总数”中的“分解成”，往往误
8、认为是“分解”从而导致出错。虽然是一字之差，结果却是大不相同。答案：C例2有一条多肽链由12个氨基酸组成，分子式为CxHyNzOwS（z12，w13），这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸：半胱氨酸（C3H7NO2S）、丙氨酸（C3H6NO2）、天门冬氨酸（C4H7N04）、赖氨酸（C6H14N202）、苯丙氨酸（C9H11NO2）。水解产物中天门冬氨酸的数目是（ ）Ay+12个 Bz+12个 Cw+13个 D(w-13)/2个解析：据题干提供的5种氨基酸，可知天门冬氨酸中含有4个氧原子，而其他氨基酸中仅有2个氧原子，这说明天门冬氨酸中多的2个氧原子是存在于R基中的（因为一个氨基酸在不考虑
9、R基中含氧原子时，仅羧基中含有2个氧原子）。因此我们可以根据脱水缩合反应前后的氧原子数守恒进行计算。设组成该多肽的天门冬氨酸为n个，则有：反应前氨基酸中的氧原子数=212（组成每分子多肽的氨基酸数）+2n（天门冬氨酸数）；反应后生成物中的氧原子数=w（多肽中氧原子数）+11（脱下水中的氧原子数）。所以，由“=”得:n=（w-13）/2。点拨：根据其他元素在反应前后数量不变可以求出肽链中的另外几种氨基酸的数目。本题也可以根据反应前后各种原子个数不变，设5种氨基酸个数依次为m、n、o、p个，然后列方程组计算。总之利用物质守恒的思想是解决此类问题的关键。答案：D备注：把握中心法则及计算中的对应关系，
10、同时注意看清是碱基数，还是碱基对数的比值，是否考虑终止密码，所求解的内容示意为“最多”还是“至少”等等。一定要避免数量关系不清楚而出错。七、布置作业1下列物质中，有些是构成人体蛋白质的氨基酸，有些不是。请数出构成人体蛋白质的氨基酸中共含有氨基、羧基的数目是 ()HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH H3C-CH(COOH)CH(CH2-NH2)COOHHOOC-CH2-CH(NH2)COOHH2N-CH(COOH)CH2CH2CH2NH2A5、4B4、5C7、5D5、72某一多肽链内共有肽键109个，则此分子中含有的COOH和NH2的数目至少为()A110,110B109,109
11、C9,9D1,13.组成生物体某蛋白质的20种氨基酸的平均相对分子质量为128，则由100个氨基酸构成的含2条多肽链的蛋白质，其分子量为（） A.12800B.11018C.11036D.88004.氨基酸分子缩合形成含2条肽链的蛋白质分子时，相对分子量减少了900，由此可知，此蛋白质分子中含有的氨基酸数和肽键数分别是（） A.52、52B.50、50C.52、50D.50、49 5.若某蛋白质的分子量为11935，在合成这个蛋白质分子的过程中脱水量为1908，假设氨基酸的平均分子量为127，则组成该蛋白质分子的肽链有（） A.1条B.2条C.3条D.4条6.现有一分子式为C63H103O45
12、N17S2的多肽化合物，已知形成该化合物的氨基酸中有一个含2个氨基，另一个含3个氨基，则该多肽化合物水解时最多消耗多少个水分子？7.已知氨基酸的平均分子量为128，测得某蛋白质的分子量为5646，试判断该蛋白质的氨基酸数和肽链数依次是() A.51和1B.51和2C.44和1D.44和28.某蛋白质分子含有4条肽链，共有96个肽键，则此蛋白质分子中至少含有COOH和NH2的数目分别为() A.4、100B.4、4C.100、100D.96、96 9.一个蛋白质分子由四条肽链组成，364个氨基酸形成，则这个蛋白质分子含有的COOH和NH2数目分别为() A.366、366B.362、362C.4
13、、4D.无法判断10. 今有一链状多肽，其分子式为C55H70O19N10，已知将它完全水解后只得到下列四种氨基酸：NH2-CH2-COOH甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸 （1）该多肽是多少肽？ 10肽（2）该多肽水解后，需 9个_个水分子，得到 _1个甘氨酸分子，2_个丙氨酸分子 （3）两个氨基酸缩合成二肽并生成水，这个水分子中的氢来自_。 氨基和羧基参考答案：1B解析：首先根据构成人体蛋白质的氨基酸的结构通式及其特点，确定题中的是构成人体蛋白质的氨基酸，不是构成人体蛋白质的氨基酸(因为中的氨基酸和羧基不连接在同一个碳原子上)，然后数出中的氨基、羧基总个数分别为4个和5个。2D解析：多肽链
14、形成过程中，一个肽键是由一个氨基酸的COOH和另一个氨基酸的NH2经脱水缩合形成的。形成109个肽键需1091110个氨基酸。但只有两端的两个氨基酸分别含一个NH2和COOH，R基中也可能有。3.C 4.C5.C6.137.B8.B9.D10. （1）10肽 （2）9个 1 2 （3）氨基和羧基解析：（1）四种氨基酸分子中都只含有一个N原子，因此根据N原子的数目可知该多肽链是由10个氨基酸脱水缩合形成的10肽（2）由第（1）题可知这条链状多肽由10个氨基酸分子脱水缩合形成，则脱去的水分子数目=氨基酸数-肽链数=10-1=9，因此该多肽水解时也需要9个水分子四个氨基酸分子中只有谷氨酸含有2个羧基，假设谷氨酸分子数为N，则多肽链中的氧原子数目=（10-N）2+4N-9=19，计算可知N=4设甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸分别为x、y、z个，根据C原子和H原子守恒：x+y+z=62x+3y+9z+20=555x+7y+11z+36=70+18计算得到甘氨酸数为1，丙氨酸数为2（3）脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱出一分子水，所以脱去的水分子中的氢原子来自氨基和羧基八、课后反思同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏。收获内容疑点内容
