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第2课时蛋白质和核酸蛋白质的功能功能实例生物体与细胞的“建筑”材料即结构蛋白肌肉组织中的蛋白质推动的进行即催化蛋白消化酶负责与疾病作斗争，即.参与病原体的消除帮助物质出入细胞细胞膜上的.化学反应免疫蛋白抗体载体[思维激活1]非洲饥饿的儿童为什么表现瘦弱、抵抗疾病的能力较低？提示蛋白质缺乏。1．蛋白质的功能①有些蛋白质分子是构成细胞和生物体结构的重要物质。如人和动物的肌肉中的主要组成物质是蛋白质。②有些蛋白质具有调节功能。③有些蛋白质具有催化作用。④有些蛋白质具有运输功能。如红细胞中的血红蛋白具有运输O2和一部分CO2的功能。⑤有些蛋白质具有免疫功能。举例分析：2．蛋白质功能多样性能原因结构决定功能，蛋白质结构的多样性决定了其功能的多样性。【巩固1】蛋白质是细胞内最重要的生命物质之一，具有多样性和特异性，其结构与功能是相适应的。下列蛋白质类物质与其功能对应不正确的是()。A．胰岛素与调节B．抗体与免疫C．淀粉酶与运输D．血红蛋白与运输解析生物体内蛋白质功能很多。例如，起调节作用的激素，如胰岛素；起免疫作用的抗体；起催化作用的酶，如淀粉酶；起运输作用的血红蛋白等。答案C1．元素组成，有的还含有。2．结构通式蛋白质的基本单位——氨基酸C、H、O、NS3．结构特点一个中央碳原子上连接着一个、一个、一个H和一个。4．种类(1)分类依据：。(2)种类(约20种)非必需氨基酸氨基羧基R基团R基团不同必需氨基酸[思维激活2]玉米中含有丰富的谷氨酸，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。提示其中一个羧基和氨基连接在同一个中央碳原子上，另一个在R基团上。构成蛋白质的氨基酸结构上的共性和差异性(1)结构通式及各部分名称①结构上的共同点：至少都有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上(这两点是判断是否是组成生物体蛋白质的氨基酸的依据)。②结构上的区别在于R基团的不同(根据R基的不同可将氨基酸分为不同的种类)。(2)氨基酸的种类自然界中的氨基酸约有100多种，其中生物体内组成蛋白质的氨基酸约有20种。从营养学角度而言，这些氨基酸又分为必需氨基酸(人体细胞不能合成，必须从外界获取)和非必需氨基酸(人体细胞能合成)。拓展深化人体的必需氨基酸人体的必需氨基酸有8种，可巧记为“携一本两色书来家”，即携(缬氨酸)、一(异亮氨酸)、本(苯丙氨酸)、两(亮氨酸)、色(色氨酸)、书(苏氨酸)、来(赖氨酸)、家(甲硫氨酸)。注意：婴儿有9种，多出的一种是组氨酸。【巩固2】下列四个结构式中，属于构成蛋白质的氨基酸分子的是()。解析由氨基酸分子的结构通式可知，每个氨基酸分子至少含有一个氨基(－NH2)和一个羧基(－COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在中央碳原子上。题中A项只有氨基，没有羧基；B项只有羧基，没有氨基；C项的氨基和羧基不连接在同一个中央碳原子上，只有D项能正确表示构成蛋白质的氨基酸分子。答案D1．蛋白质的结构层次蛋白质的结构层次及其多样性具有独特的空间结构2．蛋白质多样性的原因①不同②不同③多种多样(1)氨基酸方面(2)肽链方面：组成蛋白质的多肽链具有各自独特的。[思维激活3]构成蛋白质的氨基酸约有20种，为什么形成的蛋白质有成千上万种呢？提示从氨基酸的数目、种类、排列顺序及蛋白质的空间结构角度分析。种类排列顺序空间结构数目氨基酸形成蛋白质的过程及其涉及的计算(1)氨基酸脱水缩合形成蛋白质的示意图由上图可以看出：①形成肽键时，相应的—COOH失去—OH，相应的—NH2失去—H，形成一分子H2O。②氨基酸之间以肽键相连形成多肽。③肽键结构式：或—CO—NH—。2．蛋白质形成过程中的有关计算(1)蛋白质分子量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数；蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18。具体见下表：肽链数目氨基酸数肽键数目脱去水分子数多肽链相对分子量氨基数目羧基数目1条mm－1m－1am－18(m－1)至少1个至少1个n条mm－nm－nam－18(m－n)至少n个至少n个注：氨基酸平均分子量为a。