1、高考资源网（） 您身边的高考专家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1 一、学习目标说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。概述蛋白质的结构和功能。认同蛋白质是生命活动的主要承担者。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。 蛋白质的结构和功能。2.难点：氨基酸形成蛋白质的过程。 蛋白质的结构多样性的原因。三、知识网络四、导学过程“导”自主预习1组成蛋白质的基本单位是 ，其结构通式：_，在生物体中约有_种。人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取的氨基酸叫做_，有 种；人体细胞能够合成的，叫做_。2
2、一个氨基酸分子的_和另一个氨基酸分子的_相连接，同时脱去_分子的水，这种结合方式叫做_，连接两个氨基酸分子的化学键（_）叫做_。3由两个氨基酸分子缩合（失去_分子水）而成的化合物，叫做_。由三个氨基酸分子缩合（失去_分子水）而成的化合物，叫做三肽。由多个（n个）氨基酸分子缩合（失去_分子水）而成的化合物，叫做_，通常呈_状结构，叫做_。 4在细胞内，每种氨基酸的数目_，氨基酸形成多肽链时，_氨基酸的_千变万化，多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的_千差万别，因此蛋白质分子的结构是相其多样的。5蛋白质分子在细胞中承担着多种重要功能。构成_的重要物质，称为_蛋白；对细胞内的化学反应有_作用；具有_功能
3、，如血红蛋白；起_传递作用，能够_机体的生命活动，如胰岛素；具有_作用，如抗体；等等。可以说，_离不开蛋白质，蛋白质是_。参考答案1氨基酸 (通式略) 20 必需氨基酸 8 非必需氨基酸 12 2氨基 羧基 1 脱水缩合 -CO-NH- 肽键31 二肽 2 n1 多肽 链 肽链 4成百上千 不同种类 排列顺序 空间结构细胞和生物体 结构蛋白 催化 运输载体 信息 调节 免疫 一切生命活动 生命活动的主要承担者“学”互动探究探究一 氨基酸及其种类观察几种氨基酸的结构，讨论、总结氨基酸的结构通式：1这些氨基酸的结构具有什么共同特点？提示：自然界的氨基酸有很多种，但构成生物体的氨基酸只有20种左右。
4、构成生物体的氨基酸的结构通式如下。对于氨基酸分子的结构通式，应该充分认识其不变结构，这是解题时辨别某种分子是否是氨基酸的标志，而R基是可变的。20种氨基酸的差别就在于R基团的不同。若要判断氨基酸的种类，只看R基即可。R基是一个不确定的基团,其上可能含有氨基或羧基，所以有的氨基酸并不是只有一个氨基或羧基，这些多出来的氨基或羧基就存在于R基上。如谷氨酸、天冬氨酸的R基上就含有一个羧基。赖氨酸、精氨酸的R基上就有一个氨基。这些R基中的氨基或羧基不参与脱水缩合反应。2“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？提示：氨基酸的名称一定程度上代表了它的结构特点：有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这
5、个碳原子就是它的“中心碳原子”。羧基是表现酸性的基团，所以它称为氨基酸。【经典回眸】下列物质中，不是氨基酸的是 ( )【解析】仔细观察上图四个化学式，发现D虽然有一个氨基和羧基，但没有连接在同一个碳原子上，所以不是组成生物体的氨基酸。答案：D【变式训练】谷氨酸的R基为-C3 H5 O2，在一个谷氨酸分子中，含有碳和氧的原子数分别是( )A. 4,4 B. 5,4 C. 4,5 D. 5,6 探究二 蛋白质的结构及其多样性阅读分析图2-4由氨基酸形成蛋白质的示意图，思考问题:从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？提示：蛋白质分子的多样性取决于四个方面：一是组成蛋白质的氨基酸种类不同；二是组成蛋白质
