2021_2022學(xué)年高中生物第2章組成細(xì)胞的分子第2節(jié)生命活動的主要承擔(dān)者_(dá)_蛋白質(zhì)學(xué)案新人教版必修1

1、第2節(jié)生命活動的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)核 心 素 養(yǎng)1.說出氨基酸的結(jié)構(gòu)特點。(重點)2說明蛋白質(zhì)的形成過程、結(jié)構(gòu)和功能。(重點)3認(rèn)同蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。1.通過對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性決定功能多樣性的學(xué)習(xí)，形成結(jié)構(gòu)決定功能的生命觀。2通過對蛋白質(zhì)合成及相關(guān)計算學(xué)習(xí)，養(yǎng)成歸納與演繹的科學(xué)思維方式。一、氨基酸及其種類1種類：組成蛋白質(zhì)的氨基酸大約有20種2結(jié)構(gòu)(1)寫出圖中結(jié)構(gòu)名稱a氨基；b、dR基；c羧基。(2)比較圖中兩種氨基酸，寫出氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式：。(3)氨基酸的結(jié)構(gòu)特點數(shù)量關(guān)系：至少都含有一個氨基和一個羧基。位置關(guān)系：都有一個氨基和一個羧基連接在同一碳原子上。各種氨基

2、酸之間的區(qū)別在于R基的不同。二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性1氨基酸的脫水縮合(1)此生理過程的名稱是脫水縮合。(2)寫出字母代表的結(jié)構(gòu)或名稱：a.肽鍵，b.二肽。2蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次3結(jié)構(gòu)多樣性(1)氨基酸方面：氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序不同。(2)肽鏈方面：肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別。三、蛋白質(zhì)的功能1將下列實例與相應(yīng)的蛋白質(zhì)功能連接起來連線功能 實例結(jié)構(gòu)蛋白 a血紅蛋白催化 B胰島素等蛋白質(zhì)類激素運(yùn)輸 c抗體信息傳遞、調(diào)節(jié) d絕大多數(shù)酶防御 e肌肉蛋白運(yùn)動 f羽毛、肌肉、頭發(fā)等提示：fdabce2一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。1人體需要的氨基酸稱

3、為必需氨基酸。()2不同氨基酸之間的差異是由R基引起的，20種氨基酸的理化性質(zhì)是由R基決定的。()3每種氨基酸分子只含有一個氨基和一個羧基，且都連在同一個碳原子上。()4氨基、羧基、R基的書寫格式分別是NH2、COOH、R。()5氨基酸種類、數(shù)量及排列順序都相同的蛋白質(zhì)是同一種蛋白質(zhì)。()6高溫會使蛋白質(zhì)的肽鍵斷裂。()7蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)破壞后，功能不變。()提示：1.必需氨基酸是指人體不能合成，必須從外界環(huán)境中直接吸收的氨基酸。23每種氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基。4書寫格式應(yīng)為NH2，COOH，R。5空間結(jié)構(gòu)不同，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同。6高溫破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，不破壞肽鍵。7蛋白質(zhì)的空間

4、結(jié)構(gòu)破壞后，功能喪失。組成蛋白質(zhì)的氨基酸 問題探究1若組成蛋白質(zhì)的氨基酸中不止一個氨基或羧基，多出的氨基或羧基可能在什么位置？提示：在R基上。2判斷構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的依據(jù)有哪些？提示：構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸必須具備兩個條件：(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。 1氨基酸的組成元素基本組成元素是C、H、O、N，有的含有S等元素。2氨基酸的結(jié)構(gòu)通式及判斷(1)結(jié)構(gòu)通式(2)兩個判斷標(biāo)準(zhǔn)一個數(shù)目標(biāo)準(zhǔn)：至少含有一個氨基(NH2)和一個羧基(COOH)。