(2)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算①氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数－肽键数；②羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数－肽键数。名师提醒环状肽：对于m个氨基酸构成的环状肽(仍然叫m肽)，肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数。注意：环状肽主链中无游离的氨基和羧基，环状肽中氨基或羧基数取决于构成环状肽的氨基酸R基团中的氨基和羧基的数目。(3)蛋白质中含有N、O原子数的计算①N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数②O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数(4)蛋白质分子结构多样性的原因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氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同—□—○—○—□—○——○—□—○—□—○—④肽链空间结构不同，构成的蛋白质不同(5)氨基酸的排列与多肽种类的相关计算假若有A、B、C三种氨基酸，则由这三种氨基酸组成多肽的情况可分下列两种情形分析：①A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目不限的情况下，可形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类：(33＝27种)形成二肽的种类：(32＝9种)33333②A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类：(3×2×1＝6种)形成二肽的种类：(3×2＝6种)32132【巩固3】下列关于氨基酸和蛋白质的叙述中，错误的是()。A．甲硫氨酸的R基是－CH2－CH2－S－CH3，则它的分子式是C5H11O2NSB．分子式为C63H105O45N17S2的肽链化合物在形成过程中，最多脱去水分子的数目是16个C．两个氨基酸脱水缩合过程中失去的H2O中的氢来源于氨基和羧基中的氢D．如果有足量的三种氨基酸甲、乙、丙，则它们形成三肽种类最多有6种解析本题是对氨基酸和蛋白质的综合考查，包括氨基酸的结构通式、脱水缩合过程及多肽(或蛋白质)的多样性等方面。解答本题时可应用关于氨基酸和蛋白质的有关知识进行逐项分析筛选答案。C2H4O2N－R是氨基酸的分子通式，将R基上的原子数量与公用部分原子数量求和即可。脱水缩合过程氮原子数量不变，所以，17个氮原子最多可形成17个氨基酸，进而形成一个十七肽链，因此最多可脱去16个水分子。答案D蛋白质的变性蛋白质分子的不是很稳定，在特定条件下，蛋白质结构可。蛋白质变性的影响因素及其应用空间结构发生改变1．蛋白质变性的因素①重金属盐(汞盐、银盐等)；②酸、碱、乙醇、尿素；③高温；④X射线、紫外线等。2．蛋白质变性过程中发生的变化蛋白质变性过程中不发生肽键断裂，而主要发生空间结构的变化，使肽链由有序状态变为无序状态，溶解度降低易于形成沉淀。3．蛋白质变性的应用意义(1)加热或用乙醇处理可使细菌蛋白质变性而死亡，从而达到灭菌的目的；(2)为防止生物制品(如疫苗、抗毒血清等)变性，应将它们保存在适宜环境中。拓展深化变性：蛋白质在重金属盐(汞盐、银盐、铜盐)、酸、碱、乙醇、尿素等的存在下，或加热至70～100℃，或在X射线、紫外线等射线的作用下，其空间结构发生改变和破坏，导致蛋白质变性。蛋白质的变性具有不可逆性。【巩固4】鸡蛋是人类最好的营养来源之一，鸡蛋中含有大量的维生素和矿物质及有高生物价值的蛋白质，因此是人们常吃的食物之一。鸡蛋煮熟后，蛋白质变性失活，这是由于高温破坏了蛋白质的()。A．肽键B．肽链C．空间结构D．氨基酸解析蛋白质的功能主要取决于其特有的空间结构，高温使空间结构破坏，其功能也就丧失。答案C1．分类(1)，简称RNA；(2)，简称DNA。