6、的氨基酸数目不同；三是氨基酸的排列顺序不同；四是蛋白质分子的空间结构不同。不同生物的蛋白质是不同的，蛋白质结构的复杂性决定了其功能的多样性，蛋白质正是通过不同的结构来体现多姿多彩的生命现象的。【经典回眸】以下几种符号代表不同种类的氨基酸，请完成有关问题。图2-2-1（1）写出它们的结构通式_，它们结构的差别在于_的不同。 (2)7种氨基酸在细胞的_中通过_的方式形成一条肽链，此过程可形成_个肽键，得到_个水分子，相对分子质量减少了_。（3）如果上述肽链原长度不变，改变其中_，就可改变该肽链的性质。（4）若两个蛋白质分子均由两条（2）中的肽链构成，那么两个蛋白质分子的功能是否一定相同？为什么？【
7、解析】题目以不同的符号代表不同种类的氨基酸，启发我们可将蛋白质结构这一抽象的知识形象化、直观化。构成天然蛋白质的20种氨基酸均为氨基酸，它们有共同的结构通式，其中R基的不同是决定氨基酸种类的唯一因素。氨基酸分子通过缩合作用形成肽链，相邻两个氨基酸缩合后通过肽键相连接并失去一个水分子，因此减少的分子质量为失去的水分子的质量之和。肽链中氨基酸的种类、数目、排列顺序的不同决定了不同结构的蛋白质，而不同的蛋白质分子空间结构也各不相同，蛋白质分子的结构复杂性决定了其功能的多样性。答案：（1） R基 （2）细胞质中的核糖体缩合 6 6 108（186） （3）氨基酸的排列顺序 （4）不一定相同。因为分别由
8、相同的两条肽链经盘曲折叠可形成空间结构不同的两个蛋白质分子。【变式训练】2.形成蛋白质结构的层次从小到大依次是（ ）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ABC D探究三 蛋白质的功能小组思考讨论下列问题：如何概述蛋白质的功能（结合蛋白质结构多样性理解蛋白质功能的多样性）？提示：蛋白质分子结构的多样性决定了其功能的多样性。（1）新陈代谢的催化剂。绝大多数酶都是蛋白质。（2）生物体的结构成分。例如，细胞中的细胞膜、线粒体、叶绿体等都是由不溶性蛋白质与脂质组成的。人和动物的肌肉等组织的主要成分也是蛋白质。（3）控制细胞的生长、分化和遗传信息的表达。如
9、阻遏蛋白等。（4）运输功能。如红细胞里的血红蛋白在呼吸过程中起着输送氧的作用。（5）调节生命活动。例如，胰岛细胞分泌的胰岛素能参与血糖的代谢调节。（6）参与机体的防御机能，如抗体。（7）作为受体，起接受和传递信息的作用。【经典回眸】下列各项与蛋白质功能无关的是（ ）A. 氧气在血液中的运输 B储存遗传信息C构成肌肉的主要成分 D抗体抵御病原体的侵害【解析】氧气在血液中的运输利用了血红蛋白，体现了蛋白质的运输载体的功能；构成肌肉的主要成分是蛋白质，体现了蛋白质作为结构物质的功能；抗体抵御病原体的侵害，体现了蛋白质的免疫功能；而储存遗传信息是核酸的功能。答案：B【变式训练】3下列叙述中，能高度概括
10、出蛋白质功能的一项是（ ）A 细胞和生物体的重要结构物质 B调节细胞和生物体新陈代谢的重要物质C生命活动的主要承担者 D收缩、运输、免疫等功能活动的物质基础变式训练参考答案：1 B 2A 3. C五、达标检测1、某氨基酸分子含有两个氨基，其中一个氨基和羧基连在同一个碳原子上，则另一个氨基应是（ ）A、和羧基连在同一个碳原子上 B、一定连在羧基上 C、连在R基上 D、与氨基相连2、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为（ ）A、798、2和2 B、798、12和10 C、799、1和1 D、799、
11、11和93、生物体内的蛋白质千差万别，其原因不可能是（ ）A、组成肽键的化学元素不同 B、组成蛋白质的氨基酸的种类和数目不同C、氨基酸的排列顺序不同 D、蛋白质的空间结构不同4、鸡蛋煮熟后，蛋白质变性失活，这是由于高温破坏了蛋白质的（ ）A、肽键 B、肽链 C、空间结构 D、氨基酸参考答案：1.C 2.B 3.A 4.C六、依据考点，归纳总结【例1】下列关于氨基酸和蛋白质的叙述，错误的是()A甲硫氨酸的R基是CH2CH2SCH3，则它的分子式是C5H11O2NSB酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异是由R基的不同引起的Cn个氨基酸共有m个氨基，则这些氨基酸缩合成的一个多肽中的氨基数必
12、为mnD甜味肽的分子式为C13H16O5N2，则甜味肽一定是一种二肽解析：A正确：根据氨基酸的结构通式，我们可以知道甲硫氨酸除了R基，还有一个氨基、一个羧基、一个氢离子和一个中心碳，我们可以算出个元素的含量，得出甲硫氨酸的分子式是C5H11O2NS；B正确：不同氨基酸的差别就在R基，R基不同决定了不同氨基酸的结构和功能特性的不同；C错误：多肽中的氨基数R基中的氨基数肽链数，C中n个氨基酸的R基中有m-n个氨基，所以这些氨基酸缩合成的一个多肽中有m-n+1个氨基；D正确：含有2个N原子的肽链，证明这条肽链由两个氨基酸组成，所以甜味肽一定是二肽。答案：C【温馨提示】组成蛋白质的氨基酸的判断(1)从
