1、第2课时蛋白质1.一般说来，蛋白质是细胞中含量最多的有机物，是细胞最重要的结构成分，并参与所有的生命活动过程。2蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N，基本组成单位是氨基酸，约有20种。3氨基酸通过脱水缩合形成肽链，由一条或几条肽链盘曲折叠形成具有特定空间结构的蛋白质。4蛋白质主要包括结构蛋白和功能蛋白。结构蛋白是构成细胞和生物体的主要物质，功能蛋白对生物体的生命活动起着重要作用；一切生命活动都离不开蛋白质。蛋白质的基本单位氨基酸自读教材夯基础1氨基酸的结构(1)结构通式：。(2)结构特点：每种氨基酸分子中至少都有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)。都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子
2、上。各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。2氨基酸的种类氨基酸是构成生物体蛋白质的基本单位，约有20种。跟随名师解疑难1氨基酸的组成元素氨基酸中都含有C、H、O、N四种化学元素，有的含有S元素。2氨基酸的结构通式3氨基酸的结构特点(1)氨基和羧基的数目：每个氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基，R基中也可能含有氨基或羧基。(2)连接位点：构成蛋白质的氨基酸都有一个NH2和一个COOH连在同一个碳原子上。此特点为判断某化合物是否是构成蛋白质的氨基酸的依据。关键一点已经发现的天然氨基酸有180多种，其中在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种，但并非生物体内每一种蛋白质都一定含有20种氨基酸。1组成蛋白
3、质的氨基酸分子中，其共有的结构是()解析：氨基酸的结构通式为, 不同的氨基酸间只是R基的不同，所以共有的结构就是去掉R基后的部分。答案：D2在组成生物体蛋白质的氨基酸中，酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生取决于()A两者的结构完全不同 B酪氨酸的氨基多C两者的R基组成不同 D精氨酸的羧基多解析：不同氨基酸之间的区别在于R基的不同，不同氨基酸各种性质的差异也取决于R基的不同。答案：C蛋白质的分子结构自读教材夯基础1蛋白质的结构层次2蛋白质种类多样性原因(1)氨基酸方面：氨基酸的种类不同。氨基酸的数目成百上千。氨基酸的排列顺序千变万化。(2)肽链方面：肽链的条数和形成的空间结构千
4、差万别。跟随名师解疑难1氨基酸脱水缩合形成蛋白质由上图可以看出：(1)形成肽键时，相应的COOH失去OH，相应的NH2失去H，形成一分子H2O。(2)氨基酸之间以肽键相连形成肽链。(3)肽键可表示为：。2氨基酸形成蛋白质的相关数量关系(1)氨基和羧基的数目：蛋白质是由氨基酸缩合而形成的肽链，每两个相邻的氨基酸中的氨基和羧基缩合形成一个肽键，因此，每条肽链中至少有一个COOH和一个NH2。(2)肽键数与氨基酸数、脱去水分子数的关系：氨基酸缩合时每形成一个肽键，同时脱去一分子水。因此氨基酸数肽键数肽链数，肽键数失去的水分子数。(3)蛋白质相对分子质量的计算：蛋白质相对分子质量等于氨基酸相对分子质量
5、的总和减去失去的水分子的相对分子质量的总和。若n个氨基酸形成m条肽链，则形成nm个肽键，脱去nm个水分子。若每个氨基酸的平均相对分子质量为a，那么由此形成的蛋白质的相对分子质量为：na(nm)18。3蛋白质分子结构多样性的计算假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形分析：(1)A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸足够多的情况下，可形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类：3333327种形成二肽的种类：33329种(2)A、B、C三种氨基酸每种只有一个的情况下，形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类：3213216种形成二肽的种类：32326种关键一点(1)在一条肽链主
6、链的两端分别是COOH和NH2，侧链R基中的COOH和NH2不参与脱水缩合过程，所以多肽的氨基(或羧基)数目R基中的氨基(或羧基)数目肽链数。(2)有些蛋白质在形成过程中除了脱水形成肽键外，还能形成二硫键(SS)，在计算相对分子质量时，要注意计算在内，每形成一个二硫键，相对分子质量就减2。3组成蛋白质的氨基酸之间的肽键结构式是()ANHCOBNHCOCNH2COOH DNH2COOH解析：肽键是相邻氨基酸之间的氨基(NH2)和羧基(COOH)脱水缩合形成的，其结构式可以写为等。需要注意的是：书写时不要漏掉两侧的化学键。答案：B4人催产素是由9个氨基酸分子缩合形成的一条多肽链。在缩合过程中失去的
