【天成教育】2022年高中生物必修一教師用書-2.2生命活動的主要承擔者-蛋白質(zhì)

一、氨基酸特點及其種類1．作用是組成蛋白質(zhì)的基本單位。2．結(jié)構特點(1)主要元素組成：C、H、O、N。(2)結(jié)構通式：①寫出字母所代表的結(jié)構：a.氨基，b.羧基。②a和b連接方式的特點是：都連接在同一個碳原子上。③各種氨基酸之間的區(qū)分在于R基不同。3．種類(1)分類依據(jù)：能否在人體內(nèi)合成。(2)eq\a\vs4\al(種,類)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(必需氨基酸\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(特點：必需從外界環(huán)境中直接獵取,種類：8種嬰兒9種)),非必需氨基酸\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(特點：人體細胞能夠合成,種類：12種))))二、蛋白質(zhì)的結(jié)構及其多樣性1．蛋白質(zhì)的結(jié)構層次2．脫水縮合的過程3．蛋白質(zhì)結(jié)構多樣性的緣由(1)氨基酸方面eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(種類不同,數(shù)目成百上千,排列挨次千變?nèi)f化))(2)肽鏈方面eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(肽鏈的盤曲、折疊方式不同,空間結(jié)構千差萬別))三、蛋白質(zhì)的功能1．一切生命活動離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動的主要擔當者。2．蛋白質(zhì)功能舉例：功能舉例構成細胞和生物體羽毛、肌肉、蛛絲、頭發(fā)等催化作用絕大多數(shù)的酶運輸作用血紅蛋白(能運輸氧氣)信息傳遞作用胰島素等蛋白質(zhì)類激素免疫作用抗體(可抵擋抗原的侵害)一、氨基酸的結(jié)構特點1．教材問題探討觀看并分析教材P20[思考與探討]給出的幾種氨基酸結(jié)構，結(jié)合教材P21圖2－3，爭辯并溝通下列問題：(1)“組成蛋白質(zhì)的氨基酸中至少含有一個氨基和一個羧基”，你對“至少”是怎樣理解的？提示：由于R基上也可能含有氨基或羧基。(2)推斷構成蛋白質(zhì)的氨基酸的依據(jù)有哪些？提示：構成蛋白質(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。(3)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。eq\a\vs4\al(推斷：是；理由：具有一個氨基和一個羧基，且連接在同一,個碳原子上。)eq\a\vs4\al(推斷：否；理由：雖然具有氨基和羧基，但沒有連接在同一,個碳原子上。)(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。2．推斷下列說法是否正確(1)組成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸。(√)(2)全部氨基酸都能合成生物蛋白質(zhì)。(×)(3)組成生物蛋白質(zhì)的氨基酸只含有一個氨基和一個羧基。(×)二、蛋白質(zhì)的結(jié)構1．教材問題探討分析閱讀教材P22內(nèi)容并認真觀看分析圖2－5，溝通并回答下列問題：(1)假如把一個氨基酸比作一個同學，四個同學手牽手形成的3個“手結(jié)”就相當于肽鍵，如圖所示：，那么10個氨基酸(同學)形成一條肽鏈時，脫掉幾個水分子？假如是n個氨基酸形成m條肽鏈呢？提示：9個。n個氨基酸形成一條肽鏈時脫掉的水分子數(shù)是n－1；形成m條肽鏈時，脫掉的水分子數(shù)是n－m。(2)若20個氨基酸(同學)脫水縮合形成的是環(huán)狀多肽(即首尾的兩個同學手牽手形成環(huán)狀)，試爭辯此時氨基酸數(shù)與肽鍵數(shù)之間的數(shù)量關系。提示：環(huán)狀多肽相當于肽鏈數(shù)為0，則此時氨基酸數(shù)＝肽鍵數(shù)。(3)若兩個氨基酸的相對分子質(zhì)量分別為a、b，則由這兩個氨基酸形成的二肽其相對分子質(zhì)量是多少？試總結(jié)蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的計算公式。提示：①每形成一個肽鍵，即脫去一分子水，則相對分子質(zhì)量削減18，二肽是由兩個氨基酸分子脫去一個水分子形成的，相對分子質(zhì)量為(a＋b－18)。②蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量等于氨基酸相對分子質(zhì)量總和減去失去的水分子的相對分子質(zhì)量總和。2．推斷下列說法是否正確(1)脫水縮合發(fā)生在相鄰氨基酸的氨基和羧基之間，水中的H來自羧基和氨基，O來自羧基。(√)(2)氨基酸脫水縮合過程中形成的肽鍵數(shù)目與失去的水分子數(shù)相等。(√)(3)蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量等于組成該蛋白質(zhì)的全部氨基酸相對分子質(zhì)量之和。(×)(4)氨基酸脫水縮合形成蛋白質(zhì)時，N原子數(shù)目縮合前后不變。(√)三、蛋白質(zhì)結(jié)構及功能的多樣性1．問題分析蛋白質(zhì)的結(jié)構具有多樣性，據(jù)下列圖示，試分析并說明造成其多樣性的緣由(圖示中：□、○代表氨基酸；“—”代表肽鍵)。(1)圖示1：A鏈：—□—□—□—□—□—□—B鏈：—○—○—○—○—○—○—提示：氨基酸種類的不同。(2)圖示2：A鏈：—□—□—□—□—□—B鏈：—□—□—□—□—提示：氨基酸數(shù)目的不同。(3)圖示3：A鏈：—□—○—○—□—○—B鏈：—○—□—○—□—○—提示：氨基酸排列挨次的不同。(4)圖示4：提示：肽鏈空間結(jié)構的不同。