高一生物蛋白质教案设计
“高一生物蛋白质教案设计”本文为大家整理了有关高一生物教案设计，希望给教师们的教学带来帮助：
知识点一、氨基酸及其种类
1.氨基酸的结构特点
(1)结构通式
(2)不同氨基酸之间的区别在于R基的不同(根据R基的不同将氨基酸分为不同的种类)。
(3)结构上有共同点：至少都有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。(这两点是判断是否是组成生物体蛋白质的氨基酸的依据)
【领悟整合】 对氨基酸结构共同点的理解
(1)“至少”的含义：氨基酸分子中的氨基和羧基的数目至少各1个，也可以是几个。例如当R基上含有氨基或羧基时，这个氨基酸分子就不止有一个氨基和一个羧基了，如：谷氨酸：
HOOC—CH2—CH2—CH—COOH
|
NH2
赖氨酸：H2N—CH2—CH2—CH2—CH2—CH—COOH
|
NH2
(2)构成蛋白质的氨基酸分子中都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。其意思是，氨基和羧基不连在同一个碳原子上的氨基酸不是构成蛋白质的氨基酸，因为自然界存在的蛋白质中尚未发现这样的氨基酸。
(3)“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系，“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中主要的部分——氨基(碱性)和羧基(酸性)。
(4)由氨基酸的结构通式可知，氨基酸的组成元素中都有C、H、O、N。另外大多数蛋白质还含有少量的S元素，有些蛋白质含有P、Fe、Cu、I、Mo等。
2.氨基酸的种类(约20种)
(1)必需氨基酸：必须从外界获取。人体内有8种(婴儿体内有9种，比成人多1种组氨酸)
(2)非必需氨基酸：可通过其他化合物转化而成。
【活学巧记】 记忆8种必需氨基酸的谐音方法：写(缬)一(异亮)本(苯丙)胆(蛋、甲硫)量(亮)色(色)书(苏)来(赖)。
知识点二、蛋白质的结构及其多样性
1.氨基酸的结合方式——脱水缩合
2.反应式
注意以下几点：
(1)反应产物中有“H2O”。脱去的水分子中的氢分别来自羧基和氨基，脱去的水分子中的氧来自羧基。
(2)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，而不是R基中的氨基和羧基。
(3)肽键的表达式以下几种都可以：—CO—NH—、—NH—CO—或CONH，总之不能忽略其中的“—”。
3.相关概念
(1)脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接，同时脱去一分子的水，这种结合方式叫做脱水缩合。
(2)肽键：连接两个氨基酸分子的化学键(—CO—NH—)。
(3)二肽：由两个氨基酸分子脱水缩合而成的含一个肽键的化合物。
(4)多肽：由多个氨基酸分子脱水缩合而成的含多个肽键的化合物。
(5)肽链：多肽通常呈链状结构，又叫肽链。
4.蛋白质的形成
1条或几条肽链通过一定的化学键(如二硫键：—S—S—)互相结合在一起，肽链盘曲、折叠，形成有一定空间结构的蛋白质分子。
【注意】 蛋白质比肽链具有更复杂的空间结构。
5.蛋白质的结构层次
C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→三肽→多肽――→1条或几条蛋白质
食物中的蛋白质经过消化成为各种氨基酸后才能被人体吸收利用，该消化过程要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肽酶的作用。这些氨基酸进入细胞后，要形成二肽、三肽到多肽，由多肽构成人体的蛋白质。人体的蛋白质与食物中的蛋白质不一样，具有完成人体生命活动的结构和功能。
6.蛋白质的结构特点——多样性
(1)组成蛋白质的肽链中氨基酸的数目不同(如A图)
(2)组成蛋白质的肽链中氨基酸的种类不同(如B图)
(3)组成蛋白质的肽链中氨基酸的排列顺序不同(如C图)
(4)肽链盘曲、折叠形成的空间结构不同(如D图)
【能力提升】 蛋白质相对分子质量的计算
(1)必记公式：肽键数=脱水缩合产生的水分子数
(2)蛋白质的相对分子质量=氨基酸相对分子质量的总和-失去水分子的相对分子质量的总和。
(3)一条肽链至少含有一个氨基和一个羧基。
知识点三、蛋白质的功能
功能 举例
结构蛋白 构成细胞和生物体的结构，如肌肉、头发等
