PAGEPAGE8第一節(jié)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能1．理解氨基酸的基本結(jié)構(gòu)及構(gòu)成肽鏈的過程。(重點)2．說明蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性和功能多樣性的緣由。(重點)3．氨基酸形成蛋白質(zhì)過程中的相關(guān)計算。(難點)蛋白質(zhì)的基本單位1．蛋白質(zhì)的含量蛋白質(zhì)是細胞內(nèi)含量最多的有機物，占細胞干重的50%以上，是細胞的重要組成成分。2．蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)通式結(jié)構(gòu)特點①每種氨基酸分子中至少含有一個羧基(—COOH)和一個氨基。②都有一個氨基和羧基連接在同一個碳原子上。③各種氨基酸的區(qū)分在于R基的不同化學(xué)組成主要化學(xué)元素：C、H、O、N種類組成動植物蛋白質(zhì)的氨基酸約20種eq\a\vs4\al([合作探討])探討eq\a\vs4\al(1)：若組成蛋白質(zhì)的氨基酸中不止一個氨基或羧基，多出的氨基或羧基可能在什么位置？提示：在R基上。探討eq\a\vs4\al(2)：試推斷下列有機酸中，哪些是組成生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的氨基酸？并說出推斷理由。①推斷：________；理由：___________________________________________。②推斷：________；理由：___________________________________________。提示：①是具有一個氨基和一個羧基，且連接在同一個碳原子上②否雖然具有氨基和羧基，但沒有連接在同一個碳原子上探討eq\a\vs4\al(3)：推斷構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的依據(jù)有哪些？提示：構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸必需具備兩個條件；①至少含有一個氨基和一個羧基；②都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。探討eq\a\vs4\al(4)：谷氨酸的R基為－C3H5O2，在一個谷氨酸中，碳和氧的原子數(shù)分別是多少？提示：碳和氧的原子數(shù)分別是5和4。eq\a\vs4\al([思維升華])1．氨基酸的組成元素基本組成元素是C、H、O、N，有的含有S等元素。2．氨基酸的結(jié)構(gòu)通式3．氨基酸的分類組成蛋白質(zhì)的氨基酸依據(jù)能否在人體內(nèi)合成，分為必需氨基酸和非必需氨基酸。(1)必需氨基酸：人體細胞中不能合成，必需從食物中獲得，共8種。(2)非必需氨基酸：既可以從食物中獲得，又可以在人體內(nèi)由其他化合物轉(zhuǎn)化而來，共12種。1．已知一種氨基酸的R基是—CH2—OH，在這種氨基酸分子中，含有C、H、O的原子數(shù)分別是()A．3、4、7 B．3、7、3C．7、1、4 D．4、3、7【解析】每個氨基酸分子至少要有一個—NH2，一個—COOH，和一個—H，連在同一個碳原子上。故含有C、H、O的原子數(shù)是3、7、3，故選B。【答案】B2．下列分子中，與構(gòu)成生物體的蛋白質(zhì)的氨基酸分子式不相符的是()【導(dǎo)學(xué)號：60150067】【解析】構(gòu)成生物體的蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)式中至少含有一氨基、一羧基且連在同一碳原子上，由此推斷B項不符合要求。【答案】B蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能1．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)(1)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次(2)脫水縮合的過程(3)蛋白質(zhì)多樣性的緣由eq\a\vs4\al(①氨基,酸方面)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(氨基酸的種類不同,每種氨基酸的數(shù)目成百上千,不同種類氨基酸的排列次序改變多端))②肽鏈方面：肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別。2．蛋白質(zhì)的功能(連線)①催化功能 a抗體②運輸功能 b血紅蛋白③調(diào)整功能 c胰島素④免疫功能 d唾液淀粉酶⑤運動功能 e激素與受體的識別⑥信息傳遞功能 f肌動蛋白【提示】①—d②—b③—c④—a⑤—f⑥—eeq\a\vs4\al([合作探討])下面為氨基酸縮合反應(yīng)示意圖，請據(jù)圖分析回答：探討eq\a\vs4\al(1)：氨基酸脫水縮合過程中參加“脫水”的結(jié)構(gòu)是哪部分？提示：相鄰氨基酸中一個氨基酸的—COOH(羧基)供應(yīng)的“—OH”與另一個氨基酸的—NH2(氨基)供應(yīng)的“—H”結(jié)合產(chǎn)生水。探討eq\a\vs4\al(2)：試在上圖多肽中用虛線框標出所含肽鍵。形成1個肽鍵同時脫掉1分子H2O，H2O中的H和O來源相同嗎？為什么？提示：不完全相同。H來源于氨基和羧基，O只來源于羧基。探討eq\a\vs4\al(3)：該多肽中至少含有幾個氨基和幾個羧基？它們分布于肽鏈的什么位置？提示：至少含有一個氨基和一個羧基。分別分布于肽鏈的兩端。探討eq\a\vs4\al(4)：當參加上述過程的氨基酸數(shù)n為2或3時，脫去水分子數(shù)和肽鍵數(shù)分別為多少？提示：氨基酸數(shù)為2時，脫去水分子數(shù)和肽鍵數(shù)分別為1、1。氨基酸數(shù)為3時，脫去水分子和肽鍵數(shù)分別為2、2。探討eq\a\vs4\al(5)：朊病毒蛋白(PrP)有兩種：一種是PrPc，一種是PrPsc。PrPsc是由PrPc轉(zhuǎn)變形成的，它們的比較如下表所示：朊病毒蛋白項目PrPcPrPsc空間結(jié)構(gòu)螺旋為主折疊為主溶解度高低致病性不致病致病上述兩種蛋白質(zhì)表現(xiàn)出不同性質(zhì)的干脆緣由是什么？