13、NH2和COOH数目看，每条肽链都至少含有一个NH2和一个COOH，但并非都只有一个。结合氨基酸的结构通式可知，在R基中可以含有数量不同的NH2或COOH。(2)从NH2和COOH位置看，都有一个NH2和一个COOH连接在同一个碳原子上，但并非所有的NH2和COOH(R基中含有的)都连接在同一个碳原子上。【例2】胰岛素由，两条链组成，共含51个氨基酸。下列叙述中，不正确的是（ ）A氨基酸脱水缩合产生水，其中的氢全部来自于氨基B胰岛素能与双缩脲试剂发生紫色反应C胰岛素能降低血糖体现了蛋白质具有信息传递的功能D一个胰岛素分子全部水解为氨基酸，需要消耗49个水分子解析：氨基酸脱水缩合产生的水来自于一
14、个氨基酸的羧基中的羟基和另一个氨基酸中的氨基中的氢，其所形成的肽键能与双缩脲试剂发生紫色反应；胰岛素能与细胞膜上的受体结合促进细胞对血糖的利用从而降低血糖浓度，体现了蛋白质具有信息传递的功能；一个胰岛素分子由，两条链组成，共含51个氨基酸，因此全部水解需消耗51-2=49个水；答案：A【例3】经测定，某多肽分子式是C21HxOyN4S2。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的。苯丙氨酸(C9H11O2N)天冬氨酸(C4H7O4N)丙氨酸(C3H7O2N) 亮氨酸(C6H13O2N)半胱氨酸(C3H7O2NS)下列有关该多肽的叙述，不正确的是()A该多肽水解后能产生3种氨基酸B该多肽中H
15、原子数和O原子数分别是32和5C该多肽叫三肽化合物D该多肽的形成过程中相对分子质量减少了54解析：依据分子式中N为4个，并分析提供的氨基酸种类，可得出由4个氨基酸组成，为四肽，存在3个肽键，在形成过程中脱去3个水分子，所以相对分子质量减少了54；再分析S的数目为2个，可得出4个氨基酸中有2个是半胱氨酸(C3H7O2NS)，即水解能形成3种氨基酸；再结合C原子数目为21个，减去6个C原子(2个是半胱氨酸)，剩余15个C原子，可分析出另两个氨基酸为苯丙氨酸和亮氨酸，进一步推出该多肽中H原子数和O原子数分别是32和5。答案：C【例4】生物体内某些重要化合物的元素组成如下图所示：(1)图中的X代表什么
16、元素？_。(2)物质A的代谢终产物是_。中国教育出版&*网#(3)a的结构通式为_，由aA的过程中，有下列数量关系：失去的水分子数_分子数_数目。(4)A可分为A1A5，其原因从a分析是：_；_；_。从A分析是因_。(5)A1是_，它是一类_催化剂；A2是_；A3是_，含有的特殊元素是_，存在于_中；A4是_；A5是_。解析：据A1A5的功能判断A为蛋白质，其基本组成元素有C、H、O、N，故X是N。蛋白质代谢终产物为CO2、H2O、尿素。氨基酸是构成蛋白质的基本单位，其结构通式为 。缩合反应中脱下的水分子数氨基酸数肽链数。蛋白质功能多样性是由结构多样性决定的，从a分析是因为种类不同、数量成百上
17、千、排列顺序千变万化，从A分析是空间结构千差万别造成的。具有催化作用的是酶；具有免疫作用的是抗体；能运输O2的是血红蛋白，含Fe元素；细胞膜上的载体有运输功能；胰岛B细胞分泌的胰岛素具有降血糖的功能。答案：(1)N(2)CO2、H2O、尿素(3) 氨基酸肽链(4)种类不同数量成百上千 排列顺序千变万化空间结构千差万别(5)酶 生物抗体血红蛋白Fe红细胞载体胰岛素七、布置作业一、选择题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)C
18、OOHHOOC-CH2-CH(NH2)COOHH2N-CH(COOH)CH2CH2CH2NH2A5、4B4、5C7、5D5、72关于生物体内氨基酸的叙述正确的是 ()A氨基酸是蛋白质分子的单体，由氨基和羧基组成B组成蛋白质的氨基酸共有的结构是-CH(H2N)-COOHC每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素D组成人体的氨基酸都能在人体内合成3、在活细胞中发生的大多数化学反应中，起重要作用的物质是蛋白质，蛋白质在细胞中的存在方式通常有两种状态，一是游离态，另一种是被膜结构固定起来的结合态。结合态的蛋白质不可能具有的功能是 () A催化作用B运输作用C免疫作用D调节作用4某一多肽链内共有肽键