催化作用 如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等绝大多数酶
运输作用 如血红蛋白能运输氧
调节作用 起信息传递作用的部分激素，如胰岛素等
免疫作用 如帮助人体抵御病菌和病毒等抗原侵害的
抗体
【拓展提升】 蛋白质分子的空间结构不是很稳定，在特定条件下，蛋白质结构可发生变化。
(1)蛋白质变性的因素
①重金属盐(汞盐、银盐);②酸、碱、乙醇、尿素;③高温;④X射线、紫外线等。
(2)蛋白质变性过程中发生的变化
蛋白质变性过程中不发生肽键断裂，而主要发生空间结构的变化，使肽链由有序状态变为无序状态，溶解度降低易于形成沉淀。
(3)蛋白质变性的应用
①加热或用乙醇处理可使细菌蛋白质变性而死亡，从而达到灭菌的目的。
②为防止生物制品(如疫苗、抗毒血清等)变性，应将它们保存在适宜环境中。
【例1】 在下列物质中，若将其中能构成人体蛋白质的氨基酸通过脱水缩合而形成蛋白质分子，则此蛋白质分子中所含有的羧基、氨基和肽键的数目依次是( )
A.3、3、2 B.4、3、3
C.3、2、4 D.2、2、2
易错点提示 羧基脱掉—OH成为羰基，易被误解为仍为羧基;氨基脱掉—H后，易被误解为仍是游离的氨基。
解析 由氨基酸的概念和结构通式可知，能构成人体蛋白质的氨基酸有：①、②、③、④、⑥，这5个氨基酸可脱水缩合形成多肽。该多肽的羧基除肽链的游离端保留着一个外，在③、④的R基上还各有一个羧基;氨基除肽链的游离端保留着一个外，在②的R基上也有一个;5个氨基酸脱水缩合共形成4个肽键。
答案 C
【例2】 已知某种动物激素是一种链状“十九肽”，其分子式可表示为CxHyOzNwS(z≥22，w≥20)，经测定，其彻底水解的产物只有以下五种氨基酸。
请回答下列问题：
(1)一个该“十九肽”分子彻底水解需水分子________个，水解后可产生________个赖氨酸，________个天冬氨酸(用x、y、z或w表示)。
(2)假设20种氨基酸的平均相对分子质量为120，则形成该十九肽时，相对分子质量减少了________。
(3)写出由天冬氨酸和赖氨酸形成的二肽的化学式。
________________________________________________________________________。
(由天冬氨酸提供羧基)。
解析 (1)分析组成此“十九肽”的氨基酸结构，发现只有赖氨酸含有两个氨基，其余的氨基酸都含有一个氨基，因此分子式中所有的N原子个数减去氨基酸的个数就是赖氨酸的个数，赖氨酸的个数加上1就是氨基数;5种氨基酸中只有天冬氨酸的R基中含有1个羧基，除R基外，多肽链中含有20个氧原子，R基中含有z-20个氧原子，天冬氨酸的1个R基中含2个氧原子，因此(z-20)/2即为天冬氨酸的个数。(2)相对分子质量减少即为失去水分子的质量：18×18=324。(3)写二肽的化学式时要注意R基中的-NH2和-COOH不参与肽键的形成。
答案 (1)18 w-19 (z-20)/2 (2)324
CH2-COOH (CH2)3-CH2-NH2
| |
(3)NH2-CH-CO-NH-CH-COOH
在氨基酸脱水缩合形成的蛋白质中有如下规律
(1)氨基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基总数-肽键数
(2)羧基数=肽链数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基总数-肽键数
(3)氮原子数=肽键数+肽链数+R基上氮原子数
(4)氧原子数=肽键数+肽链数×2+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去水分子数
(5)氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数-脱去水分子数×2。
【例3】 下面是某物质的结构式：
(1)在结构式中，方框①表示的是 ，该物质中共有 个①所示的基团。方框③所表示的是 ，该物质中共有 个③所示的基团。
(2)方框②表示的是 ，它是由 而形成的。
(3)该物质是由 个共 种氨基酸缩合而成的，所以叫 。结构式中的
是各氨基酸的R基。
(4)已知构成该分子的氨基酸的分子量之和为477，那么该物质的分子量是 。
(5)假如该物质为食物的一种成分，它在消化道中被消化成氨基酸时，需要消耗 个水分子。
