I22生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)新授

1、第二章 組成細(xì)胞的分子第2節(jié) 生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)內(nèi)容目標(biāo)知識(shí)與技能1.說明氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及氨基酸的種類和氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。2.概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。3.理解蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。4. 關(guān)注蛋白質(zhì)研究的新進(jìn)展。過程與方法1.嘗試建立氨基酸結(jié)構(gòu)通式的球棍模型(模仿水平)。 2. 使用球棍模型演示脫水縮合過程，肽鏈形成具有空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)(獨(dú)立操作水平)。3. 能夠利用多媒體搜集相關(guān)信息，學(xué)會(huì)鑒別、選擇、運(yùn)用和分享信息情感態(tài)度價(jià)值觀1.認(rèn)同蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者2.關(guān)注蛋白質(zhì)研究的新進(jìn)展3.討論蛋白質(zhì)的重要作用教學(xué)重點(diǎn)1.氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及氨基酸形成蛋

2、白質(zhì)的過程。2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能教學(xué)難點(diǎn)1.氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性的原因預(yù)習(xí)探究【縱覽教材】【預(yù)習(xí)過程】組成細(xì)胞的有機(jī)化合物中含量最多的是什么？ 食物中的蛋白質(zhì)能否被人體直接吸收呢?一、氨基酸及其種類1氨基酸的結(jié)構(gòu)比較教材P20“思考與討論”中的四種氨基酸，找出結(jié)構(gòu)中共有的部分和不同的部分；結(jié)合閱讀P21第一段，完成：(1) 組成氨基酸的基本元素是什么？(2)氨基酸結(jié)構(gòu)通式： （3）結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (i)每種氨基酸分子至少都含有一個(gè) (一NH2)和一個(gè) (一C0OH)。(ii)都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在 上。(iii)各種氨基酸之間的區(qū)別在于 的不同。【提示】1.熟記氨基

3、、羧基的各種會(huì)惡狗形式2.從化學(xué)角度看，有些化合物既含氨基又含羧基，但不是連在同一個(gè)碳上，也叫氨基酸，但不是組成生物體的的氨基酸。而我們將組成生物體的氨基酸（有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳上的）稱之為-氨基酸【思考】玉米中含有豐富的谷氨酸，谷氨酸的分子中合有兩個(gè)羧基(一C00H)，請(qǐng)描述它們?cè)诜肿咏Y(jié)構(gòu)中的位置。2種類 (1)氨基酸是構(gòu)成生物體 的基本單位，根據(jù)的不同，約分為 種。(2)根據(jù)能否在人體內(nèi)合成，分為：(i) (8種)：人體細(xì)胞不能合成，必須從外界環(huán)境中直接獲取的氨基酸(嬰兒9種)。 (ii) (12種)：人體細(xì)胞能夠合成的氨基酸。【思考】同樣都是組成生物體的氨基酸，酪氨酸幾乎不

4、溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異的產(chǎn)生取決于 二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性結(jié)合教材P21圖2-4，閱讀倒數(shù)第一、二段1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次 氨基酸（食物中吸收或人體自身合成） 一條肽鏈盤曲折疊形成蛋白質(zhì)幾條肽鏈盤曲折疊形成蛋白質(zhì)2.氨基酸的結(jié)合方式：脫水縮合：一個(gè)氨基酸分子的 與另一個(gè)氨基酸分子的 相連接形成 ，同時(shí)脫去一分子水，肽鍵可表示為 。 二肽： 多肽： 多肽主要程鏈狀最終經(jīng)過多級(jí)盤曲折疊形成特定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)【思考】1.脫去的水分子中，H既來自 ，O來自 。 2.你對(duì)蛋白質(zhì)變性、水解等性質(zhì)了解多少？3. 下圖是幾肽？你如何判斷的？4.分析（1）2個(gè)氨基酸脫水縮合成一條肽鏈的化合物，這