2．推斷下列說法是否正確(1)蛋白質(zhì)結(jié)構的多樣性只打算于氨基酸的數(shù)目和種類。(×)(2)蛋白質(zhì)分子結(jié)構的多樣性打算其功能的多樣性。(√)一、蛋白質(zhì)的結(jié)構層次二、蛋白質(zhì)合成過程中的相關計算1．相關公式：(1)蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)＝縮合產(chǎn)生的水分子數(shù)＝水解所需要的水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)。(2)蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量＝氨基酸分子數(shù)×氨基酸平均相對分子質(zhì)量－18×脫去的水分子數(shù)。2．假設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，則：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)目多肽相對分子質(zhì)量1n－1n－1至少1個至少1個na－18(n－1)mn－mn－m至少m個至少m個na－18(n－m)[特殊提示]肽鏈中氨基、羧基與肽鍵數(shù)目的計算規(guī)律(1)在一條肽鏈主鏈的兩端分別是：—COOH和—NH2，側(cè)鏈R基中—COOH和—NH2不參與脫水縮合過程，所以多肽的氨基(或羧基)數(shù)目＝R基中的氨基(或羧基)數(shù)目＋肽鏈數(shù)。(2)對于由n個氨基酸構成的環(huán)狀肽而言，產(chǎn)生的肽鍵數(shù)＝脫去水分子數(shù)＝n；所含的氨基(或羧基)只存在于R基中。[例1]下列物質(zhì)中，有的屬于構成蛋白質(zhì)的氨基酸，有的不是。若將其中的能夠構成蛋白質(zhì)的每個氨基酸縮合成多肽，請回答下列問題：(1)該多肽由________個氨基酸縮合而成，內(nèi)含_____________________________個肽鍵，叫________肽。(2)該多肽中R基共有____種，④的R基是________。(3)該多肽中共有________個氨基和________個羧基。(4)該多肽的相對分子質(zhì)量與組成其氨基酸的相對分子質(zhì)量相比，削減了________。[解析](1)依據(jù)構成蛋白質(zhì)氨基酸結(jié)構的共同特點，即每種氨基酸分子至少都含有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH)，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，將6種物質(zhì)中屬于構成蛋白質(zhì)氨基酸的選出來，其中②⑥不屬于。將①③④⑤縮合形成四肽化合物。(2)依據(jù)氨基酸的結(jié)構通式，可知①的R基為—H，③的R基為—CH2—COOH，④的R基為—CH2OH，⑤的R基為—(CH2)4—NH2，因R基不參與脫水縮合，故形成的肽鏈中R基為4種。(3)據(jù)(2)分析R基中含有氨基的是⑤，含有羧基的是③，因R基不參與脫水縮合，故該肽鏈中氨基和羧基數(shù)量都為2。(4)該四肽的相對分子質(zhì)量與組成其氨基酸的相對分子質(zhì)量相比削減了54(4個氨基酸失去三分子水形成四肽)。[答案](1)43四(2)4—CH2OH(3)22(4)541．“一查二看法”推斷氨基酸(1)“一查”：是否有氨基和羧基。(2)“二看”：看是否有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。只有兩者同時具備才是組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸。2．蛋白質(zhì)形成過程中各元素的變化總結(jié)(1)氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程中，變化的元素：H、O，在此過程中脫去H2O而削減，還有一部分H因形成二硫鍵而削減。(2)不變的元素：C、N、S。[例2]朊病毒蛋白(PrP)有兩種：一種是PrPc，一種是PrPsc。PrPeq\o(sc是由PrPc轉(zhuǎn)變形成的,\s\do4(a,))，eq\o(它們的比較如表所示,\s\do4(b,))：朊病毒蛋白項目PrPcPrPsc空間結(jié)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(zhì)eq\o(表現(xiàn)出不同性質(zhì)的直接緣由,\s\do4(c,))是()A．構成蛋白質(zhì)的氨基酸的排列挨次不同B．溶解度不同C．空間結(jié)構不同D．構成蛋白質(zhì)的氨基酸的數(shù)目不同[研析]本題以新材料為背景，考查蛋白質(zhì)結(jié)構多樣性的緣由。解題過程如下：[審]——提取信息信息a：PrPsc是由PrPc轉(zhuǎn)變形成的——推斷兩種蛋白質(zhì)的肽鏈的氨基酸排列挨次和數(shù)目相同。信息b：PrPsc與PrPc的空間結(jié)構不同、溶解度不同、致病狀況不同——即兩種蛋白質(zhì)性質(zhì)不同，由此確定兩種蛋白質(zhì)表現(xiàn)不同性質(zhì)的直接緣由是其空間結(jié)構不同。信息c：表現(xiàn)出不同性質(zhì)的直接緣由——即兩種蛋白質(zhì)表現(xiàn)出結(jié)構和功能多樣性的緣由，而不是根本緣由。[析]——解讀信息解讀a：蛋白質(zhì)結(jié)構多樣性的根本緣由是把握蛋白質(zhì)基因的核苷酸排列挨次不同。解讀b、c：蛋白質(zhì)結(jié)構多樣性的直接緣由是氨基酸的種類、數(shù)目、排列挨次及肽鏈的空間結(jié)構不同。[答案]C[課堂歸納][網(wǎng)絡構建]④功能⑤免疫⑥信息傳遞⑦種類⑧排列挨次⑨空間結(jié)構[關鍵語句]1．氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位。2．氨基酸的結(jié)構通式為eq\a