解析 结构式中①为氨基，②为肽键，③为羧基，④⑤⑥⑦为四种氨基酸的R基。该物质中共有氨基2个，羧基2个，肽键3个。计算该物质分子量的方法为477-18×3=423。该物质叫四肽，由于形成四肽时脱去了3分子的水，因而将其消化成氨基酸时需消耗3分子水。
答案 (1)氨基 2 羧基 2
(2)肽键 一个氨基与一个羧基脱去1分子水
(3)4 4 四肽 ④⑤⑥⑦
(4)423 (5)3
注意氨基酸与多肽的关系及相关计算。
肽链数 氨基酸平均相对分子质量 氨基酸数目 肽键数目 脱去水分子数目 多肽相对分子质量 氨基数目 羧基数目
1条肽链 a m m-1 m-1 ma-18
(m-1) 至少1个 至少1个
n条肽链 a m m-n m-n mn-18
(m-n) 至少n个 至少n个
1.关于组成蛋白质的氨基酸概念的叙述，正确的是( )
A.氨基酸是蛋白质的组成单位，由氨基和羧基组成
B.每个氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基
C.一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基脱水缩合形成多肽
D.氨基酸是酸碱两性化合物，分子中至少含有一个氨基和一个羧基，且有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上
答案 D
解析 氨基和羧基只是氨基酸的必要部分，一个完整的氨基酸分子不只含有氨基和羧基，A项错误;因每个氨基酸分子都至少含有一个氨基和一个羧基，所以B项错误;一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基脱水缩合形成的是二肽，C项错误;D项为氨基酸的概念，所以D项正确。
2.下列物质中属于组成蛋白质的氨基酸的是( )
A.CCH3HHOCOOH B.CNH2HCOOHCH3
C.CHHH2NCCOOHCH3H D.CHHH2NCCH3CH2CH3NH2
答案 B
解析 本题考查构成蛋白质的氨基酸结构上的共同点。A项没有氨基;C项没有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上;D项没有羧基。
3.组成蛋白质的氨基酸之间的肽键结构式是( )
A.NH-CO B.-NH-CO-
C.-NH2-COOH- D.NH2-COOH
答案 B
解析 肽键是由-COOH脱去一个-OH和-NH2脱去一个-H形成一分子H2O而成的。
4.现已知构成蛋白质的氨基酸共20种，它们的平均相对分子质量为128，由50个氨基酸形成的某蛋白质的一条多肽链的相对分子质量是( )
A.6 400 B.2 560
C.5 518 D.2 218
答案 C
解析 氨基酸形成蛋白质是一个脱水缩合的过程，通过相邻的氨基酸脱去一分子水，形成肽键而连接起来。因此，在计算一条多肽链的相对分子质量时，仅仅算出氨基酸的总相对分子质量是不够的，还要计算出脱去水的相对分子质量，两值相减才是多肽链的相对分子质量。
即：一条多肽链的相对分子质量=氨基酸的总相对分子质量-脱去水的总相对分子质量，因此本题的计算过程为：128×50-18×49=5 518。
5.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
答案 A
解析 蛋白质分子多样性的原因是：组成蛋白质的氨基酸的种类不同，数目成百上千，排列次序变化多端，肽链的空间结构千差万别。而组成肽键的化学元素都是相同的。
一、氨基酸及其种类
1.结构通式
2.结构上有共同点：至少都有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
3.氨基酸的种类：20种。
二、蛋白质的结构及其多样性
1.氨基酸的结合方式——脱水缩合
2.反应式
3.相关概念：①脱水缩合;②肽键：(—CO—NH—);③二肽;④多肽;⑤肽链。
4.蛋白质的形成
氨基酸→氨基酸→二肽→三肽→多肽→几条肽链盘曲、折叠形成蛋白质
5.蛋白质的结构多样性原因
三、蛋白质的功能
1.结构蛋白;2.催化作用;3.运输载体;4.信息传递，调节作用;5.免疫作用。
因此说蛋白质是生命活动的主要承担者，直接体现生物的性状。
知识点一、氨基酸及其种类
1.如果一个氨基酸分子中有两个羧基，其中的一个羧基连在R基上，那么，另一个羧基的位置应在( )
A.氨基相连
B.与连有氨基的碳原子相连
C.与羧基相连
D.与氢相连
答案 B
解析 每一个能构成蛋白质的氨基酸中都有一个氨基与一个羧基连在同一个碳原子上。
2.下列氨基酸中，不是组成蛋白质的氨基酸的是( )