2．功能核酸是细胞中控制其的大分子。每个细胞中都有和。DNA中贮藏的控制着细胞的所有活动，并决定细胞和整个生物体的；RNA在合成时是必需的。核酸核糖核酸脱氧核糖核酸生命活动遗传信息遗传特性蛋白质DNARNA[思维激活4]是不是所有的生物都含有DNA和RNA呢？提示病毒不是，病毒只含一种核酸，即DNA或RNA。核酸分类及其功能(1)核酸的分类核酸分两类：一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；另一类是核糖核酸，简称RNA。(2)核酸的功能核酸是细胞中控制其生命活动的大分子，是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用，其中DNA中贮藏的遗传信息控制着细胞的所有活动，并决定细胞和整个生物体的遗传特性，RNA在合成蛋白质时是必需的。名师提醒①并不是所有的生物体内均含有DNA和RNA，病毒只含其中的一种。②在含有DNA和RNA的生物体中，DNA控制整个生物体的遗传特性；在只含有RNA的病毒中，其遗传特性由RNA控制。【巩固5】下列有关核酸的叙述，不正确的是()。A．核酸是生命的遗传物质B．核酸包括DNA和RNAC．核酸的基本组成单位是核苷酸D．核酸只存在于细胞核中解析核酸是生物遗传信息的携带者，是生物的遗传物质，分为DNA和RNA，其基本组成单位是核苷酸，DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中。答案D氨基酸的结构特点【例1】下列对于下列四种物质的叙述，正确的是()。A．甲、乙、丙、丁四种物质均是构成蛋白质的氨基酸B．甲和丁的R基团相同，均是—CH2—COOHC．R基团中可以有羧基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维导图：深度剖析甲虽然也有氨基和羧基，并且连接在同一个碳原子上，但氨基酸的结构通式中连接氨基和羧基的碳原子同时还连接着一个H，而甲中没有H，所以甲不是构成蛋白质的氨基酸，即甲没有H基团，同时也说明含有氨基和羧基的化合物不一定是构成蛋白质的氨基酸。丁是构成蛋白质的氨基酸，其R基团中含有羧基。答案C【例2】在下列物质中，若将其中能构成人体蛋白质的氨基酸通过脱水缩合而形成蛋白质分子，则此蛋白质分子中所含有的羧基、氨基和肽键的数目依次是()。脱水缩合及相关计算A．3、3、2B．4、3、3C．3、2、4D．2、2、2思维导图：深度剖析从氨基酸的概念和结构通式看，找出构成人体的氨基酸有：①②③④⑥，⑤因没有氨基与羧基连在同一个碳原子上而被淘汰；构成蛋白质的氨基酸，可脱水缩合成多肽。该多肽的羧基除肽链的游离端保留着一个，在③④的R基团上各有一个羧基；氨基除肽链的游离端保留着一个，在②的R基团上有一个。5个氨基酸脱水缩合共形成4个肽键。答案C【例3】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aB．a＋bC．aD．多于a思维导图：蛋白质分子结构的多样性及功能深度剖析错选的主要原因是：易错选项错因分析B项受题干设置陷阱误导。认为狼吃掉兔子后，狼体内的蛋白质的种类数是两生物体内蛋白质种类数的相加。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C项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种类的总和，而所问为“一个细胞中”蛋白质的种类，一个细胞中蛋白质的种类应少于所有细胞中蛋白质的种类，所以应少于a。答案A【例4】生物细胞中决定生物性状的物质是()。A．核糖核酸B．脱氧核糖核酸C．核苷酸D．氨基酸思维导图：核酸的功能深度剖析生物性状是受遗传物质控制的，有细胞结构的生物，其遗传物质一定是DNA，即脱氧核糖核酸。答案B规律方法决定细胞新陈代谢和整个生物体的遗传特性的是DNA，即脱氧核糖核酸，因为具有细胞结构的生物体(包括原核生物)的遗传物质都是DNA。技法必备根据意图的构建概念图以命题的形式显示概念间的意义联系，并用具体事例加以说明，来展示概念之间层次结构的示意图，有助于学习复杂概念时理清思路，指明方向。构建概念图的程序为(1)确定某个知识领域，列出其相关概念。(2)确定关键概念，