19、109个，则此分子中含有的COOH和NH2的数目至少为()A110,110B109,109C9,9D1,15下列关于生物体内氨基酸的叙述，错误的是 ()A构成蛋白质的氨基酸分子的基本元素是C、H、O、NB人体内的氨基酸均是在人体细胞内合成的C氨基酸的代谢终产物是水、二氧化碳和尿素D氨基酸的R基中可以有氨基和羧基 6下列能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组是 ()氨基酸C、H、O、N等化学元素氨基酸分子相互结合多肽肽链形成具有一定空间结构的蛋白质分子ABCD7狼体内有a种蛋白质，20种氨基酸；兔体内有b种蛋白质，20种氨基酸。狼捕食兔 后，狼体内的一个细胞中含有的蛋白质种类和氨基酸种类最
20、可能是 ()Aab,40Ba,20C大于a,20D小于a,208下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的是 ()A蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关B已知某化合物含有C、H、O、N等元素，可以推断此物质为蛋白质C不同蛋白质分子中组成肽键的化学元素无差异性D蛋白质空间结构改变，可能会导致蛋白质失去生物活性，但这种改变一般是可逆的二、非选题： 9、如图所示某化合物的结构式，据图回答：(1)该化合物中有_个氨基和_个羧基。 (2)该化合物有_种氨基酸，造成这种不同的基团编号是_。(3)该化合物是由_个氨基酸失去_分子水而形成的，水分子中的氧来自于_，氢来自于_，肽键的
21、编号是_。(4)请写出氨基酸的结构通式：_。10胰岛素是一种蛋白质分子，它含有2条肽链， A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，2条多肽链间通过二硫键连接，右图所示为结晶牛胰岛素的平面结构示意图，据此回答：（1）氨基酸的结构通式可表示为。（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，COOH。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。2B解析：氨基酸的结构通式为，
22、不同的氨基酸R基不同，因此共有结构为，甲硫氨酸中含有C、H、O、N、S五种元素；必需氨基酸不能在人体内合成。3、D解析：蛋白质的功能有：构成生命体；催化作用；运输作用；调节作用；免疫作用。而其中起调节作用的蛋白质类激素是细胞分泌产物，不是被膜固定起来的蛋白质。4D解析：多肽链形成过程中，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。5B解析：根据氨基酸的通式可知，氨基酸的基本组成元素是C、H、O、N；在人体内氨基酸经脱氨基作用形成的含氮部分转变为尿素，不含氮部分
23、氧化分解形成CO2和H2O；氨基酸的R基中可以含有氨基、羧基，也可以不含；人体内的必需氨基酸不能在体内合成，只能从外界获取。6D解析：蛋白质分子的结构层次是：元素基本单位氨基酸(约20种)多肽肽链蛋白质。7D解析：狼捕食兔后，经过消化吸收，以氨基酸的形式进入狼体内。所以狼体内的蛋白质种类并不会增加。由于细胞分化，基因有选择地表达，每个细胞内含的蛋白质种类一定少于狼体内蛋白质种类的总数。每个细胞中有多种蛋白质，需要各种氨基酸，而合成蛋白质的氨基酸约有20种。8C解析：蛋白质多样性与肽链的空间结构有关，与氨基酸的空间结构无关，A错误；含有C、H、O、N等元素的化合物较多，不一定是蛋白质，如氨基酸等
24、，B错误。蛋白质分子中的肽键都是CONH，组成元素都是C、H、O、N四种，无差异性，C正确；蛋白质的空间结构是决定蛋白质性质的因素之一，过酸、过碱或高温都会使蛋白质的空间结构发生改变，这种改变往往是不可逆的，D错误。9.答案： (1)22(2)3(3)32羧基羧基和氨基 和 解析：该种题型分三步完成，第一步是划出肽键，确定为几肽；第二步为标出R基，并数出R基上氨基、羧基数；第三步分析答题。10答案：(1) (2)49 一NHCO (3)2 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- 12 - 版权所有高考资源网
