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2012高三生物一轮复习精品学案(人教导学新概念):第一单元 - 学案3 生命活动的主要承担者――蛋白质 ashx

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2012届高三生物一轮复习精品学案(人教导学新概念):第一单元 学案3 生命活动的主要承担者——蛋白质

考纲要求蛋白质的结构和功能(Ⅱ)。

一、基本组成单位——氨基酸

1.种类:在生物体内约有20种。其种类是由R基决定的。

2.分类:①必需氨基酸:人体细胞不能合成,必须从外界直接获取,8种(婴儿9种)。②非必需氨基酸:人体细胞能够合成的,12种。

3.结构通式

4.氨基酸的结构特点:每个氨基酸分子至少有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。

趣味思考 如果狼的体内有m种氨基酸,兔的体内有n种氨基酸,那么狼吃掉兔后,体内氨基酸种类最多有多少种?(m、n、m+n、20)

答案 20 二、多肽

1.氨基酸形成多肽的方式为:脱水缩合。 2.场所:核糖体。 3.形成二肽的过程

4.肽键的结构表示为:—NH—CO—。

你想到了吗 如果有甲、乙、丙三种氨基酸,则它们能形成的二肽种类最多有几种?(3种、6种、9种)

答案 9

三、蛋白质结构和功能

1.结构层次:氨基酸排列顺序、多肽链折叠和盘绕、蛋白质分子天然折叠、蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用。

2.蛋白质结构的多样性

蛋白质分子结构多样性可以从以下四个层次加以理解 (1)氨基酸的种类不同,构成的肽链不同。 —□—□—□—□—□—□— —○—○—○—○—○—○—

(2)氨基酸的数目不同,构成的肽链不同。 —□—□—□—□—□—□— —□—□—□—□—

(3)氨基酸的排列次序不同,构成的肽链不同。

—□—○—○—□—○— —○—□—○—□—○— (4)空间结构不同,构成的蛋白质不同。

3.蛋白质功能的多样性

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(1)构成细胞和生物体结构的重要物质,称为结构蛋白,如羽毛、蛛丝等。 (2)对细胞内的化学反应有催化作用,如酶。 (3)具有运输载体功能,如血红蛋白。

(4)起信息传递作用,能够调节机体的生命活动,如胰岛素。 (5)具有免疫作用,如抗体。

4.蛋白质在生命活动中的意义:一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者。

5.蛋白质鉴定:蛋白质与双缩脲试剂呈现紫色。 你知道吗 人体肌肉、毛发的成分主要是蛋白质吗? 答案 是

探究点一 组成蛋白质的氨基酸

分析下列几种化合物,回答有关问题:

(1)这些化合物是否皆为组成蛋白质的氨基酸?为什么?

答案 不是,⑤结构中氨基与羧基没有连在同一个碳原子上。 (2)不同氨基酸分子的区别在哪儿? 答案 R基。

(3)天冬氨酸的R基为—C2H4ON,请确定一个天冬氨酸分子中含有的C、H、O、N的原子数并说明理由。

答案 天冬氨酸的R基为—C2H4ON,加上氨基酸共有结构H2N—CH—COOH中的C、H、O、N的原子数,所以一个天冬氨酸分子中含有的C=2+2=4、H=4+2+1+1=8、O=1+2=3、N=1+1=2。

思维拓展

1.八种必需氨基酸的巧记方法:来(赖氨酸)家(甲硫氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。

2.食品的营养价值的高低主要看其必需氨基酸的含量及种类。

3.氨基酸的“必需”和“非必需”是根据动物机体内能否合成来区分的,它们都是动物体内蛋白质合成“必需”的。

探究示例1 如图是四种构成蛋白质的氨基酸的结构式,下列叙述错误的是( )

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A.构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N

B.上述四种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH、—CH2—COOH 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 思路导引 正确解答该题可围绕以下问题展开思考:①氨基酸有哪些共有元素?是怎样确定的?②如何确定四种氨基酸的R基?③如何理解氨基酸结构特点中的“至少”?

答案 D

解析 氨基酸结构中至少有一个氨基与一个羧基连接在同一个碳原子上,而D选项只说明化合物含有氨基和羧基,但它们不一定连接在同一个碳原子上。

探究点二 蛋白质结构和功能多样性

1.观察蛋白质形成示意图,回答下列有关问题:

(1)食物中的蛋白质经过哪些过程才能转变为人体的蛋白质?人体的蛋白质和食物中的蛋白质一样吗?如果不同,两种蛋白质不同的直接原因和根本原因各是什么?

答案 食物中的蛋白质必需经过蛋白质消化、氨基酸吸收、氨基酸的脱水缩合过程才能转变为人体的蛋白质。人体的蛋白质和食物中的蛋白质不一样。两种蛋白质不同的直接原因是氨基酸种类不同、氨基酸数量不同、氨基酸排列顺序不同、多肽链的空间结构不同。根本原因是控制合成人体蛋白质和食物中蛋白质的遗传信息不同。

(2)假设氨基酸的平均相对分子质量为a,由n个氨基酸分别形成1条和m条肽链时,肽键数、脱水数、氨基数、羧基数、肽链的相对分子质量至少各是多少?

答案 n个氨基酸形成1条肽链时,肽键数n-1、脱水数n-1、氨基数1、羧基数1、肽链的相对分子质量na-18(n-1);n个氨基酸形成m条肽链时,肽键数n-m、脱水数n-m、氨基数m、羧基数m、肽链的相对分子质量na-18(n-m)。

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(3)若脱水缩合形成环状肽,怎样计算脱水数、肽键数、游离的氨基数、羧基数? 答案 脱水数n、肽键数n、游离的氨基数0、游离羧基数0。 思维拓展

1.当n种氨基酸缩合成m肽时,排列方式的计算 (1)若允许重复,则排列方式为nm种。

(2)若不允许重复,①若n=m,则排列方式为n!种, ②若n>m,则排列方式为Amn种。

2.氨基酸、多肽、肽键、肽链和蛋白质的关系可归纳如下

(1)关于组成蛋白质的肽链、氨基酸、肽键、脱去水分子的数目对应关系表如下: 脱去水 氨基酸数 肽键数 游离的氨基 游离的羧基 分子数 n 一条肽链 n-1 n-1 至少1个 至少1个 m条肽链 n n-m n-m 至少m个 至少m个 (2)相关计算公式 ①脱水数=肽键数=氨基酸数-肽链数

②氨基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基的总数-肽键数 ③羧基数=肽链数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基的总数-肽键数

④蛋白质相对分子质量=各氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数-18×脱水数 ⑤N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N的总数

⑥O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O的总数-脱水数 ⑦H原子数=各氨基酸中H的总数-2×脱水数

探究示例2 下面是某蛋白质的肽链结构示意图(图1,其中数字为氨基酸序号)及部分肽键放大图(图2),请据图判断下列叙述中不正确的是( )

A.该蛋白质中含有两条肽链,49个肽键 B.图2中含有的R基是①②④⑥⑧

C.从图2可推知该蛋白质至少含有4个游离的羧基 D.该蛋白质分子量比参与缩合的氨基酸总量减少888

思路导引 解答本题时,首先结合图1、图2写出肽链数、R基等,然后根据他们之间的相互关系进行相应选择。

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