2019-2020学年新教材高中生物 第2章 组成细胞的分子 2-4 蛋白质是生命活动的主要承担者课

组成细胞的分子第二章第4节蛋白质是生命活动的主要承担者1．概述蛋白质的功能，从宏观上认识蛋白质。2．掌握氨基酸的结构特点并构建氨基酸形成蛋白质的过程，进一步从微观上认识蛋白质。3．理解蛋白质的功能多样性取决于其结构的多样性，初步建立结构与功能相适应的观念。1．这种缝合线的主要成分是胶原蛋白，能被人体降解而吸收。2．这种缝合线发生水解反应产生氨基酸后才能被吸收。蛋白质的基本组成单位为氨基酸。课前自主预习知识点1蛋白质的功能请仔细阅读教材第28～29页，完成下面的问题。1．含量：组成细胞的有机物中含量最多的是。蛋白质2．蛋白质功能的多样性知识点2蛋白质的基本组成单位——氨基酸请仔细阅读教材第29～30页，完成下面的问题。1．种类在生物体中组成蛋白质的氨基酸共有种。(1)非必需氨基酸：在人和动物体内能够合成。(2)必需氨基酸：人和动物体的细胞不能合成，只能从中获取的氨基酸，人体中有种，它们是。21外界环境8苯丙氨酸、色氨酸、赖氨酸、蛋(甲硫)氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸2.结构(1)组成元素：主要是。(2)图中结构的名称：①；②；③。(3)结构通式：。C、H、O、N氨基羧基R基3．结构特点每种氨基酸分子至少都含有一个(—NH2)和一个(—COOH)，并且都有一个和一个连接在同一个上。各种氨基酸之间的区别在于的不同。氨基羧基氨基羧基碳原子R基知识点3蛋白质的结构及其多样性请仔细阅读教材第30～32页，完成下面的问题。1．蛋白质的结构层次2．脱水缩合的过程(1)过程①名称：。(2)物质②名称：。(3)结构③名称：，其结构简式为。脱水缩合二肽肽键3．蛋白质结构多样性的原因(1)氨基酸的不同。(2)氨基酸的不同。(3)氨基酸的不同。(4)肽链的不同。种类数目排列顺序数目和空间结构4．蛋白质的变性(1)概念：蛋白质变性是指蛋白质在某些因素作用下其特定的被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性的现象。(2)应用：①鸡蛋、肉类煮熟后由于高温使蛋白质分子的空间结构变得松散，易于被水解，因而易于消化。②经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的，可以达到消毒、灭菌的目的。物理和化学空间构象丧失蛋白酶蛋白质变性课堂互动探究要点一蛋白质的基本组成单位——氨基酸1.氨基酸的组成元素基本组成元素是C、H、O、N，有的含有S等元素。2．氨基酸的结构通式及判断(1)结构通式(2)两个判断标准①一个数目标准：至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)。②一个位置标准：都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，且这个碳原子上还连接一个氢原子(—H)和一个R基。【典例1】下列是四个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、O、NB．上述四种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH、—CH2COOHC．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[解析]构成蛋白质的氨基酸，氨基和羧基必须连在同一个碳原子上，故D错。[答案]D构成蛋白质的氨基酸的考点掌握：1氨基酸的基本组成元素；2氨基酸的结构通式；3氨基酸的结构特点。[针对训练1]已知一种氨基酸的R基是—CH2—OH，在这种氨基酸分子中，含有C、H、O的原子数分别是()A．3、4、7B．3、7、3C．7、1、4D．4、3、7[解析]每个氨基酸分子要有一个—NH2、一个—COOH和一个H连在同一个碳原子上。故含有C、H、O的原子数是3、7、3，故选B。[答案]B要点二氨基酸分子相互结合的方式——脱水缩合1.脱水缩合过程图解(1)参与脱水缩合的部位：一个氨基酸连在中心碳原子上的氨基和另一个氨基酸连在中心碳原子上的羧基。(2)游离的氨基和羧基：一条肽链上至少有一个游离的—NH2和一个游离的—COOH，并分别位于肽链的两端。(3)R基中的—NH2或—COOH：不参与肽键的形成。2．