PAGEPAGE8第一節蛋白質的結構與功能1．理解氨基酸的基本結構及構成肽鏈的過程。(重點)2．說明蛋白質分子結構多樣性和功能多樣性的緣由。(重點)3．氨基酸形成蛋白質過程中的相關計算。(難點)蛋白質的基本單位1．蛋白質的含量蛋白質是細胞內含量最多的有機物，占細胞干重的50%以上，是細胞的重要組成成分。2．蛋白質的基本單位——氨基酸結構結構通式結構特點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各種氨基酸的區分在于R基的不同化學組成主要化學元素：C、H、O、N種類組成動植物蛋白質的氨基酸約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蛋白質的氨基酸？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)：推斷構成蛋白質的氨基酸的依據有哪些？提示：構成蛋白質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，碳和氧的原子數分別是多少？提示：碳和氧的原子數分別是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．氨基酸的結構通式3．氨基酸的分類組成蛋白質的氨基酸依據能否在人體內合成，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，又可以在人體內由其他化合物轉化而來，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的原子數是3、7、3，故選B。【答案】B2．下列分子中，與構成生物體的蛋白質的氨基酸分子式不相符的是()【導學號：60150067】【解析】構成生物體的蛋白質的氨基酸的結構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蛋白質的結構與功能1．蛋白質的結構(1)蛋白質的結構層次(2)脫水縮合的過程(3)蛋白質多樣性的緣由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構千差萬別。2．蛋白質的功能(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示意圖，請據圖分析回答：探討eq\a\vs4\al(1)：氨基酸脫水縮合過程中參加“脫水”的結構是哪部分？提示：相鄰氨基酸中一個氨基酸的—COOH(羧基)供應的“—OH”與另一個氨基酸的—NH2(氨基)供應的“—H”結合產生水。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n為2或3時，脫去水分子數和肽鍵數分別為多少？提示：氨基酸數為2時，脫去水分子數和肽鍵數分別為1、1。氨基酸數為3時，脫去水分子和肽鍵數分別為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空間結構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表現出不同性質的干脆緣由是什么？提示：蛋白質的空間結構不同。eq\a\vs4\al([思維升華])1．氨基酸形成蛋白質的相關數量計算規律假設氨基酸的平均相對分子質量為a，由n個氨基酸分別形成1條肽鏈或m條肽鏈：形成肽鏈數形成肽鍵數脫去水分子數氨基數目羧基數目1n－1n－1至少1個至少1個mn－mn－m至少m個至少m個2.蛋白質中氨基和羧基的數量計算方法(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或羧基數就是1＋R基中的氨基數或羧基數。3．蛋白質結構多樣性與功能多樣性的關系結構多樣性eq\o(→,\s\up12(緣由))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①氨基酸的種類不同,②氨基酸的數目不同,③氨基酸的排列依次不同,④肽鏈的數目和空間結構不同))確定↓功能多樣性eq\o(→,\s\up12(表現))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(結構蛋白：構成細胞和生物體,功能蛋白：催化、運輸、免疫、調整))1．形成蛋白質結構的層次從小到大依次是()【導學號：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。多個氨基酸經過脫水縮合形成多肽鏈，蛋白質由一條或幾條多肽鏈經盤曲折疊而形成。【答案】B2．免疫球蛋白IgG的結構如圖所示，其中—S—S—表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵。若該IgG由m個氨基酸構成，則該IgG含有的肽鍵數是()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個氨基酸構成，所以含有的肽鍵數＝氨基酸數－肽鏈條數＝(m－4)個。【答案】D1．關于生物體內組成蛋白質的氨基酸的敘述，錯誤的是()【導學號：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．牛和羊的蛋白質結構存在差異D．牛和羊的親緣關系比較遠【解析】不同生物體由于遺傳物質的差異，合成的蛋白質結構就有所差異。牛肉和羊肉的主要成分為蛋白質，雖然食物來源基本相同，但蛋白質經消化后形成的氨基酸，在不同生物體內合成的蛋白質結構不同。【答案】C3．蛋白質是細胞內最重要的生命物質之一，具有多樣性和特異性，其結構與功能是相適應的。下列蛋白質類物質與其功能對應不正確的是()【導學號：60150070】A．胰島素與調整B．抗體與免疫C．淀粉酶與運輸D．血紅蛋白與運輸【解析】生物體內蛋白質功能許多。例如，起調整作用的激素，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．依據下圖所示化合物的結構分析回答：(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)數等于肽鏈數與R基中氨基(羧基)數之和。【答案】(1)