第三节　生命的基础——蛋白质教案推荐

生命基础——蛋白质

1．对比几种氨基酸的结构，说出其结构特点。

2．结合“由氨基酸形成蛋白质的示意图”描述其形成过程。

3．联系生产生活中涉及蛋白质的有关实例，概述蛋白质的结构和功能。

一、氨基酸的结构及其种类

1．氨基酸的结构

（1）写出结构通式：

（2）结构特点(—NH2、—C00H与氨基酸的关系)：

①数量关系：至少都含有一个 和一个 。

②位置关系：都有 连接在 上。

2．种类

（1）分类依据： 。

思考：

玉米中含有丰富的谷氨酸的分子中含有两个羧基（—COOH），请思考它们在分子结构中的位置。

二、蛋白质的结构及其多样性

1．蛋白质的结构层次

2．蛋白质种类多样性的原因

点拔：

肽键的正确书写格式：“—NH—CO—”或

“ ”，避免以下几种错误书写格式：

“NH—CO、—NH—CO、NH—CO—、 ”。

三、蛋白质的功能

一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的 。例如：

功 能

举例

羽毛、肌肉、蛛丝、头发等

绝大多数 血红蛋白(能运输氧气) 胰岛素等蛋白质类激素

(可抵御抗原的侵害)

催化作用

作用

作用

免疫功能

思考；

口服胰岛素能达到治疗糖尿病的目的吗？

1.一个氨基酸由哪几部分组成？

2.氨基酸中各组成部分之间有什么关系？

3.组成蛋白质的氨基酸约有20种，如何将它们区分开？

4.脱水缩合发生在各个氨基酸的哪些结构？

5.连接两个氨基酸的化学键是什么？

6.两个氨基酸发生脱水缩合后，形成的主要产物是什么？还有哪些其他产物？

7.两个氨基酸发生脱水缩合后形成的还是氨基酸吗？

一、氨基酸的结构特点

1．结构通式

2．结构特点

（1）—NH2和—COOH的数目：每种氨基酸都至少含有一个—NH2和一个—COOH，R基中也可能存在—NH2或—COOH。

（2）连接位点，构成蛋白质的氨基酸都有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上。此特点为判断某化合物是否是构成蛋白质的氨基酸的依据。

特别提醒：

①决定氨基酸种类和性质的是氨基酸的R基；

②氨基酸的分子式可记为C2H4O2NR，此分子式在计算中方便实用。

【典例1】如图是四种构成蛋白质的氨基酸的结构简式，下列叙述错误的是（ ）

A．构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、0、N B．上述四种氨基酸的R基依次是一H、一CH2、一CH20H、—CH2C00H C．R基中可以有氨基或羧基

D．只要含有氨基和羧基的化合物就是构成蛋白质的氨基酸

【我的记录空间】

【互动探究】

（1）上述四种氨基酸中共有的结构是什么？

（2）甲、乙、丙、丁四种氨基酸中—NH2和—COOH的连接有何共同特点？

二、氨基酸脱水缩合过程的分析

1．过程图示（以二肽的形成为例）

2．过程分析(以二肽的形成为例) （1）脱水缩合的部位：一个氨基酸的氨基中一H和另一个氨基酸的羧基中—OH；

（2）脱水缩合的主要产物是二肽，其他产物是水；

（3）连接二肽中两个氨基酸之间的化学键为肽键，表示为—CO—NH—：

(4)一条肽链至少含有一个游离的一NH2和一个游离的一COOH，分别位于肽链的两端，R基中的一NH2和一COOH不参与脱水缩合过程。

特别提醒：

①脱水缩合产生的H2O中H来自氨基和羧基，O来自羧基；

②环状肽中可能不含有游离的—NH2和游离的—COOH；

③n个氨基酸经脱水缩合产生的链状多肽，称为n肽，形成过程中脱去（n-1）个水分子。

【典例2】某致病细菌分泌的外毒素为无色、细针状结晶，对小鼠和人体有很强的毒性，可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等，最终导致死亡。该外毒素为环状肽，结构简式如图所示：