相关公式(1)蛋白质中的肽键数＝缩合产生的水分子数＝水解所需要的水分子数＝氨基酸数－肽链数。(2)蛋白质相对分子质量＝氨基酸分子数×氨基酸平均相对分子质量－18×脱去的水分子数。3．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条肽链或m条肽链，则：形成肽链数形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽相对分子质量1n－1n－1至少1个至少1个na－18(n－1)mn－mn－m至少m个至少m个na－18(n－m)4.蛋白质中氨基和羧基的数量计算方法(1)当R基中不存在氨基和羧基时，每一条肽链中含有一个氨基和一个羧基。(2)当R基中存在氨基和羧基时，由于R基不参与脱水缩合，所以每一条肽链中含有的氨基数或羧基数就等于1＋R基中的氨基数或羧基数。【典例2】根据如图化合物的结构分析回答：(1)该化合物中，①表示________，⑦表示________。(2)该化合物由________个氨基酸失去________个水分子而形成，这种反应叫做________。(3)该化合物中的氨基酸种类不同，是由________决定的，其编号是________。(4)该化合物称为________，含________个肽键，编号是________。[解析]蛋白质是由许多氨基酸分子互相连接而成的。每种氨基酸至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并连接在同一个碳原子上。组成蛋白质的氨基酸有21种，不同的氨基酸分子，具有不同的R基团。一个氨基酸分子的氨基和另一个氨基酸分子的羧基相连，脱去一分子的水，通过肽键(—NH—CO—)缩合而成的化合物，叫做二肽。本题所示的是由四个氨基酸分子，脱去三个水分子而形成的化合物，叫四肽。[答案](1)氨基羧基(2)四三脱水缩合(3)R基团②④⑧⑨(4)四肽三③⑤⑥蛋白质形成的四个“一”[针对训练2]免疫球蛋白IgG的结构如右图所示，其中—S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该IgG由m个氨基酸构成，则该IgG有肽键数()A．m个B．(m＋1)个C．(m－2)个D．(m－4)个[解析]由氨基酸脱水缩合成蛋白质的过程中，存在这样的关系：肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数(对于非环状多肽而言)。从图中给出的信息可以判断出IgG的结构中有4条肽链，由于共有m个氨基酸，因此可以得出肽键的数量为(m－4)个。[答案]D要点三蛋白质结构多样性与功能多样性的关系【典例3】催产素、血管舒张素都是含有9个氨基酸的多肽，但生理功能不同。主要原因可能是两种多肽的()①氨基酸种类不同②氨基酸排列顺序不同③氨基酸结合方式不同④在细胞内合成的场所不同A．①②B．③④C．①③D．②④[解析]组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的空间结构的不同是造成蛋白质分子多样性的主要原因。虽然催产素、血管舒张素具有相同的氨基酸个数，但是可能由于氨基酸种类、排列顺序及肽链的空间结构不同造成二者结构的差异，进一步导致了二者生理功能的差异，①②正确。氨基酸均通过脱水缩合的方式结合，蛋白质合成的场所都是在核糖体上，③④错误。[答案]A生物界普遍存在的道理结构决定功能，即生物体具有什么样的结构，才能行使对应的功能。造成蛋白质结构不同的原因除了氨基酸的数目，还要牢记氨基酸的种类、排列顺序以及肽链的空间结构也是其原因。[针对训练3]如图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示分析正确的是()A．一个蛋白质分子只含一条多肽链B．①过程有水产生C．多肽中B的数目等于C的数目D．蛋白质功能的多样性导致蛋白质结构的多样性[解析]一个蛋白质分子中可能含有多条多肽链；①过程表示氨基酸脱水缩合，会产生水；链状多肽中B(氨基酸)的数目为C(肽键)的数目加上1；蛋白质的结构决定蛋白质的功能。[答案]B附：练习与应用参考答案一、概念检测1．(1)√(2)×(3)×(4)√2.A3.A4.B二、拓展应用1．略。合理即可。2．(1)544(2)略(3)不会结构决定功能，结构改变了会导致功能发生变化。3．必需氨基酸是人体不能自身合成的，只能从食物中获取，所以蛋白质类食物中必需氨基酸的种类和含量越多，说明营养价值越高。