新教材人教版生物必修1学案第2章第4节蛋白质是生命活动的主要承担者含答案Word格式.docx

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催化作用

催化细胞内的多种化学反应

大多数酶等

运输作用

有些蛋白质具有运输功能

血红蛋白等

防御作用

能抵御侵入人体或高等动物体内的抗原物质

抗体等

二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸

1．种类

（1）在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。

（2）分类

①依据：

人体细胞能否合成。

②必需氨基酸：

8种。

人体细胞内不能合成，必须从外界环境中获取。

③非必需氨基酸：

13种。

人体细胞内能够合成，也可从外界环境中获取。

2．氨基酸的元素组成及结构特点

（1）组成氨基酸的共有元素是C、H、O、N，有的氨基酸含有S等元素。

（2）结构

①写出图中结构名称

a．氨基；

b、d．R基；

c．羧基。

②比较图中两种氨基酸，写出氨基酸分子的结构通式：

。

③氨基酸的结构特点

数量关系：

至少都含有一个氨基和一个羧基。

位置关系：

都有一个氨基和一个羧基连接在同一碳原子上。

各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。

三、蛋白质的结构及其多样性

1．氨基酸的脱水缩合

（1）此生理过程的名称是脱水缩合。

（2）写出字母代表的结构或名称：

a．肽键，b．二肽。

（3）判断产物H2O中原子的来源

（4）多肽中氨基或羧基的含量：

至少一个。

2．蛋白质的形成过程

元素：

C、H、O、N等

　↓

氨基酸：

蛋白质的基本组成单位

　↓脱水缩合

二肽：

由两个氨基酸分子缩合而成的化合物

多肽（链）：

由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，

通常呈链状结构

蛋白质：

具有一定的空间结构

3．蛋白质种类繁多的原因

在细胞中，组成一种蛋白质的氨基酸数目可能成千上万，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，因此，蛋白质分子的结构极其多样。

4．结构与功能的适应

（1）每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。

如镰状红细胞中的血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，运输氧的能力会大大削弱。

（2）蛋白质变性：

指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。

判断对错（正确的打“√”，错误的打“×

”）

1．人体需要的氨基酸称为必需氨基酸。

（　　）

2．不同氨基酸之间的差异是由R基引起的，21种氨基酸的理化性质是由R基决定的。

（　　）

3．每种氨基酸分子只含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上。

4．氨基、羧基、R基的书写格式分别是NH2、COOH、R。

（　　）

5．氨基酸种类、数量及排列顺序都相同的蛋白质是同一种蛋白质。

6．高温会使蛋白质的肽键断裂。

7．蛋白质的空间结构被破坏后，功能不变。

提示：

1．×

　必需氨基酸是指人体不能合成，必须从外界环境中获取的氨基酸。

2．√

3．×

　组成蛋白质的每种氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基。

4．×

　氨基羧酸、R基的书写格式应为—NH2、—COOH、—R。

5．×

　空间结构不同，蛋白质的结构不同。

6．×

　高温破坏蛋白质的空间结构，不破坏肽键。

7．×

　蛋白质的空间结构被破坏后，功能丧失。

　蛋白质的基本组成单位——氨基酸

1．氨基酸的结构通式及判断

（1）结构通式

（2）组成生物体蛋白质的氨基酸的判断标准

①数量标准：

至少有一个“—NH2”和一个“—COOH”。

“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系，“氨基酸”代表了其分子结构中主要的部分——氨基（碱性）和羧基（酸性），分子结构中缺少其一，都不是氨基酸。

如：

H2N—CH2—CH2OH⇨缺少—COOH

HOOC—CH2—CH2—COOH⇨缺少—NH2

②位置标准：

都有一个“—NH2”和一个“—COOH”连接在同一个碳原子（中心碳原子）上。

2．氨基与羧基的书写方法

项目

完整的写法

空间位置不同的写法

省略一些化学键的写法

氨基

羧基

提醒：

千万不要忘记在基团前面加“—”。

营养学家认为，最好的饮食其实是平衡膳食，要增加食物的多样性和均衡性，五谷杂粮、肉类等要均衡。

试从氨基酸角度分析平衡膳食的合理性。

组成蛋白质的氨基酸有必需氨基酸和非必需氨基酸两类，必需氨基酸人体细胞不能合成，只能从外界环境中获取，平衡膳食可保证人体对必需氨基酸的摄入，利于身体健康。

1．如图为3种氨基酸的结构简式，相关叙述正确的是（　　）

A．甘氨酸的R基为—CH2，丙氨酸的R基为—CH3

B．由图可知不同氨基酸的R基不同，所以人体内氨基酸的R基有上百种

C．R基中可以有氨基和羧基

D．一分子谷氨酸中含有两个羧基，羧基表示为

C　[甘氨酸的R基为—H，A项错误；

构成生物体蛋白质的氨基酸有21种，R基也有21种，B项错误；

每个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，多出的氨基和羧基就存在于R基中，C项正确；

羧基可表示为—COOH或，D项错误。

]

2．下列哪项不是构成人体蛋白质的氨基酸（　　）

B　[构成人体蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且连接在同一个碳原子上，B项中的氨基和羧基没有连接在同一个碳原子上，因此不是构成人体蛋白质的氨基酸。