提示：蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同。eq\a\vs4\al([思維升華])1．氨基酸形成蛋白質(zhì)的相關(guān)數(shù)量計算規(guī)律假設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，由n個氨基酸分別形成1條肽鏈或m條肽鏈：形成肽鏈數(shù)形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)氨基數(shù)目羧基數(shù)目1n－1n－1至少1個至少1個mn－mn－m至少m個至少m個2.蛋白質(zhì)中氨基和羧基的數(shù)量計算方法(1)當R基中不存在氨基和羧基時，每一條肽鏈中含有一個氨基和一個羧基。(2)當R基中存在氨基和羧基時，由于R基不參加脫水縮合，所以每一條肽鏈中含有的氨基數(shù)或羧基數(shù)就是1＋R基中的氨基數(shù)或羧基數(shù)。3．蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性與功能多樣性的關(guān)系結(jié)構(gòu)多樣性eq\o(→,\s\up12(緣由))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①氨基酸的種類不同,②氨基酸的數(shù)目不同,③氨基酸的排列依次不同,④肽鏈的數(shù)目和空間結(jié)構(gòu)不同))確定↓功能多樣性eq\o(→,\s\up12(表現(xiàn)))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(結(jié)構(gòu)蛋白：構(gòu)成細胞和生物體,功能蛋白：催化、運輸、免疫、調(diào)整))1．形成蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次從小到大依次是()【導(dǎo)學(xué)號：60150068】①氨基酸②C、H、O、N等元素③氨基酸脫水縮合④一條或幾條多肽鏈連接在一起⑤多肽⑥蛋白質(zhì)A．②→①→③→④→⑤→⑥B．②→①→③→⑤→④→⑥C．②→①→⑥→⑤→③→④D．①→②→③→④→⑤→⑥【解析】蛋白質(zhì)的基本組成單位為氨基酸，而氨基酸是由C、H、O、N等元素等組成的。多個氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成多肽鏈，蛋白質(zhì)由一條或幾條多肽鏈經(jīng)盤曲折疊而形成。【答案】B2．免疫球蛋白IgG的結(jié)構(gòu)如圖所示，其中—S—S—表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵。若該IgG由m個氨基酸構(gòu)成，則該IgG含有的肽鍵數(shù)是()A．m個 B．(m＋1)個C．(m＋2)個 D．(m－4)個【解析】由圖可以看出免疫球蛋白IgG共有4條多肽鏈，又知其由m個氨基酸構(gòu)成，所以含有的肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈條數(shù)＝(m－4)個。【答案】D1．關(guān)于生物體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的氨基酸的敘述，錯誤的是()【導(dǎo)學(xué)號：60150069】A．分子量最大的氨基酸是甘氨酸B．有些氨基酸不能在人體細胞中合成C．氨基酸分子之間通過縮合形成肽鍵D．不同氨基酸之間的差異是由R基引起的【解析】甘氨酸是分子量最小的氨基酸，A錯誤；氨基酸分為必需氨基酸和非必需氨基酸，必需氨基酸只能從食物中獲得，人體內(nèi)不能合成，B正確；氨基酸分子通過縮合形成肽鍵，C正確；R基的不同確定了氨基酸之間的差異，D正確。【答案】A2．在同一草場，牛和羊吃同樣的草料，但牛肉和羊肉的味道卻不同，這是因為()A．同種植物對不同生物的影響不同B．牛和羊的消化實力不同C．牛和羊的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)存在差異D．牛和羊的親緣關(guān)系比較遠【解析】不同生物體由于遺傳物質(zhì)的差異，合成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)就有所差異。牛肉和羊肉的主要成分為蛋白質(zhì)，雖然食物來源基本相同，但蛋白質(zhì)經(jīng)消化后形成的氨基酸，在不同生物體內(nèi)合成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不同。【答案】C3．蛋白質(zhì)是細胞內(nèi)最重要的生命物質(zhì)之一，具有多樣性和特異性，其結(jié)構(gòu)與功能是相適應(yīng)的。下列蛋白質(zhì)類物質(zhì)與其功能對應(yīng)不正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：60150070】A．胰島素與調(diào)整B．抗體與免疫C．淀粉酶與運輸D．血紅蛋白與運輸【解析】生物體內(nèi)蛋白質(zhì)功能許多。例如，起調(diào)整作用的激素，如胰島素；起免疫作用的抗體；起催化作用的酶，如淀粉酶；起運輸作用的血紅蛋白等。【答案】C4．依據(jù)下圖所示化合物的結(jié)構(gòu)分析回答：(1)該化合物中，①表示________，⑦表示________。(2)該化合物由________個氨基酸失去________個水分子而形成，這種反應(yīng)叫做________。(3)該化合物中的氨基酸種類不同，是由________確定的，其編號是________。(4)該化合物稱為________，含________個肽鍵，編號是________。(5)該化合物含有________個游離的氨基和________個游離的羧基。【解析】圖中①是氨基；⑦是羧基；③、⑤、⑥表示肽鍵；②、④、⑨、⑧是R基。該化合物為四肽，是由4個氨基酸脫去3個水分子形成的。氨基酸種類不同，是由R基確定的，而該化合物含有游離的氨基(羧基)數(shù)等于肽鏈數(shù)與R基中氨基(羧基)數(shù)之和。【答案】(1)