高中生物必修1 第二单元第二课时《生命活动的主要承担者——蛋白质》导学案

第2课时　生命活动的主要承担者
——蛋白质
学习目标
1.说出蛋白质的组成元素及基本组成单位。
2.说明氨基酸的种类及结构特点。
3.简述氨基酸脱水缩合形成蛋白质的具体过程。
4.概述蛋白质的结构和功能。
预习检测
　　一、相关概念
1.氨基酸:蛋白质的基本组成单位,约有①　　种。
2.脱水缩合:一个氨基酸分子的氨基(②　　)与另一个氨基酸分子的羧基(③　)相连接,同时失去一分子水。
3.肽键:肽链中连接两个氨基酸分子的化学键(④　　)。
4.二肽:由⑤　　氨基酸分子缩合而成的化合物,只含有一个肽键。
5.多肽:由⑥　的氨基酸分子缩合而成的链状结构。
6.肽链:多肽通常呈⑦　　,叫肽链。
二、氨基酸分子通式
⑧　　。
三、氨基酸结构的特点
每种氨基酸分子⑨　含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在⑩　　上。
四、蛋白质多样性的原因
组成蛋白质的氨基酸　　、　　、　　不同,多肽链　　千变万化。
五、蛋白质的主要功能
构成　　的重要物质,如肌动蛋白;　　,如酶;　　,如胰岛素、生长激素;　　,如抗体;　　,如红细胞中的血红蛋白。一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要　　。
六、选择题
1.(2015届厦门二中高一期中)区别组成生物体蛋白质的20种氨基酸的依据是(　　)。
A.氨基酸数目不同　　　　　　　　　　　B.R基不同
C.羧基不同
D.碳原子数目不同
2.两个氨基酸缩合成二肽并生成水,这个水分子中的氧原子来自氨基酸的(　　)。
A.氨基　
　　　　　B.羧基　　　　　
　C.R基　　　　　
　D.氨基和羧基
3.下列与蛋白质的结构多样性无关的是(　　)。
A.氨基酸的种类和数目
B.氨基酸的排列顺序
C.氨基酸的连接方式
D.肽链的空间结构
4.(2015届厦门二中高一期中)下列关于蛋白质功能的举例合理的是(　　)。
A.催化——抗体
B.运输——唾液淀粉酶
C.调节——胰岛素
D.免疫——血红蛋白
5.(2015届安徽安庆高一期中)形成蛋白质分子的结构层次,由小到大分别为(　　)。
①氨基酸分子　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多肽链　⑥具有特定空间结构的蛋白质
A.②—①—③—④—⑥—⑤
B.①—②—③—④—⑤—⑥
C.②—①—⑥—③—④—⑤
D.②—①—③—⑤—④—⑥
重难点探究
知识点一:蛋白质的构成及其结构和功能的多样性
1.组成蛋白质的氨基酸有多少种 其结构有何特点 氨基酸种类不同的原因是什么
2.请细化从元素到蛋白质分子的各级构成(用字母、文字和箭头的形式表示)。
3.写出两个氨基酸之间脱水缩合形成二肽的反应式(用虚线框表示出肽键)。
4.蛋白质结构的多样性体现在哪些方面 举例说明蛋白质的功能。
例1　请据下图所示的化合物结构简式,回答问题:
(1)该化合物属于　　　　,由　　　　种氨基酸构成,形成这种化合物的不同氨基酸的R基编号是　　　　。
(2)该化合物是由　　　　个氨基酸失去　　　　分子的水形成的,这种反应叫作　　　　　　。
(3)该化合物中有　　　　个肽键,编号是　　　　　　。
(4)人的胰岛素的化学本质是蛋白质,它在人体中起　　　　　　　　作用。
知识点二:与蛋白质结构相关的计算
1.一条m肽的形成,需要多少个氨基酸 多肽形成过程中脱去的水分子数目、形成的肽键数、多肽的相对分子质量以及多肽中至少含有的氨基(—NH2)和羧基(—COOH)的数目分别是多少 请列表说明。(假设氨基酸平均相对分子质量为
a)
2.由m个氨基酸形成的具2条链的多肽中,至少含有的氨基数目及羧基数目分别是多少 m个氨基酸形成n条链的情况呢
3.设有A、B、C三种氨基酸,试从以下两方面列表说明所能形成的二肽、三肽及一条多肽链的种类数:①每种氨基酸数目不限;②每种氨基酸只有一个。
例2　某肽链由51个氨基酸组成,如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽,则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数依次是(　　)。
A.9、42　　
B.2、42　　
C.2、51　　
D.9、51
当堂检测
1.(2015届厦门二中高一期中)组成蛋白质的氨基酸分子结构通式是(　　)。
A.　　　　
B.
C.
D.