答案 D
解析 每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基连在同一碳原子上;各种氨基酸的区别在于R基的不同。
知识点二、蛋白质的结构及其多样性
3.已知20种氨基酸的平均分子量是128，现有一蛋白质质量为11 036，由2条多肽链组成，问此蛋白质的氨基酸数量最接近于( )
A.98 B.101
C.99 D.100
答案 D
解析 该蛋白质是由两条肽链构成的，氨基酸缩合形成多肽，同时失去水分子。设此蛋白质有a个氨基酸，氨基酸缩合形成两条肽链时失去的水分子数是：a-2(个)。由此推知，该蛋白质的相对分子质量约是：128×a-(a-2)×18=11 036，可得a=100。
知识点三、蛋白质的功能
4.用氨基酸自动分析仪测定几种多肽化合物和蛋白质的氨基酸数目如下：
化合物
多肽化合物
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
催产素 牛加压素 血管舒缓素 平滑肌舒张素 猪促黑色素细胞激素 人促黑色素细胞激素 牛胰蛋白酶 人胰岛素 免疫球蛋白 人血红蛋白
氨基酸数目 9 9 9 10 13 22 223 51 660 574
(1)表中①②③的氨基酸数目虽相同，但其生理作用彼此不同，这是因为它们的________________________________________________________________________
________________________________________________________________________不同。
(2)表中③与④、⑤与⑥虽功能相似，但各自具有专一性。它们之间的差异主要取决于________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)⑧的生理功能说明蛋白质具有________作用;⑨的生理功能说明蛋白质具有________作用;⑩的生理功能说明蛋白质具有________作用;⑩有4条肽链，574个氨基酸分子脱水缩合过程中生成________分子水。
(4)这些实例说明蛋白质的分子结构具有________，这种特点决定了________________________________________________________________________。
答案 (1)氨基酸的种类、排列顺序和肽链的空间结构
(2)氨基酸的种类、排列顺序和肽链的空间结构
(3)调节 免疫 运输 570
(4)多样性 蛋白质分子具有多种功能
解析 本题①～⑩所述物质均由氨基酸组成，由于组成每种物质的氨基酸的种类、数量、排列顺序以及肽链空间结构的差异，使得即使数目相同的①～③其功能也不一样。相似功能的③与④、⑤与⑥各具专一性，也是由于组成中氨基酸的差别及肽链空间结构的不同。③对于调节血糖浓度有关，与其他功能无关，说明具有专一性，⑨对人体有免疫作用，⑩具有运输氧气功能。574个氨基酸形成4条肽链的⑩，失去的水分子数应为574-4=570(个)。氨基酸结构的共同点都是至少有一个氨基和一个羧基并且它们连在同一个碳原子上。
一、选择题
1.下列哪项不是构成蛋白质的氨基酸( )
答案 B
解析 每种氨基酸分子都至少有一个氨基和一个羧基，并且连接在同一个碳原子上。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示，各种氨基酸的不同就在于R基团不同。在解答这类题目时，就要从这点出发，去分析每个选项的结构式，看它是否符合这一特点。
2.一个由n条多肽链组成的蛋白质分子共有m个氨基酸，该蛋白质分子完全水解共需水分子( )
A.n个 B.m个
C.(m+n)个 D.(m-n)个
答案 D
解析 蛋白质水解时需要的水，正好就是这m个氨基酸形成n条肽链时脱去的水分子数。
3.免疫球蛋白IgG的结构示意图(如下图)，其中-S-S-表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该IgG由m个氨基酸构成，则其含有肽键数是( )
A.m个 B.(m+1)个
C.(m-2)个 D.(m-4)个
答案 D
解析 由图示信息可知，该IgG由4条多肽链组成，共含m个氨基酸，所以该IgG含有的肽键数为m-4。
4.人体的肌肉主要是由蛋白质构成的，但骨骼肌、心肌、平滑肌的功能各不相同，这是因为( )
A.肌细胞的性状不同
B.在人体内的分布位置不同
C.支配其运动的神经不同
