[學習導航]
1．說明氨基酸的結構特點及其種類。[重點]
2.概述蛋白質的結構，蛋白質結構多樣性的原因及蛋白質的功能。[重、難點]
一、氨基酸及其種類(閱讀教材p20～p21)
種類：氨基酸是組成蛋白質的基本單位。組成蛋白質的氨基酸約有20種。
結構(1)結構通式
(2)結構特點
①每種氨基酸分子中至少都含有乙個氨基和乙個羧基。
②都有乙個氨基和乙個羧基連線在同乙個碳原子上。
③各種氨基酸之間的區別在於r基的不同。
點撥 (1)有關氨基、羧基和r基的正確書寫：—nh2、—cooh、—r。
(2)有的氨基酸不只含有乙個氨基或羧基，多出的氨基或羧基位於r基上。
二、蛋白質的結構及其多樣性(閱讀教材p21～p23)
蛋白質的結構層次
氨基酸↓—
二肽：由兩個氨基酸分子縮合成的化合物
↓多肽：由多個氨基酸分子縮合成的化合物，通常呈鏈狀
↓盤曲、摺疊
蛋白質：具有一定的空間結構
蛋白質種類多樣性的原因
(1)氨基酸的種類不同。
(2)氨基酸的數目成百上千。
(3)氨基酸的排列順序千變萬化。
(4)肽鏈的盤曲、摺疊方式及其形成的空間結構千差萬別。
三、蛋白質的功能(閱讀教材p23～p24)
一切生命活動都離不開蛋白質，蛋白質是生命活動的主要承擔者。如：
1．思考
高溫使蛋白質變性時是否破壞了氨基酸之間的肽鍵？
提示：高溫使蛋白質變性的原因不是破壞了氨基酸之間的肽鍵，而是破壞了肽鏈盤曲摺疊形成的空間結構。
2．判斷
(1)人體需要的氨基酸稱為必需氨基酸。(×)
分析：必需氨基酸是在人體內不能合成，必須從食物中獲得的氨基酸。
(2)各種氨基酸共有的結構是：。(√)
(3)肽鍵的結構是：co—nh(×)
分析：應為—co—nh—。
(4)二肽是由2個氨基酸分子脫水縮合形成的化合物，含有2個肽鍵。(×)
分析：二肽中只含有1個肽鍵。
(5)氨基酸種類、數量及排列順序都相同的蛋白質是同一種蛋白質。(×)
分析：若空間結構不同，則也不是同一種蛋白質。
(6)4條肽鏈形成的蛋白質中至少含有4個氨基和4個羧基。(√)
主題一氨基酸的結構特點
觀察下列幾種氨基酸的結構，**以下問題
(1)各種氨基酸共有的元素是c、h、o、n，其中半胱氨酸還含有s元素。
(2)觀察各種氨基酸的分子結構會發現：
①每種氨基酸分子至少都含有乙個氨基(—nh2)和乙個羧基(—cooh)。並且都有乙個氨基和乙個羧基連線在同乙個碳原子上。這個碳原子還連線乙個氫原子和乙個側鏈基團，這個側鏈基團用r表示。
②各種氨基酸之間的區別在於r基的不同。
結構通式
對結構特點的理解
(1)「氨基酸」字面含義：「氨基酸」代表了氨基酸分子結構中的主要部分——氨基(鹼性)和羧基(酸性)。
(2)氨基酸的元素組成：由氨基酸的結構通式得知，氨基酸的組成元素都有c、h、o、n。另外大多數蛋白質還含少量s元素，有些蛋白質含有p、fe、i等元素。
(3)「至少」的含義：每個氨基酸都至少含有乙個—nh2和乙個—cooh，也可有多個，多的應位於r基上。
1．下列物質中，屬於構成蛋白質的氨基酸的是( )
解析：選c。構成蛋白質的氨基酸中至少有乙個氨基和乙個羧基，且都有乙個氨基和乙個羧基連線在同乙個碳原子上。
2．(2015·江陰高一檢測)甲硫氨酸的r基是，它的分子式是( )
a．c5h11o2ns b．c3h7s
c．c4h11o2s d．c5h10o2n
解析：選a。氨基酸的結構通式為ch2nhcoohr，所以甲硫氨酸的分子式為c5h11o2ns。
主題二氨基酸的脫水縮合過程
結合下列過程圖分析：
(1)此過程稱為脫水縮合，脫成的化合物稱為二肽，肽鍵的書寫方式為：—co—nh—或。
(2)參與脫水縮合的部分：乙個氨基酸氨基中的—h和另乙個氨基酸羧基中的—oh。
(3)h2o中h和o的**：h既來自於氨基又來自於羧基，o只來自於羧基。