请据图分析回答：

（1）该化合物中含有 个游离的氨基，

个游离的羧基。

（2）组成该化合物的氨基酸有 种，其中重复出现的R基是 ，请写出氨基酸的结构通式 。

（3）该化合物含有 个肽键。

（4）B框所示的R基所构成的氨基酸的相对分子质量是 。

（5）该外毒素在环状肽形成过程中失去了 个水分子，相对分子质量减少了 。

【我的记录空间】

【规律方法】蛋白质形成过程中各元素的变化总结

（1）氨基酸形成蛋白质的过程中，变化的元素：H、0，因此过程中脱去H20而减少，还有一部分H因形成二硫键而减少；

（2）不变的元素：C、N、S。

三、有关蛋白质的计算

探究导引：

（1）4个氨基酸脱水缩合形成1条肽链时，脱去的水分子数是多少?形成的肽键数是多少? （2）n个氨基酸脱水缩合形成1条肽链时，脱去的水分子数是多少?形成的肽键数是多少? （3）若氨基酸的数目为，n个，肽链数为m条，则脱去的水分子数是多少?形成的肽键数是多少? 氨基酸形成蛋白质的相关数量计算

假设氨基酸的平均相对

分子质量为，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链：

形成

形成

脱去水

氨基

肽链数

肽键数

分子数

数目

1 m n-1 n-m 羧基

数目

多肽相对

分子质量

n-1 至少1个

至少1个

nn-m 至少m个

至少m个

n-18(n-1) -18(n-m) 特别提醒：

肽链中氨基、羧基与肽键数目的计算规律

①在1条肽链主链的两端分别是一COOH和一NH2，侧链R基中的一COOH和一NH2不参与脱水缩合过程，所以多肽的氨基(或羧基)数目=R基中的氨基(或羧基)数目+肽链数。

②对于由n个氨基酸构成的环状肽而言，产生的肽键数=脱去水分子数=n；所含的氨基(或羧基)只存在于R基中。

【典例3】现在有1000个氨基酸，其中氨基有1020个，羧基有1050个，则由此合成的4条多肽链中共有肽键、氨基、羧基的数目是( ) A．999、1016、1046 B．996、1、1 C．996、24、54 D．996、1016、1046 【我的记录空间】

【互动探究】

(1)在上述4条多肽链中氨基和羧基分布在哪些位置? (2)若题干中多肽链的条数发生变化，则多肽中肽键、氨基、羧基的数目是否发生变化?

【典例l】下列有关蛋白质的叙述，正确的是（ ）

A．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变

B．细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质

C．由m条肽链、n个氨基酸组成的蛋白质中至少有n+m个氧原子

D．细胞膜上的载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质

【常见错误】错选A项或D项。

【错因分析】错选A项和D项的原因主要是：

易错

选项

错因分析

对蛋白质的结构和功能理解不到位。错误地认A项

为蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，蛋白质的结构未完全破坏，其特定功能并未发生改变，忽略了蛋白质的结构与功能的统一性

对载体蛋白的结构理解不透。错误地认为细胞膜上的载体蛋白具有运输作用，其就是镶在细D项

胞膜内外表面的蛋白质，忽略了载体蛋白的结构，载体蛋白是几乎所有类型的生物膜上普遍存在的跨膜蛋白分子

【正确解答】选C。由n个氨基酸形成m条肽链，肽键数为n-m，每个肽键中有1个氧原子；每条肽链中至少有1个羧基，每个羧基中含两个氧原子，故该蛋白质至少含有的氧原子个数为n-m+2m =n+m。

【典例2】狼体内有a种蛋白质，兔体内有b种蛋白质，狼捕食兔后，狼体内的一个细胞中含有的蛋白质种类最可能是（ ）

A．少于a B．a+b C．a D．多于a 【常见错误】错选B项或C项。

【错因分析】错选的主要原因是：

易错

选项

错因分析

受题干设置陷阱误导。认为狼吃掉兔子后，狼体

B项

内的蛋白质的种类数量是两生物体内蛋白质种类数量的相加。忽略了蛋白质在狼体内会被消化，然后狼再根据所需合成自身需要的蛋白质

没有充分分析题干信息。a种蛋白质是狼体内的所有蛋白质的总数，即指体内所有细胞中蛋白质C项

种类的总和，而设问为“一个细胞中”蛋白质的种类，一个细胞的蛋白质的种类应小于所有细胞中蛋白质的种类，所以应小于a 【正确解答】选A。