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2018-2019生物新课堂同步(课件+讲义+习题)中图必修1全国通用版第2单元 第1章 第1节 蛋白质的结构与功能

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              第一章 细胞中的蛋白质
          第一节 蛋白质的结构与功能


    1.理解氨基酸的基本结构及构成肽链的过程。(重点)
    2.解释蛋白质分子结构多样性和功能多样性的原因。(重点)
    3.氨基酸形成蛋白质过程中的相关计算。(难点)


                                   蛋  白  质  的  基  本  单  位


    1.蛋白质的含量
    蛋白质是细胞内含量最多的有机物,占细胞干重的                      50%以上,是细胞的重
要组成成分。

    2.蛋白质的基本单位——氨基酸
  结              结构通式                           结构特点
  构
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                                     ①每种氨基酸分子中至少含有一

                                     个羧基(—COOH)和一个氨基。
                                     ②都有一个氨基和羧基连接在同
                                     一个碳原子上。

                                     ③各种氨基酸的区别在于            R 基的
                                     不同


  化
  学
       主要化学元素:C、H、O、N
  组
  成
  种
       组成动植物蛋白质的氨基酸约             20 种
  类


    [合作探讨]
    探讨1:若组成蛋白质的氨基酸中不止一个氨基或羧基,多出的氨基或羧基
可能在什么位置?
    提示:在    R 基上。

    探讨2:试判断下列有机酸中,哪些是组成生物体内蛋白质的氨基酸?并说
出判断理由。


    ①
    判断:________;理由:
___________________________________________。
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     ②
     判断:________;理由:
 ___________________________________________。
     提示:①是 具有一个氨基和一个羧基,且连接在同一个碳原子上 ②否 
虽然具有氨基和羧基,但没有连接在同一个碳原子上

     探讨3:判断构成蛋白质的氨基酸的依据有哪些?
     提示:构成蛋白质的氨基酸必须具备两个条件;
     ①至少含有一个氨基和一个羧基;
     ②都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。

     探讨4:谷氨酸的       R 基为-C3H5O2,在一个谷氨酸中,碳和氧的原子数分
 别是多少?
     提示:碳和氧的原子数分别是             5 和 4。

     [思维升华]
     1.氨基酸的组成元素
     基本组成元素是       C、H、O、N,有的含有          S 等元素。
     2.氨基酸的结构通式


     3.氨基酸的分类
     组成蛋白质的氨基酸根据能否在人体内合成,分为必需氨基酸和非必需氨
 基酸。

     (1)必需氨基酸:人体细胞中不能合成,必须从食物中获取,共                         8 种。
     (2)非必需氨基酸:既可以从食物中获得,又可以在人体内由其他化合物转
 化而来,共     12 种。


     1.已知一种氨基酸的         R 基是—CH2—OH,在这种氨基酸分子中,含有
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C、H、O   的原子数分别是(  )
    A.3、4、7                       B.3、7、3
    C.7、1、4                       D.4、3、7

    【解析】 每个氨基酸分子至少要有一个—NH2,一个—COOH,和一个
—H,连在同一个碳原子上。故含有               C、H、O    的原子数是      3、7、3,故选     B。

    【答案】 B
    2.下列分子中,与构成生物体的蛋白质的氨基酸分子式不相符的是(  )
                                                 【导学号:60150067】


    【解析】 构成生物体的蛋白质的氨基酸的结构式中至少含有一氨基、一

羧基且连在同一碳原子上,由此判断                B 项不符合要求。

    【答案】 B

                                 蛋  白  质  的  结  构  与  功  能


    1.蛋白质的结构
    (1)蛋白质的结构层次
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(2)脱水缩合的过程     


(3)蛋白质多样性的原因
            氨基酸的种类不同
①氨基      每种氨基酸的数目成百上千
酸方面{不同种类氨基酸的排列次序变化多端)
②肽链方面:肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。

2.蛋白质的功能(连线)
①催化功能                         a 抗体
②运输功能                         b 血红蛋白
③调节功能                         c 胰岛素
④免疫功能                         d 唾液淀粉酶
⑤运动功能                         e 激素与受体的识别
⑥信息传递功能                       f 肌动蛋白
【提示】 ①—d ②—b ③—c ④—a ⑤—f ⑥—e


[合作探讨]
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    下面为氨基酸缩合反应示意图,请据图分析回答:


    探讨1:氨基酸脱水缩合过程中参与“脱水”的结构是哪部分?
    提示:相邻氨基酸中一个氨基酸的—COOH(羧基)提供的“—OH”与另一

个氨基酸的—NH2(氨基)提供的“—H”结合产生水。
    探讨2:试在上图多肽中用虚线框标出所含肽键。形成                       1 个肽键同时脱掉

1 分子  H2O,H2O  中的   H 和 O 来源相同吗?为什么?