5、個(gè)化合物的名稱為_ ，含有_個(gè)肽鍵，失去_個(gè)水分子。（2）3個(gè)氨基酸脫水縮合成一條肽鏈的化合物，這個(gè)化合物的名稱為_，含有_個(gè)肽鍵，失去_個(gè)水分子。（3）n個(gè)氨基酸經(jīng)脫水縮合形成一條多肽鏈時(shí)，需脫去_個(gè)水，形成_個(gè)肽鍵。（4）n個(gè)氨基酸經(jīng)脫水縮合形成2條多肽鏈時(shí)，需脫去_個(gè)水，形成_個(gè)肽鍵。（5）n個(gè)氨基酸經(jīng)脫水縮合形成m條多肽鏈時(shí)，需脫去_個(gè)水，形成_個(gè)肽鍵。（6）三肽，至少含 個(gè)氨基 羧基；至少含 個(gè)O原子 個(gè)N原子。（7）n肽，至少含 個(gè)氨基 羧基；至少含 個(gè)O原子 個(gè)N原子。（8）3條n肽，至少含 個(gè)氨基 羧基；至少含 個(gè)O原子 個(gè)N原子。3.蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)多樣性（1）氨基酸的 不同

6、，構(gòu)成的肽鏈不同（2）氨基酸的數(shù)目不同，構(gòu)成的肽鏈不同（3）氨基酸的 不同，構(gòu)成的肽鏈不同 （4）肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同，構(gòu)成的蛋白質(zhì)不同提示：以上四點(diǎn)只要具備其中一點(diǎn)，就說明兩種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不同【思考】三肽A-B-C和C-B-A一樣嗎？三、蛋白質(zhì)的功能結(jié)合P23圖2-7 (1)結(jié)構(gòu)多樣性 決定 功能多樣性（2）功能結(jié)構(gòu)蛋白： 構(gòu)成細(xì)胞和生物體，如肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白等。 如受體蛋白等功能蛋白 催化作用 如酶 功能 如血紅蛋白 如抗體（3）一切生命活動(dòng)都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要 ?！舅伎肌客ㄟ^本節(jié)知識(shí)的預(yù)習(xí)，你怎么理解proteus（蛋白質(zhì)）意思是拉丁文“首要的物質(zhì)” ？學(xué)習(xí)過程【考綱知識(shí)

7、梳理】一、氨基酸及其種類氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位。在生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種（我們平時(shí)食物中的蛋白質(zhì)只能消化分解成小分子氨基酸才能被吸收利用）1結(jié)構(gòu)通式2結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (1)每種氨基酸都至少含有一個(gè)一NH2和一個(gè)一CO0H，R基中也可能存在一NH2或-COOH。(2)連接位點(diǎn)：構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸都有一個(gè) -NH2和一個(gè)-COOH連在同一個(gè)碳原子上。（此特點(diǎn)為判斷某化合物是否是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的依據(jù)）特別提示：l每種氨基酸分子都至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基的意思是氨基酸分子中的氨基和羧基的數(shù)目至少一個(gè)，也可以是幾個(gè)，原因是R基中可能含有氨基或羧基。如：2在構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸中，至少有

8、一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)碳原子上（叫­氨基酸），其意思是說氨基和羧基不連接在同一個(gè)碳原子的氨基酸就不是構(gòu)成生物蛋白質(zhì)的氨基酸，因?yàn)樵谧匀淮嬖诘牡鞍踪|(zhì)中尚未發(fā)現(xiàn)這樣的氨基酸。3.注意結(jié)構(gòu)通式書寫形式的變化 或 (3)分子式可表示為：C2H4O2NR（其中-R根據(jù)不同氨基酸種類而不同，即R基團(tuán)決定氨基酸種類。相應(yīng)氨基酸性質(zhì)、功能等也因此有所不同，如酪氨酸幾乎不溶于水而精氨酸易溶于水）3種類：按R基生物體中構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸常見的有20多種；按人體能否合成分為必需氨基酸8種（異亮氨酸、甲硫氨酸、賴氨酸、纈氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸【一家人寫兩三本書】嬰兒有9種，多了組氨酸）

9、與非必需氨基酸（12種）。二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次（1）蛋白質(zhì)的元素組成 一定含C、H、O、N (N含量達(dá)蛋白質(zhì)的16%)有的另外含有S或金屬元素（如血紅蛋白含F(xiàn)e）（這些元素一定位于氨基酸的R基上） 【提醒】1.這些元素首先構(gòu)成氨基酸，氨基酸作為單位再構(gòu)成蛋白質(zhì) 2.含氮量的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是按照氨基氮來衡量的，但某些不法商家以其他非氨基酸N（如尿素）摻入奶粉，制造了很多“大頭娃娃”悲?。?）結(jié)構(gòu)層次氨基酸（食物中吸收或人體自身合成）二肽三肽及多肽一條肽鏈盤曲折疊形成蛋白質(zhì)幾條肽鏈盤曲折疊形成蛋白質(zhì)最終形成具有特定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)【提醒】特定結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)具有特定性質(zhì)和功能的基礎(chǔ)