7、水分子和形成的肽键个数依次是()A9、9 B9、8C8、9 D8、8解析：根据氨基酸数、肽链数、肽键数之间的关系可知：由9个氨基酸缩合成的一条多肽链中的肽键数为918(个)，因形成一个肽键要脱去一分子水，因此脱去的水分子数与形成的肽键数是对应的。答案：D蛋白质的主要功能自读教材夯基础一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。如：功能举例构成细胞和生物体羽毛、肌肉、蛛丝、毛发等含有结构蛋白催化功能绝大多数酶是蛋白质运输功能血红蛋白能运输氧气信号功能胰岛素等蛋白质类激素保护功能抗体可抵御抗原的侵害贮存功能卵清蛋白为胚胎发育提供氨基酸源跟随名师解疑难教材中常见蛋白质成分部分归纳(1)
8、大部分酶：成分是蛋白质。(2)胰岛素、生长激素：成分是蛋白质。(3)载体：位于细胞膜上，在物质运输过程中起作用，其成分是蛋白质。(4)抗体：指机体受抗原刺激后产生的，并且能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。主要分布于血清中，也分布于组织液、外分泌液中。(5)糖被：位于细胞膜外表面，由蛋白质和多糖组成，有保护、润滑、识别等作用。(6)血红蛋白：存在于红细胞中的含Fe2的蛋白质。其特性是在氧浓度高的地方与氧结合，在氧浓度低的地方与氧分离。5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供细胞代谢的主要能源物质D根细胞吸收无机盐的载体解析：供细胞代谢
9、的主要能源物质是糖类，而不是蛋白质。答案：C检测生物组织中的蛋白质自读教材夯基础1原理蛋白质双缩脲试剂紫色(或紫红色)的络合物2实验流程跟随名师解疑难1实验材料的选择由于本实验是利用颜色反应检测不同的物质，因此在选材上应注意以下两点：材料本身应无色，以免对结果产生干扰；材料应富含相关物质，使现象更明显。2实验拓展利用某些化学试剂能够使生物组织中有关有机化合物产生特定颜色反应的原理和方法，还可以解决以下问题：(1)对生物组织进行某种成分的检测。(2)在医学上进行疾病的诊断，如糖尿病、肾炎。(3)可以鉴定某些消化液中是否含有蛋白质。(4)用于劣质奶粉的鉴定。6将面团包在纱布中，在清水中搓洗，鉴定黏
10、留在纱布上的黏稠物质和洗出的白浆，采用的试剂分别是()A碘液、甲基绿 B双缩脲试剂、焦宁C双缩脲试剂、碘液 D甲基绿、焦宁解析：面团包在纱布中在清水中搓洗时，黏在纱布上的黏稠物质是蛋白质而洗出的白浆中含淀粉，可分别用双缩脲试剂和碘液鉴定。答案：C氨基酸的结构例1下列物质中属于组成蛋白质的氨基酸的是() 解析A项没有氨基，C项中的一个氨基和一个羧基没有连在同一个碳原子上，D项没有羧基。答案B1谷氨酸的R基为C3H5O2,1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是()A5、9、4、1 B4、8、5、1C5、8、4、1 D4、9、4、1解析：写出氨基酸的通式，将R基换成C3H5O2即可得到答案。答
11、案：A蛋白质的结构及有关计算例2根据下列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_。解析蛋白质是由许多氨基酸分子互相连接而成的。每种氨基酸至少含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)，并连接在同一个碳原子上。组成蛋白质的氨基酸约有20种，不同的氨基酸分子具有不同的R基团。一个氨基酸分子的氨基和另一个氨基酸分子的羧基相连，脱去一分子的水，通过形成肽键(NHCO)而缩合成的化合物，叫做二肽。由四个氨基酸分子脱去三分子
12、水而形成的化合物，叫四肽。答案(1)氨基羧基(2)四三脱水缩合(3)R基团(4)四肽三2下面是某蛋白质的肽链结构示意图(图甲，其中数字为氨基酸序号)及部分肽链放大图(图乙)，请据图判断下列叙述中不正确的是()A该蛋白质中含有两条肽链、49个肽键B图乙中含有的R基是C从图乙可推知该蛋白质至少含有4个游离的羧基D形成的该蛋白质其相对分子质量减少了888解析：从图中可见该蛋白质共含有A、B两条肽链，共51个氨基酸，含肽键数为51249；图乙中是氨基，、是R基；图乙中、含2个游离的羧基，2条肽链还各有一个游离的羧基，因此该蛋白质中至少含有4个游离的羧基；形成该蛋白质时，共失去了49分子水和6个氢，因此