(4)游離的氨基和羧基：一條肽鏈上至少有乙個游離的—nh2和乙個游離的—cooh，並分別位於肽鏈的兩端。
(5)分析有關蛋白質的計算規律
小組討論
(1)在氨基酸脫水縮合過程中，多肽中n原子數與各氨基酸中n原子總數相等嗎？
提示：相等，因為在脫水縮合過程中，n原子沒有失去，只是參與了肽鍵的形成。
(2)若n個氨基酸形成一條環狀肽，其含有多少個肽鍵？產生多少個水分子？
提示：n個。n個。
1．蛋白質的結構層次
c、h、o、n等元素→氨基酸→二肽→三肽→多肽蛋白質。
2．在一條肽鏈主鏈的兩端分別是：—cooh和—nh2，側鏈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)數目＝r基中的氨基(或羧基)數目＋肽鏈數。
3．氨基酸形成蛋白質的過程中，變化的元素：h、o，在此過程中脫去h2o而減少，還有一部分h因形成二硫鍵而減少。
3．下面是某蛋白質的肽鏈結構示意圖(圖1，圖中數字表示氨基酸序號)及部分肽鏈放大示意圖(圖2)，請據圖判斷下列敘述正確的是( )
a．若圖1中的肽鏈完全水解成氨基酸，需要123個水分子
b．該蛋白質中含有1條肽鏈和124個肽鍵
c．從圖2可推知圖1中的肽鏈至少含有2個游離的羧基
d．圖2中表示r基的是①②④⑥⑧
解析：選a。由題圖1知，該蛋白質是由124個氨基酸形成的1條肽鏈，應有123個肽鍵，完全水解成氨基酸，需要123個水分子，故a正確，b錯誤。
由題圖2中的⑥⑧可推知該蛋白質至少含有3個游離羧基，c錯誤。圖2中表示r基的是②④⑥⑧，r基決定氨基酸的種類，①表示與羧基共同連線在同一碳原子上的氨基，d錯誤。
4.某50肽中有丙氨酸(r基為—ch3)2個，有4個氨基酸r基上含有氨基，現脫掉其中的丙氨酸(相應位置如圖所示)得到幾種不同的有機產物，其中脫下的氨基酸均以游離態正常存在。下列有關該過程產生的全部有機物的敘述錯誤的是( )
a．氫原子數目增加8個
b．氧原子數目增加4個
c．碳原子數和50肽中的碳原子數相同
d．氮原子數與50肽中氮原子數均大於54個
解析：選d。本題考查新情境下多肽中有關原子的數目變化。
解題的關鍵是理解在氨基酸形成多肽後碳原子和氮原子的數目均不發生變化，即肽鏈中氮(碳)原子總數＝氨基酸數＋r基上的氮(碳)原子數，c正確，而氮原子數＝50＋4＝54(個)，d錯誤。據圖示分析可知：脫掉2個丙氨酸，需破壞4個肽鍵，新形成4個氨基和4個羧基，形成1個氨基增加1個氫原子，形成1個羧基增加1個氫原子和1個氧原子，即共增加8個氫原子和4個氧原子。
主題三蛋白質結構的多樣性與功能的多樣性
1．下圖中「□」或者「○」代表不同的氨基酸，分析各圖代表的含義，**蛋白質結構多樣性的原因。
(1)圖甲說明：氨基酸的種類不同，構成的肽鏈不同。
(2)圖乙說明：氨基酸的數目不同，構成的肽鏈不同。
(3)圖丙說明：氨基酸的排列順序不同，構成的肽鏈不同。
(4)圖丁說明：肽鏈的數目和空間結構不同，構成的蛋白質不同。
2．完善下面蛋白質結構多樣性與功能多樣性的關係：
(1)可利用蛋白質結構多樣性的四個方面來判斷兩個蛋白質分子是否為同一種蛋白質，只要有一方面不同，就不屬於同一種蛋白質。
(2)蛋白質的結構決定其功能。當各種理化因素導致蛋白質結構遭到破壞時，其功能也就喪失，這一現象叫蛋白質變性失活。
(3)蛋白酶將蛋白質水解，破壞的主要是蛋白質的空間結構；肽酶的作用是使肽鍵斷裂。
(4)並非所有酶都是蛋白質，也並非所有激素都是蛋白質。
必修一第二章第2節生命活動的主要承擔者蛋白質
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第2節生命活動的主要承擔者教案
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