    提示:
    不完全相同。H      来源于氨基和羧基,O          只来源于羧基。

    探讨3:该多肽中至少含有几个氨基和几个羧基?它们分布于肽链的什么位
置?
    提示:至少含有一个氨基和一个羧基。分别分布于肽链的两端。

    探讨4:当参与上述过程的氨基酸数               n 为 2 或 3 时,脱去水分子数和肽键数
分别为多少?
    提示:氨基酸数为        2 时,脱去水分子数和肽键数分别为               1、1。氨基酸数为

3 时,脱去水分子和肽键数分别为              2、2。

    探讨5:朊病毒蛋白(PrP)有两种:一种是              PrPc,一种是    PrPsc。PrPsc 是由
PrPc 转变形成的,它们的比较如下表所示:
                朊病毒

                  蛋白           PrPc                PrPsc
      项目
          空间结构               螺旋为主                折叠为主
           溶解度                  高                   低
           致病性                不致病                  致病
    上述两种蛋白质表现出不同性质的直接原因是什么?
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     提示:蛋白质的空间结构不同。

     [思维升华]
     1.氨基酸形成蛋白质的相关数量计算规律
     假设氨基酸的平均相对分子质量为               a,由   n 个氨基酸分别形成        1 条肽链或
 m 条肽链:
       形成肽链数       形成肽键数       脱去水分子数        氨基数目      羧基数目

           1          n-1          n-1       至少  1 个   至少   1 个
           m          n-m         n-m        至少  m 个   至少  m 个
     2.蛋白质中氨基和羧基的数量计算方法
     (1)当 R 基中不存在氨基和羧基时,每一条肽链中含有一个氨基和一个羧基。

     (2)当 R 基中存在氨基和羧基时,由于             R 基不参与脱水缩合,所以每一条肽
链中含有的氨基数或羧基数就是               1+R  基中的氨基数或羧基数。
     3.蛋白质结构多样性与功能多样性的关系
                        ①氨基酸的种类不同
                        ②氨基酸的数目不同
                      ③氨基酸的排列顺序不同
     结构多样性     原因   {④肽链的数目和空间结构不同)
               ――→
     决定↓
                      结构蛋白:构成细胞和生物体
     功能多样性     表现   {功能蛋白:催化、运输、免疫、调节)
               ――→

     1.形成蛋白质结构的层次从小到大依次是(  )
                                                  【导学号:60150068】

     ①氨基酸 ②C、H、O、N           等元素 ③氨基酸脱水缩合 ④一条或几条多
 肽链连接在一起 ⑤多肽 ⑥蛋白质

     A.②→①→③→④→⑤→⑥
     B.②→①→③→⑤→④→⑥
     C.②→①→⑥→⑤→③→④
     D.①→②→③→④→⑤→⑥
     【解析】 蛋白质的基本组成单位为氨基酸,而氨基酸是由                          C、H、O、

 N 等元素等组成的。多个氨基酸经过脱水缩合形成多肽链,蛋白质由一条或几
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 条多肽链经盘曲折叠而形成。

     【答案】 B
     2.免疫球蛋白      IgG 的结构如图所示,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,则该          IgG 含有的肽键数是(  )


     A.m  个                        B.(m+1)个
     C.(m+2)个                      D.(m-4)个
     【解析】 由图可以看出免疫球蛋白                IgG 共有  4 条多肽链,又知其由         m 个

 氨基酸构成,所以含有的肽键数=氨基酸数-肽链条数=(m-4)个。

     【答案】 D


     1.关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述,错误的是(  ) 
                                                  【导学号: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体细胞中合成
     C.氨基酸分子之间通过缩合形成肽键
     D.不同氨基酸之间的差异是由             R 基引起的
     【解析】 甘氨酸是分子量最小的氨基酸,A                   错误;氨基酸分为必需氨基

酸和非必需氨基酸,必需氨基酸只能从食物中获取,人体内不能合成,B                                正确;

氨基酸分子通过缩合形成肽键,C               正确;    R 基的不同决定了氨基酸之间的差异,
D 正确。

     【答案】 A
     2.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
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    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

化后形成的氨基酸,在不同生物体内合成的蛋白质结构不同。

    【答案】 C
    3.蛋白质是细胞内最重要的生命物质之一,具有多样性和特异性,其结构
与功能是相适应的。下列蛋白质类物质与其功能对应不正确的是(  )
                                                 【导学号:60150070】

    A.胰岛素与调节
    B.抗体与免疫
    C.淀粉酶与运输
    D.血红蛋白与运输
    【解析】 生物体内蛋白质功能很多。例如,起调节作用的激素,如胰岛

素;起免疫作用的抗体;起催化作用的酶,如淀粉酶;起运输作用的血红蛋白
等。

    【答案】 C
    4.根据下图所示化合物的结构分析回答:


    (1)该化合物中,①表示________,⑦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________。
    (5)该化合物含有________个游离的氨基和________个游离的羧基。
    【解析】 图中①是氨基;⑦是羧基;③、⑤、⑥表示肽键;②、④、
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 ⑨、⑧是     R 基。该化合物为四肽,是由            4 个氨基酸脱去      3 个水分子形成的。氨
基酸种类不同,是由          R 基决定的,而该化合物含有游离的氨基(羧基)数等于肽
链数与    R 基中氨基(羧基)数之和。

     【答案】 (1)氨基 羧基 (2)4 3 缩合
     (3)R 基 ②④⑧⑨ (4)四肽 3 ③⑤⑥ (5)2 2
     课堂小结:
                 网络构建                             核心回扣

                                         1.氨基酸是组成蛋白质的基本
                                         单位。

                                         2.每种氨基酸分子至少含有一
                                         个氨基和一个羧基,且都有一
                                         个氨基和一个羧基连在同一个
                                         碳原子上。

                                         3.蛋白质多样性的原因是:组
                                         成蛋白质的氨基酸的种类、数
                                         目、排列顺序不同,及肽链形
                                         成的空间结构不同。

                                         4.蛋白质是组成细胞和生物体
                                         的重要物质,具有催化、运输、
                                         调节和免疫等功能。
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