10、，一旦結(jié)構(gòu)改變，相應(yīng)會(huì)改變或失去原有的性質(zhì)和功能：如蛋白質(zhì)變性失活（但更容易水解消化） 【知識(shí)延伸】了解“蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)”一級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中的氨基酸按一定的排列順序組成肽鏈。二級(jí)結(jié)構(gòu)：多肽鏈自身的折疊和盤繞方式。三級(jí)結(jié)構(gòu)：具有二級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈借助氫鍵和其他化學(xué)鍵進(jìn)一步卷曲、折疊形成的空間構(gòu)象。四級(jí)結(jié)構(gòu)：由兩條或兩條以上具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈借助氫鍵和其他化學(xué)鍵形成一定的空間排列。2.氨基酸相互結(jié)合的方式氨基酸1二肽氨基酸2氨基酸的脫水縮合過程分析O H 或CONH- 或NHCO-CN （1）肽鍵的正確寫法是【注意】肽鍵是個(gè)整體結(jié)構(gòu)，不是一個(gè)具體的化學(xué)鍵（相當(dāng)于一個(gè)基團(tuán)），但也不是分子，所以

11、需要在書寫時(shí)兩側(cè)不許帶有游離的化學(xué)鍵 (2)脫去的水分子中，H既來自氨基又來自羧基，O來自羧基（也可以說來自羥基）。 (3)一條肽鏈至少有一個(gè)游離的一NH和一個(gè)游離的-COOH，分別位于肽鏈的兩端，R基中的一NH和一C00H不參與脫水縮合過程?！舅伎加懻摗浚?. 如果用同位素標(biāo)記N原子，同位素主要存在蛋白質(zhì)的什么部位？S原子呢？2.能對(duì)人體直接注射蛋白質(zhì)嗎？3.對(duì)于人體來說動(dòng)物蛋白與植物蛋白誰的營養(yǎng)價(jià)值更高？4.蛋白質(zhì)遇食鹽、高溫、高酸堿、重鹽、消化酶（蛋白酶或肽酶）分別會(huì)發(fā)生什么變化？為什么？5.蛋白質(zhì)初步水解、徹底水解、代謝產(chǎn)物分別是什么？3.蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性及原因蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的多樣

12、性可以從以下四個(gè)層次上加以理解：（1）氨基酸的種類不同，構(gòu)成的肽鏈不同如圖所示： （2）氨基酸的數(shù)目不同，構(gòu)成的肽鏈不同，如圖所示：（3）氨基酸的排列次序不同，構(gòu)成的肽鏈不同，如圖所示： （4）肽鏈的數(shù)目和空間結(jié)構(gòu)不同，構(gòu)成的蛋白質(zhì)不同，如圖（了解氫鍵、二硫鍵）提示：結(jié)構(gòu)的不同，只要具備其中一點(diǎn)，就說明兩種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不同?！舅伎肌咳绾谓忉尃I養(yǎng)不均衡太單一，會(huì)造成蛋白質(zhì)缺乏營養(yǎng)不良？三、蛋白質(zhì)的功能結(jié)構(gòu)多樣性 決定【】 功能多樣性功能多樣性的表現(xiàn)結(jié)構(gòu)蛋白： 構(gòu)成細(xì)胞和生物體，如肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白等。 信息傳遞與調(diào)節(jié) 如受體蛋白等功能蛋白 催化作用 如酶運(yùn)輸功能 如血紅蛋白 免疫作用 如抗體【討論