5、一個位置標(biāo)準(zhǔn)：至少有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，且這個碳原子上還連接一個氫原子(H)和一個R基。3氨基酸的分類組成蛋白質(zhì)的氨基酸根據(jù)能否在人體內(nèi)合成，分為必需氨基酸和非必需氨基酸。(1)必需氨基酸：人體細(xì)胞中不能合成，必須從食物中獲取，共8種（嬰兒有9種）。(2)非必需氨基酸：既可以從食物中獲得，又可以在人體內(nèi)由其他化合物轉(zhuǎn)化而來，共12種。易錯提醒：組成蛋白質(zhì)的氨基酸書寫的兩點提醒(1)“中心碳原子”有四個鄰居，其中三個固定不變，即NH2、COOH、H，還有一個是可變的R。(2)氨基、羧基和R基的正確書寫格式：NH2、COOH、R(不要忘記前面要有短線“”)。1關(guān)于人體氨基酸的敘

6、述，正確的是()A人體內(nèi)所有蛋白質(zhì)都由20種氨基酸構(gòu)成B只要含有氨基和羧基的分子就是組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸C不同氨基酸的R基一定不同D非必需氨基酸不能在人體中合成C人體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種，并不是每種蛋白質(zhì)都由20種氨基酸構(gòu)成，A錯誤；組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基，且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，B錯誤；氨基酸的不同在于R基的不同，C正確；非必需氨基酸能在人體內(nèi)合成，不能在人體內(nèi)合成的氨基酸是必需氨基酸，D錯誤。2下列哪項不是構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸()B構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基，且連接在同一個碳原子上，B項中的氨基和羧基

7、沒有連接在同一個碳原子上，因此不是構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸。氨基酸的脫水縮合問題探究1結(jié)合脫水縮合過程，分析失去的水分子中的氫和氧元素的來源，肽鍵和失去水分子的數(shù)量關(guān)系。提示：(1)氫來源于NH2和COOH，氧來源于COOH。(2)形成肽鍵數(shù)失去水分子數(shù)。2據(jù)下圖思考問題：多肽中R1中含有氨基，R2中含有羧基，它們能參與脫水縮合嗎？提示：不能。參與脫水縮合的分別是兩個氨基酸中與中心碳原子相連的氨基和羧基。一般而言，R基中的氨基和羧基不參與脫水縮合。3(1)如果把一個氨基酸比作一個同學(xué)，四個同學(xué)手牽手形成的3個“手結(jié)”就相當(dāng)于肽鍵，如圖所示：，那么10個氨基酸(同學(xué))形成一條肽鏈時，脫掉幾個水分子

8、？形成幾個肽鍵？提示：肽鍵數(shù)失去的水分子數(shù)1019。(2)若n個氨基酸形成m條肽鏈呢？提示：肽鍵數(shù)失去水分子數(shù)nm。(3)試總結(jié)形成肽鍵數(shù)與氨基酸數(shù)和肽鏈條數(shù)的關(guān)系。提示：肽鍵數(shù)失去水分子數(shù)氨基酸數(shù)肽鏈條數(shù)。4(1)一條肽鏈中至少含有多少個游離的NH2和COOH？若m條肽鏈呢？為什么是至少？提示：1個；m個。因為R基中可能含有NH2或COOH。(2)試總結(jié)蛋白質(zhì)中至少含有游離氨基數(shù)和游離羧基數(shù)與肽鏈條數(shù)的關(guān)系。提示：至少含有的游離氨基數(shù)或羧基數(shù)肽鏈條數(shù)。 1脫水縮合過程圖解(1)參與脫水縮合的部位：一個氨基酸連在中心碳原子上的氨基和另一個氨基酸連在中心碳原子上的羧基。(2)游離的氨基和羧基：一

9、條肽鏈上至少有一個游離的NH2和一個游離的COOH，并分別位于肽鏈的兩端。(3)R基中的NH2或COOH：不參與肽鍵的形成。2氨基酸形成蛋白質(zhì)的相關(guān)數(shù)量計算規(guī)律假設(shè)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：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1n1n1至少1個至少1個mnmnm至少m個至少m個3.蛋白質(zhì)中氨基和羧基的數(shù)量計算方法(1)當(dāng)R基中不存在氨基和羧基時，每一條肽鏈中含有一個氨基和一個羧基。(2)當(dāng)R基中存在氨基和羧基時，由于R基不參與脫水縮合，所以每一條肽鏈中含有的氨基數(shù)或羧基數(shù)就等于1R基中的氨基數(shù)或羧基數(shù)。1免疫球蛋白IgG的結(jié)構(gòu)如圖所示，其