2.下列物质有的是构成生物体蛋白质的氨基酸,有的不是。其中构成生物体蛋白质的氨基酸各1分子通过缩合形成的化合物名称、含有氨基数、羧基数、水解所需水分子数依次是(　　)。
①　②
③
④　⑤
A.一肽、2、2、1
B.四肽、3、2、4
C.三肽、2、2、2
D.二肽、2、2、2
3.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(　　)。
A.5、9、4、1
B.4、8、5、1
C.5、8、4、1
D.4、9、4、1
4.若组成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量是130,那么一个由1条肽链共280个氨基酸所组成的蛋白质在形成过程中共产生的水分子数是(　　)。
A.279　　　
B.280　　　
C.5022　　　
D.36270
5.下列为某一多肽化合物的分子结构式,请完成下列有关问题。
(1)上述结构中,代表氨基的结构式为　　　　　　,代表肽键的结构式为　　　　　　。
(2)上述化合物是由　　　　　　种氨基酸组成的。
(3)该化合物是由3个氨基酸失去2分子水形成的,失去的水分子中的氢原子来自一个氨基酸分子中的　　　　和另一个氨基酸分子中的　　　　　　。该多肽化合物能与双缩脲试剂发生　　　　　　反应。此过程需要进行加热处理吗 　　　　。
参考答案
知识体系梳理
①20　②—NH2　③—COOH　④—NH—CO—　⑤两个　⑥三个或三个以上　⑦链状结构　⑧　⑨至少　⑩同一个碳原子　数目　种类　排列顺序　空间结构　细胞和生物体　催化作用　调节作用　免疫作用　运输作用　承担者
预习效果检测
1.B　【解析】各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。
2.B　【解析】两个氨基酸缩合成二肽并生成水,水分子中的氢分别来自氨基和羧基,而氧原子来自氨基酸的羧基。
3.C　【解析】氨基酸的种类、数目和排列顺序及肽链的空间结构不同,是细胞中蛋白质种类繁多的原因,与氨基酸的连接方式——脱水缩合无关。
4.C　【解析】酶具有催化作用,抗体具有免疫功能,激素起调节作用,血红蛋白有运输氧气的作用。
5.D　【解析】蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N等,由基本元素组成蛋白质的基本组成单位氨基酸,氨基酸分子通过脱水缩合反应形成多肽链,多肽链经过盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质,因此蛋白质分子由简到繁的结构层次是:C、H、O、N等元素→氨基酸→氨基酸分子脱水缩合→多肽→一定空间结构的蛋白质分子。
重点难点探究
知识点一:蛋白质的构成及其结构和功能的多样性
1.氨基酸约有20种。构成蛋白质的氨基酸至少都有一个—NH2和一个—COOH,且有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上。此点为判断某化合物是不是构成蛋白质的氨基酸的依据。氨基酸种类因R基的不同而不同。
2.C、H、O、N(P、S)→氨基酸→多肽→蛋白质。
3.
4.蛋白质结构的多样性体现在以下四个方面:组成蛋白质分子的氨基酸的种类不同、数目不同、排列顺序变化多端以及肽链的空间结构千差万别。蛋白质的种类不同,功能也不尽相同,功能有:构成细胞和生物体的重要物质——结构蛋白(如肌肉、头发),催化作用(如酶)、调节作用(如胰岛素)、运输作用(如血红蛋白)、免疫作用(如抗体)等。
例1　(1)三肽　3　b、d、g　(2)3　2　脱水缩合　(3)2
c、e　(4)调节
【解析】脱水缩合形成的肽键就是水解断裂的化学键。
知识点二:与蛋白质结构相关的计算
1.
肽链数
氨基酸数目
肽键数目
脱去水分子数目
多肽相对分子质量
至少含有的氨基数目
至少含有的羧基数目
1条
m
m-1
m-1
ma-18(m-1)
1个
1个
2.2个和2个。n个和n个。
3.
每种氨基酸数目不限
每种氨基酸只有一个
二肽
32=9种
3×2=6种
三肽
33=27种
3×2×1=6种
n肽(n>4)
3n种
-
例2　A
【解析】每条肽链至少含有一个氨基,故氨基总数的最小值=肽链的条数=1+2+3+3=9;肽键总数=1+2×(5-1)+3×(6-1)+3×(7-1)=42。
当堂知能检测
1.D
2.C　【解析】根据氨基酸的结构通式可知,只有①③⑤属于氨基酸,并且有4个氨基和4个羧基,而在脱水缩合形成三肽过程中要消耗2个氨基和2个羧基,因此通过缩合形成的化合物叫三肽,含2个肽键,含有氨基数、羧基数、水解所需水分子数依次是2、2、2。
3.A　【解析】本题考查氨基酸的结构通式:,因为一个氨基酸分子中只有R基结构不固定,所以结合通式,联系给出的R基即可得出答案。
4.A　【解析】此蛋白质由1条肽链组成,则其合成过程中失水的个数为(280-1),此计算与氨基酸的平均相对分子质量无关。
全新视角拓展
5.(1)—NH2　—CO—NH—　(2)2　(3)羧基(或—COOH)　氨基(或—NH2)　紫色　不需要
【解析】(1)考查氨基酸的结构通式。(2)氨基酸的种类是由R基决定的,根据R基的结构可以数出有2种氨基酸。(3)氨基酸通过脱水缩合形成的水分子中的氢来自一个氨基酸中的—COOH和另一个氨基酸中的—NH2;多肽分子中有肽键,能与双缩脲试剂发生紫色反应,此过程不需要加热。