13、】為什么對(duì)我們來說蛋白質(zhì)必須經(jīng)常攝入，才能保證健康？ 提示：提示：從1.蛋白質(zhì)作用 2.氨基酸類型 3 .新陳代謝 4.體內(nèi)儲(chǔ)存角度四、提升：蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算1.三肽A-B-C和C-B-A一樣嗎？ 規(guī)律1依據(jù)蛋白質(zhì)多樣性原理，結(jié)合數(shù)學(xué)方法計(jì)算2.判定幾肽規(guī)律2根據(jù)肽鍵結(jié)構(gòu)來確定由幾個(gè)氨基酸縮合而來3.結(jié)合預(yù)習(xí)學(xué)案中的分析完成下表氨基酸數(shù)鏈數(shù)幾肽肽鍵數(shù)合成脫水?dāng)?shù)（水解需水?dāng)?shù)）羧基數(shù)氨基數(shù)O原子數(shù)N原子n單鏈1條nm條規(guī)律3 肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)脫去的水分子數(shù)=水解時(shí)需要的水分子數(shù)環(huán)狀肽肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)4. 蛋白質(zhì)相對(duì)質(zhì)量分量氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量x氨基酸數(shù)18x脫水?dāng)?shù)M=nM-18(n-m)合成蛋

14、白質(zhì)時(shí)，減輕的質(zhì)量=18X水分子數(shù)+2x二硫鍵數(shù)（ 形成巰基時(shí)脫掉的H ）5.每條肽鏈至少1個(gè)氨基1個(gè)羧基6.n肽至少n+1個(gè)O原子、至少n個(gè)N原子【對(duì)位訓(xùn)練】1.某22肽被水解成1個(gè)4肽，2個(gè)3肽，2個(gè)6肽，則這些短肽的氨基總數(shù)的最小值及肽鍵總數(shù)依次是 （ ）A. 6 18 B. 5 18 C. 5 17 D. 6 172.現(xiàn)有1000個(gè)氨基酸，其中氨基有1020個(gè)，羧基有1050個(gè)，則由此合成的4條肽鏈中共有肽鍵、氨基和羧基的數(shù)目是（ ） A.996 1016 1046 B. 996 4 4 C.996 24 54 D. 996 20 503.由下列氨基酸縮合成一條分子式為C27 

15、;H42 O15 N10的肽鏈，則該肽鏈中含有號(hào)氨基酸的數(shù)目是 4.在人體的消化道中，要將一個(gè)由4條肽鏈共288個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)分子徹底消化， 需要消耗的水分子個(gè)數(shù)是（ ）A、284； B、287; C、288; D、2895.假設(shè)某一蛋白質(zhì)分子的分子量為11054，20種氨基酸的平均分子量為128，在形成該蛋白質(zhì)分子時(shí)脫去水的分子量為1746，則組成該蛋白質(zhì)分子的肽鏈數(shù)是（ ） A4條 B3條 C2條 D1條6.現(xiàn)有一種“十二肽”，分子式為CxHyNzOwS（Z12，W13）。已知將它徹底水解后只得到下列氨基酸 問一個(gè)該十二肽分子水解時(shí)需要的水分子是_將一個(gè)該十二肽分

16、子徹底水解后有 個(gè)賴氨酸和 個(gè)天門冬氨酸7.胰島素是一種蛋白質(zhì)分子，它含有、兩條肽鏈，鏈含有21個(gè)氨基酸，鏈含有30個(gè)氨基酸，兩條多肽鏈間通過兩個(gè)二硫鍵(二硫鍵是由兩個(gè)S連接而成)連接，在鏈上也形成一個(gè)二硫鍵，如上圖為結(jié)晶牛胰島素的平面結(jié)構(gòu)示意圖，據(jù)此回答： 這51個(gè)氨基酸分子形成胰島素后，相對(duì)分子質(zhì)量比原來減少了_?！灸芰μ嵘?.某三十九肽中共有丙氨酸4個(gè)，現(xiàn)去掉其中的丙氨酸得到4條長短不等的多肽（如圖），下列有關(guān)該過程的敘述中，錯(cuò)誤的是（ ）A氨基和羧基分別增加3個(gè) B肽鍵數(shù)目減少7個(gè)  CC原子減少12個(gè) DO原子數(shù)目不變  討論上題N原子數(shù)量如何變化？H原子如何變化？如果去掉的氨基酸R基含有一個(gè)羧基或氨基，以 上數(shù)據(jù)發(fā)生什么變化？ 如果不是去掉某氨基酸，而是直接水解，以上結(jié)果是什么？2.據(jù)下圖展開討論需要水分子數(shù)、破壞肽鍵數(shù)所產(chǎn)小肽（剩余有機(jī)物、剩余肽鏈中）中肽鏈數(shù)變 化？O、H、N、C元素