10、中SS表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵。若該IgG由m個氨基酸構(gòu)成，則該IgG有肽鍵數(shù)()Am個 B(m1)個C(m2)個 D(m4)個D由氨基酸脫水縮合成蛋白質(zhì)的過程中，存在這樣的關(guān)系：肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)(對于非環(huán)狀多肽而言)。從圖中給出的信息可以判斷出IgG的結(jié)構(gòu)中有4條肽鏈，由于共有m個氨基酸，因此可以得出肽鍵的數(shù)量為(m4)個。2下列有關(guān)如圖所示多肽的敘述中，錯誤的是()A由4個氨基酸脫水縮合而成B有1個游離的氨基、2個游離的羧基C有4種不同的側(cè)鏈基團(tuán)D含有3個肽鍵C分析圖解可知，圖中多肽有三個肽鍵(CONH)，即由4個氨基酸脫水縮合而成，A正確； 分析題圖可知該多肽有1個游

11、離的氨基、2個游離的羧基，B正確；圖中有3種不同的側(cè)鏈基團(tuán)，C錯誤； 分析題圖可知，圖中含有3個肽鍵，D正確。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能問題探究1假若有A、B、C三種氨基酸，且數(shù)量足夠多，借助數(shù)學(xué)知識分析由這三種氨基酸形成的二肽、三肽的種類各是多少？提示：形成二肽的種類：329種；形成三肽的種類：3327種。2朊病毒蛋白(PrP)有兩種：一種是PrPc，另一種是PrPsc。PrPsc是由PrPc轉(zhuǎn)變形成的，它們的比較如下表所示：朊病毒蛋白項目PrPcPrPsc空間結(jié)構(gòu)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)表現(xiàn)出不同性質(zhì)的直接原因是什么？提示：蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同。3吃熟雞蛋容易消化，

12、道理是什么？提示：高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。4營養(yǎng)不良會出現(xiàn)貧血和免疫力下降等現(xiàn)象，試從蛋白質(zhì)的功能角度分析原因。提示：營養(yǎng)不良導(dǎo)致蛋白質(zhì)攝入不足，影響血紅蛋白和抗體的合成。血紅蛋白具有運(yùn)輸O2的功能，抗體具有免疫功能。 1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性與功能多樣性的關(guān)系2蛋白質(zhì)的三種變化(1)鹽析：是由溶解度的變化引起的，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化。(2)變性：是由于高溫、過酸、過堿、重金屬等因素導(dǎo)致的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了不可逆的變化，肽鏈變得松散，喪失了生物活性，但是肽鍵一般不斷裂。(3)水解：在蛋白酶作用下，肽鍵斷裂，蛋白質(zhì)分解為短肽和氨基酸。水解和脫水縮合的過程

13、相反。易錯提醒：多肽蛋白質(zhì)(1)多肽是由多個氨基酸分子縮合而成的，也叫做肽鏈，一般沒有生物活性。(2)蛋白質(zhì)是由一條或幾條肽鏈組成的，肽鏈經(jīng)盤曲、折疊而形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，才具有生物活性。1有關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的敘述，錯誤的是()A蛋白質(zhì)的生物活性與蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)B數(shù)量相同的5種氨基酸可以組成不同的多肽鏈C將抗體溶于NaCl溶液中會造成其生物活性的喪失D氨基酸序列相同的多肽鏈可折疊成不同的空間結(jié)構(gòu)C蛋白質(zhì)種類多樣性取決于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈條數(shù)以及蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)；蛋白質(zhì)的生物活性與蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時，其生物活性也發(fā)生改變