D.构成肌细胞的蛋白质分子结构不同
答案 D
解析 生物体的结构和功能是相适应的，结构不同可以导致功能不同，功能也可以反过来作用于结构。骨骼肌、心肌、平滑肌的功能各不相同，原因是构成三种肌肉的蛋白质分子结构不同。
5.某一多肽链中共有肽键151个，则此分子中含有—NH2和—COOH的数目至少为( )
A.152和152 B.151和151
C.1和1 D.2和2
答案 C
解析 肽链是由氨基酸分子脱水缩合而成的，每两个相邻的氨基酸之间会形成一个肽键。因此，在肽链的两端一定是—NH2和—COOH。如果构成多肽的每个氨基酸分子的R基上都不带有—NH2和—COOH，该多肽中所含的—NH2和—COOH最少，即一个氨基和一个羧基。
6.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
答案 C
解析 高温使肽链盘曲、折叠形成的蛋白质的一些化学键破坏或断开，从而使其空间结构遭到破坏，影响其功能。
7.谷胱甘肽(分子式C10H17O6N3S)是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要三肽，它是由谷氨酸(C5H9O4N)、甘氨酸(C2H5O2N)和半胱氨酸缩合而成的，则半胱氨酸可能的分子简式为( )
A.C3H3N B.C3H5ONS
C.C3H7O2NS D.C3H3O2NS
答案 C
8.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( )
①氨基酸 ②C、H、O、N等化学元素 ③氨基酸分子相互结合 ④多肽 ⑤肽链 ⑥形成具有一定空间结构的蛋白质分子
A.①②③④⑤⑥ B.②①④③⑥⑤
C.②①④③⑤⑥ D.②①③④⑤⑥
答案 D
9.血红蛋白分子中含574个氨基酸，4条肽链。在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键数分别是( )
A.574和573 B.573和573
C.570和573 D.570和570
答案 D
解析 根据氨基酸的脱水缩合，若由n个氨基酸缩合成m条肽链，可形成(n—m)个肽键，脱去(n—m)个水分子。
10. 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.供给细胞代谢的主要能源物质
D.根细胞吸收矿质元素的载体
答案 C
解析 供给细胞代谢的主要能源物质是糖类。
二、非选择题
11.某物质的结构通式为 ，请回答下列问题：
(1)此类物质的名称为__________，它是构成__________的基本单位。
(2)生物界中此类物质约有__________种，决定其种类的是通式中的__________。若此物质中含有两个氨基，除了本来的氨基外，还有一个氨基在____________上。
(3)某物质的R基若为—CH2—CO—CH3，此物质的结构简式可表示为____________。
(4)它与另一个同类分子结合时的方式称为__________，形成的化学键叫做__________，可表示为__________。
答案 (1)氨基酸 蛋白质
(2)20 R基 R基
(3)CHNH2CH2—CO—CH3COOH
(4)脱水缩合 肽键 -NH-CO—
12.中科院上海生化所于1982年5月合成了脑啡呔，它具有镇痛作用，但不会像吗啡那样使患者上瘾，是一种良好的镇痛药物，受到广大患者的欢迎。它的结构简式如下，根据此结构分析回答：
(1)该化合物有 个氨基和 个羧基。
(2)该化合物是由________个氨基酸结合而形成的。这样的反应称为________，该化合物准确地说称为________肽化合物。
(3)该化合物的R基从左到右依次是________________________
________________________________________________________________________。
(4)该化合物由几种氨基酸构成?________。造成氨基酸种类不同的原因是________________________________________________________________________。
答案 (1)1 1
(2)5 脱水缩合 五
(3)—CH2OH、—H、—H、
—CH2、CH—CH2CH3CH3
(4)4种 R基的差异
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