氨基酸的通式的特点巧记

（1）通式中的中心碳原子的一变三不变：

R基可变，氨基、羧基和H原子不变。

（2）氨基酸的理化性质不同主要与R基不同有关。

　蛋白质的结构及其多样

1．蛋白质的结构多样性

2．多肽中氨基数、羧基数、氨基酸数、肽键数和脱水数的计算

氨基酸平均相对分子质量

氨基酸数目

肽键数目

脱去水分子数目

多肽或蛋白质相对分子质量

氨基数目

羧基数目

一条肽链

a

n

n－1

na－18×

（n－1）

至少1个

m条肽链

n－m

（n－m）

至少m个

环状多肽

na－18n

最少为0

哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压素具有升高血压和减少排尿的作用。

两者结构简式如图所示，其中各氨基酸残基用3个字母缩写表示。

（1）结合图示，分析催产素与加压素功能不同的原因。

（2）依据催产素的结构简式图，某同学认为催产素所含游离氨基数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关。

你是否同意他的说法？

说出你的理由。

（1）两种激素间有2个氨基酸种类不同。

（2）同意。

不同的氨基酸中游离的氨基数目不同，所以催产素含游离氨基数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关。

3．如图表示一个由三条多肽链形成的蛋白质分子，共含271个氨基酸，图中每条虚线表示由两个R基中的巯基（—SH）脱氢形成一个二硫键（—S—S—）。

下列相关叙述不正确的是（　　）

A．组成该分子的氨基酸最多有21种

B．氨基酸合成该分子后相对分子质量减少了4824

C．该分子至少含有3个游离的氨基

D．该物质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应

B　[组成蛋白质的氨基酸最多有21种，A正确；

由271个氨基酸合成该蛋白质分子时，脱去268个水分子，同时在形成4个二硫键时脱去8个氢，即减少的相对分子质量为268×

18＋8＝4832，B错误；

该分子由三条多肽链组成，至少含有3个游离的氨基，C正确；

蛋白质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应，D正确。

4．某条四十肽中有丙氨酸4个（相应位置如图），现脱掉其中的丙氨酸，得到四条多肽链和五个游离氨基酸。

下列有关叙述错误的是（　　）

A．该四十肽水解得到的产物，比原四十肽增加了4个氧原子

B．若水解得到的多肽链共有5个羧基，则必有1个羧基在R基上

C．若将得到的游离氨基酸缩合成五肽，则氨基酸序列有5种可能

D．若将得到的四条多肽链连接成一条长链，则会新生成3个肽键

A　[脱掉这4个丙氨酸需断开8个肽键，每断开1个肽键需要1分子水，因此氧原子数目增加8个，A错误；

若不考虑R基中的羧基，则4条多肽链含有4个羧基，若新生成的4条多肽链总共有5个羧基，那么其中必有1个羧基在R基上，B正确；

得到的5个氨基酸中有4个均为丙氨酸，因此将这5个氨基酸缩合成五肽，则有5种不同的氨基酸序列，C正确；

将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，将脱去3个H2O，形成3个肽键，D正确。

蛋白质相关计算的三个技巧

（1）蛋白质的水解可看作蛋白质合成的逆过程，即合成过程中脱去水分子的数目，就是水解过程中需加入水分子的数目。

（2）若肽链间有二硫键（—S—S—），则蛋白质的相对分子质量＝na－18（n－m）－2k（k为二硫键的个数，n为氨基酸数，m为肽链数，a为氨基酸的平均相对分子质量）。

（3）涉及多肽结构图的问题，首先，从图中准确辨认出肽键；

其次，确定图中共有多少个氨基酸及每个氨基酸的R基，尤其注意R基上有无氨基、羧基；

最后审清题目，按要求解答。

1965年，中国科学院上海生物化学研究所、北京大学和中国科学院上海有机化学研究所的科学家通力合作，在经历了多次失败后，第一次用人工方法合成了具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素。

牛胰岛素的平面结构如图所示：

通过对材料的分析知：

结晶牛胰岛素是具有生物活性的蛋白质，由其平面结构知其由51个氨基酸形成的两条链组成，因此形成科学思维的学科素养。

（1）细胞中，氨基酸在形成牛胰岛素时，进行何种反应？

脱去多少分子的水？

氨基酸之间以何种化学键相连？

（科学思维）

氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链。

由图可知，牛胰岛素含有两条肽链，共由51个氨基酸组成，所以在形成过程中脱去49个水分子。

氨基酸之间以肽键相连。

（2）如果氨基酸的平均相对分子质量为128，则牛胰岛素的相对分子质量是多少？

由图可知，氨基酸之间形成了3个二硫键，每个二硫键是由两个—SH脱去两个H形成的，所以牛胰岛素的相对分子质量为51×

128－18×

（51－2）－3×

2＝5640。

[课堂小结]

知识网络构建

核心语句背诵

1．蛋白质是生命活动的主要承担者。

2．蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能。

3．氨基酸是组成蛋白质的基本单位。

4．每种氨基酸至少含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。

5．蛋白质多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及肽链形成的空间结构不同。

6．我国科