14、，A正確；數(shù)量相同的5種氨基酸種類可能不同，排列順序也可能不同，因此可以組成不同的多肽鏈，B正確；抗體化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)溶解在NaCl溶液中，其結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變，因此生物活性不會喪失，C錯誤；氨基酸序列相同的多肽鏈折疊方式可不同，形成的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)不同，D正確。(1)哪些因素會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，使其喪失生物活性？提示：高溫、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿。(2)煮熟的雞蛋，恢復(fù)常溫不能變成蛋清。冷凍的雞蛋恢復(fù)常溫還能變成蛋清。由此分析低溫和高溫對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響是否相同？提示：不同高溫會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，低溫不破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。(3)溶解在NaCl溶液中的蛋白質(zhì)析出后其生物活性會改變嗎？提示：

15、溶解在NaCl溶液中的蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)沒有改變，析出后生物活性也不會改變。2下列關(guān)于蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)與功能的敘述，錯誤的是()A不同蛋白質(zhì)含有的氨基酸數(shù)量不完全相同B有些結(jié)構(gòu)不同的蛋白質(zhì)具有相似的功能C組成蛋白質(zhì)的氨基酸可按不同排列順序脫水縮合D組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間只通過脫水縮合進(jìn)行連接D不同蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能不同，故所含有的氨基酸的數(shù)量不完全相同，A正確；結(jié)構(gòu)不同的蛋白質(zhì)可能具有相似的功能，如唾液淀粉酶和胰淀粉酶，結(jié)構(gòu)不同，但都能催化淀粉水解，B正確；不同的蛋白質(zhì)，其組成的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序不同，因而在合成蛋白質(zhì)時，氨基酸可按不同的排列順序脫水縮合，C正確；蛋白質(zhì)中的氨基酸多數(shù)通過

16、脫水縮合相連，但鏈之間可以通過其他的鍵連接，如二硫肽鍵，D錯誤。課堂小結(jié)知 識 網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu) 建核 心 語 句 歸 納1.氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位。2.每種氨基酸分子至少含有一個氨基和一個羧基，且都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。3.蛋白質(zhì)多樣性的原因：組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序不同，以及肽鏈形成的空間結(jié)構(gòu)不同。4.蛋白質(zhì)是組成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)，具有催化、運(yùn)輸、調(diào)節(jié)和免疫等功能。5.蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。1從氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式看，組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸的區(qū)別是()ANH2不同 BR基不同CCOOH不同 DH不同答案B2如果一個氨基酸分子的結(jié)構(gòu)中有兩個羧基，

17、那么這兩個羧基分別位于()A碳原子上和氨基上 B羧基上和R基上C氨基上和R基上 D中心碳原子上和R基上答案D3氨基酸脫水縮合而成的化合物稱為肽。下列關(guān)于二肽的敘述正確的是()A含兩個肽鍵的化合物B由兩個氨基酸脫水后縮合而成的化合物C含兩個肽鏈的化合物D由兩種氨基酸脫水后縮合而成的化合物答案B4兩個氨基酸縮合成二肽并生成水，這個水分子中的氫原子和氧原子分別來自氨基酸的()A氨基、羧基 B羧基、氫基CR基、氨基和羧基 D氨基和羧基、羧基D氨基酸脫水縮合所產(chǎn)生的水中，氫來自氨基和羧基，氧只來自羧基。5組成蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的層次由低到高依次是()AC、H、O、N等元素氨基酸二肽多肽鏈形成一定的空間結(jié)構(gòu)BC、H、O、N等元素氨基酸多肽鏈二肽形成一定的空間結(jié)構(gòu)CC、H、O、N等元素二肽多肽鏈形成一定的空間結(jié)構(gòu)D氨基酸二肽多肽鏈形成一定的空間結(jié)構(gòu)A由C、H、O、N等元素組成氨基酸，兩個氨基酸脫水縮合形成二肽，多個氨基酸脫水縮合形成多肽鏈，多肽鏈通過盤曲折疊形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，因此組成蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的層次由低到高依次是C、H、O、N等元素氨基酸二肽多肽鏈形成一定的空間結(jié)構(gòu)。故選A。6根據(jù)下圖所示