13、其相对分子质量共减少了：49186888。答案：B蛋白质的功能例3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，可以推断此物质一定是蛋白质C蛋白质中有些具有防御功能，如抗体；有些具有接受信息的功能，如受体。抗体与受体都具有专一性D蛋白质空间结构改变，不会影响蛋白质的生物活性解析蛋白质多样性与肽链空间结构有关，与氨基酸的空间结构无关。含C、H、O、N的化合物可能是蛋白质，也可能是其他化合物。抗体只与特异性的抗原结合，受体只与特定的信号分子结合，它们都具有专一性。蛋白质分子发挥其生理效应的前
14、提条件是蛋白质的特定空间结构。答案C3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收缩、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陈代谢的重要物质解析：A、B、D项只是蛋白质部分功能的列举，蛋白质的功能还有许多，可以说一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。答案：C1.检测某物质的成分是否含有蛋白质。2.探究某种氨基酸是否是必需氨基酸。3.探究蛋白质变性后，是否有生物活性。典例剖析某劣质奶粉是用80%的麦芽糊精和20%的合格奶粉简单勾兑而成的。由于含有大量糖类物质，而蛋白质含量低，婴儿喜欢吃却得不到足够的蛋白质营养
15、。请回答下列问题：(1)劣质奶粉中含有大量还原糖，如果用斐林试剂鉴定，则该试剂与待测样液在试管中混合均匀后，还必须经过_处理，预计试管中混合液的颜色变化是_。(2)如果要鉴定劣质奶粉中是否含有蛋白质，应选用的试剂是_。(3)评价奶粉营养价值高低的主要标准是看必需氨基酸的种类和含量。赖氨酸是人体必需氨基酸，缺乏则会影响体内蛋白质的合成，出现营养不良。赖氨酸是否也是大鼠的必需氨基酸呢？某生物兴趣小组利用下列材料和用具就此问题进行了探究，请补充并完善他们的实验原理和实验方案。材料用具：20只生长发育状况相同的正常幼年大鼠、分装在不同试剂瓶中的20种氨基酸、不含蛋白质和氨基酸的食物、秤、天平等。实验原
16、理：_。实验方案： 配食： _，配制成食物A；_，配制成食物B。分组：将20只大鼠平均分成甲、乙两组，分别称量其体重。 饲喂：甲组每天饲喂适量的食物A； _。观测：_。实验结果预测及结论：实验结果(营养状况和体重)实验结论解析(1)利用斐林试剂鉴定还原糖需要沸水浴加热，其颜色变化表现为由蓝色变成砖红色。(2)鉴定蛋白质的有无用双缩脲试剂。(3)必需氨基酸是动物体内不能合成，只能从食物中获得的氨基酸，若动物缺乏，将影响体内蛋白质的合成，出现营养不良，体重增加缓慢。设计实验时要遵循对照原则和单一变量原则。因为是探究性实验，所以结果不唯一。答案(1)沸水浴加热由蓝色变成砖红色(2)双缩脲试剂(3)实
17、验原理：必需氨基酸是动物体不能合成，只能从食物中获得的氨基酸，当动物缺乏必需氨基酸时，就会影响体内蛋白质的合成，出现营养不良，体重增加缓慢实验方案：取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量和比例适宜的20种氨基酸另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入除赖氨酸以外的19种氨基酸，其含量和比例与食物A中相同乙组每天饲喂与食物A等量的食物B，两组大鼠其他饲养条件相同分别测量甲、乙两组大鼠的体重，并计算体重增加量实验结果预测及结论见下表：实验结果(营养状况和体重)实验结论若两组大鼠营养状况和体重基本相同赖氨酸不是大鼠的必需氨基酸若乙组大鼠出现营养不良、体重增加缓慢等症状，甲组大鼠正常赖氨酸是大鼠
18、的必需氨基酸归纳拓展实验原理的确定实验原理即实验所依据的科学道理，是涉及生物学及相关学科中的哪些方法和原理。通俗地理解，实验原理指的是实验为什么这样设计，这样设计为什么会出现相应的实验现象。突破口应在实验步骤中寻找、追踪实验的结果及体现指标，然后层层递进分析，写出完整的实验原理。(满分50分时间20分钟)一、选择题(每小题3分，共30分)1如果一个氨基酸分子中含有两个氨基，其中一个氨基与羧基连在同一个碳原子上，那么，另一个氨基的位置是()A与氨基端相连B与羧基端相连C和氢相连 D在R基上解析：连在氨基酸中心碳原子上的有一个氨基、一个羧基和一个氢原子，另一个侧链基团用R表示，显然另一个氨基只能在
19、R基上。答案：D2已知20种氨基酸的平均分子量是128，现有一蛋白质分子由两条多肽链组成，共有肽键98个，此蛋白质的分子量最接近于()A12 800 B12 544C11 036 D12 288解析：氨基酸分子相互结合的方式叫做脱水缩合。缩合的过程脱水，相邻氨基酸分子通过肽键连接。多个氨基酸分子缩合成一条多肽链时，所具有的肽键数和脱掉的水分子数等于参加反应的氨基酸分子数减去1。根据题干给予的条件，则此蛋白质分子由100个氨基酸缩合而成，脱掉的水分子数目为98个，故此蛋白质的分子量为：100128981811 036。答案：C3下列氨基酸在人体细胞中不能合成的是()A甘氨酸 B丙氨酸C谷氨酸 D
20、赖氨酸解析：构成蛋白质的氨基酸约有20种，其中有8种氨基酸是人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取，这些氨基酸叫做必需氨基酸，赖氨酸属于必需氨基酸。答案：D4在下列物质中，有的属于构成人体的氨基酸，有的不是，若将其中构成人体的氨基酸缩合成化合物，则其中含有的氨基、羧基、肽键的数目依次是()H2NCH2COOHH2NCH2CH2OHA3、3、2 B4、3、3C2、2、2 D3、4、2解析：此题的解答，首先应从五种物质中，依据组成蛋白质氨基酸的特点选择出所要求的氨基酸，然后再分析由这些氨基酸组成的多肽中的氨基、羧基和肽键数目。答案：C5结晶牛胰岛素有、两条多肽链。链含有21个氨基酸，链含有3
21、0个氨基酸。这两条肽链中应有的肽键数和失去的水分子个数应是()A48和49 B49和49C50和49 D51和51解析：根据两个氨基酸分子缩合形成一个肽键，同时失去一分子水；三个氨基酸分子缩合形成两个肽键，失去两分子水。依此类推，链共形成211个肽键(即n1)。同理可证，链共形成301个肽键(即n1)。因为nnn，所以形成肽键的数目为n1n1nn2，等于49个(即为n2)。失去的水分子数目等于形成肽键的数目。答案：B6(2009上海高考)某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是()Anm Bn2mCnm Dn2m解析：两个氨基酸脱水缩合形成一个肽键，里面含一个氧原子，n
22、个氨基酸缩合形成m条肽链，应有肽键nm个，所以肽键中氧原子是nm个，一条肽链中除肽键外还至少含有一个完整的羧基，里面有两个氧原子，所以m条肽链中应至少还有2m个氧原子，再加上肽键中的nm个，所以应至少有氧原子个数为nm2mnm。答案：C7分子式为C63H103O48N17S2的链状多肽化合物中，最多能有多少个肽键()A63个 B52个C17个 D16个解析：依题意，有最多肽键的情况应当是此式中含氨基酸个数最多的情况，对于一个氨基酸来说，如果R基上不含有“N”的话，它只含有一个“N”，此式中有17个N，说明，最多有17个氨基酸存在于此化合物中，17个氨基酸脱水缩合形成含16个肽键的链状的肽。答案
23、：D8大多数酶和胰岛素都是蛋白质，但是功能各不同，这是因为()A氨基酸的种类和数目不同B氨基酸的排列顺序不同C多肽链的空间结构不同D以上都是解析：蛋白质分子的结构决定蛋白质分子具有不同功能。而结构的不同是由于组成蛋白质的氨基酸分子的种类、数目和排列顺序不同以及肽链的空间结构不同。答案：D9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
24、的氨基酸，在不同生物体内合成的蛋白质结构不同。答案：C10下列有关蛋白质的叙述中，不正确的是()A催化口腔内少量淀粉分解成麦芽糖的酶是蛋白质B有的蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质C有的蛋白质是调节细胞和生物体新陈代谢的重要物质D蛋白质就是一种多肽解析：绝大多数的酶是蛋白质；有些蛋白质是细胞和生物体的结构物质；有些蛋白质能够调节生命活动。多肽要经过盘曲、折叠，形成一定的空间结构后才成为蛋白质。答案：D二、非选择题(共20分)11(20分)根据图回答问题：(1)该化合物是由_个氨基酸分子失去_个分子的水而形成的，该化合物称为_。在这个过程中相对分子质量减少了_。(2)图中表示R基的字母是_，表示
25、肽键的字母是_。(3)图中有_个肽键，有_个氨基和_个羧基。(4)该化合物是由_种氨基酸组成的。(5)该化合物水解成氨基酸的过程中需要_分子的水，此过程除了需要水分子外，还需要_的参与。解析：氨基酸的种类是由R基的种类决定的，氨基酸通过缩合的方式形成多肽。设n为氨基酸数，则失去水分子的数目为(n1)，所以相对分子质量减少(n1)18。在一条肽链中，肽键的数目与失去的水分子数目相同。多肽的命名是根据氨基酸的数目来确定的，而不是以肽键的数目为依据的。多肽水解时需要的水分子数目，与其形成此多肽时失去的水分子数目相同，即与多肽中的肽键数目相同。在一个氨基酸中，至少含有一个氨基和一个羧基，但并不是只含有一个氨基和一个羧基。因为有的R基中含有氨基或羧基，因此在分析氨基和羧基数目时应考虑R基中是否含有氨基或羧基。答案：(1)32三肽36(2)B、C、GE、F(3)212(4)2(5)2酶