同步新教材人教生物必修一新突破講義：第2章 第4節(jié)　蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者 Word版含答案

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1、 第4節(jié)　蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者 學(xué)習(xí)目標(biāo) 核心素養(yǎng) 1．認(rèn)同蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。 2．說(shuō)出氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。(重點(diǎn)) 3．說(shuō)明蛋白質(zhì)的形成過(guò)程、結(jié)構(gòu)和功能。(重點(diǎn)) 1．通過(guò)對(duì)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(guò)對(duì)蛋白質(zhì)合成及相關(guān)計(jì)算學(xué)習(xí)，養(yǎng)成歸納與演繹的科學(xué)思維方式。 一、蛋白質(zhì)的功能 1．將下列實(shí)例與相應(yīng)的蛋白質(zhì)功能連接起來(lái)[連線] 　功能　　　　　　　　　實(shí)例 ①結(jié)構(gòu)蛋白 a．血紅蛋白 ②催化 b．胰島素等蛋白質(zhì)類激素 ③運(yùn)輸 c．抗體 ④信息傳遞、調(diào)節(jié) d．絕大多數(shù)酶 ⑤防御 e．肌

2、肉蛋白 ⑥運(yùn)動(dòng) f．羽毛、肌肉、頭發(fā)等 提示：①－f?、冢璬　③－a　④－b?、荩璫　⑥－e 2．一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。 二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸 1．種類：組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種 2．結(jié)構(gòu) (1)寫出圖中結(jié)構(gòu)名稱 a．氨基；b、d：R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(diǎn) ①數(shù)量關(guān)系：至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基。 ②位置關(guān)系：都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一碳原子上。 ③各種氨基酸之間的區(qū)別在于R基的不同。 三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性

3、1．氨基酸的脫水縮合 (1)此生理過(guò)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。 (3)由多個(gè)氨基酸通過(guò)該過(guò)程形成的化合物，通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫作肽鏈。 2．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次 氨基酸多肽蛋白質(zhì)。 3．結(jié)構(gòu)多樣性 (1)氨基酸方面：氨基酸的種類、數(shù)目、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(wàn)別。 1．人體需要的氨基酸稱為必需氨基酸。 (　　) 2．不同氨基酸之間的差異是由R基引起的，21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(gè)氨基和一個(gè)羧基，且都連在同一個(gè)碳原子上。

4、 (　　) 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(huì)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。 2．√ 3．×　組成蛋白質(zhì)的每種氨基酸至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)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)的空間結(jié)構(gòu)破壞后，功能喪

5、失。 蛋白質(zhì)的功能 [問(wèn)題探究] 1．朊病毒蛋白(PrP)有兩種：一種是PrPc，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(xiàng)目　　　　　 PrPc PrPsc 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。 2．吃熟雞蛋容易消化，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。 3．營(yíng)養(yǎng)不良會(huì)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(yíng)養(yǎng)不良

6、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。 [歸納總結(jié)] 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性與功能多樣性的關(guān)系 1．下列關(guān)于蛋白質(zhì)功能的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì) B．參與人體的免疫活動(dòng) C．參與生物體內(nèi)的信息傳遞 D．決定生物的遺傳性狀 D　[參與構(gòu)建細(xì)胞和生物體是蛋白質(zhì)的功能之一，如結(jié)構(gòu)蛋白，A正確；參與人體的免疫活動(dòng)是蛋白質(zhì)的功能之一，如抗體，B正確；參與生物體的信息傳遞、調(diào)節(jié)機(jī)體生命活動(dòng)是蛋白質(zhì)的功能之一，如胰

7、島素，C正確；生物的遺傳性狀是由核酸控制的，核酸通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成控制生物的性狀，D錯(cuò)誤。] 　(1)哪些因素會(huì)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(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響是否相同？ 提示：高溫會(huì)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(huì)改變嗎？ 提示：溶解在NaCl溶液中的蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)沒(méi)有改變，析出后生物活性也不會(huì)改變。 2．下列關(guān)于蛋白質(zhì)功能的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生

8、物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)，稱為結(jié)構(gòu)蛋白 B．有些蛋白質(zhì)起信息傳遞作用，能夠調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng)，如體內(nèi)的各種酶 C．人體內(nèi)的抗體是蛋白質(zhì)，可以幫助人體抵御病菌和病毒等的侵害 D．一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者 B　[羽毛、頭發(fā)等結(jié)構(gòu)的主要成分是蛋白質(zhì)，稱為結(jié)構(gòu)蛋白，A正確；體內(nèi)的各種酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，酶在體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)中起催化作用(不是信息傳遞和調(diào)節(jié)作用)，B錯(cuò)誤；人體內(nèi)的抗體是蛋白質(zhì)，可以幫助人體抵御病菌和病毒等的侵害，體現(xiàn)了蛋白質(zhì)的免疫功能，C正確；一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣，在細(xì)胞中承擔(dān)的功能也多樣，D正確。

9、] 組成蛋白質(zhì)的氨基酸 [問(wèn)題探究] 1．若組成蛋白質(zhì)的氨基酸中不止一個(gè)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(gè)條件： (1)至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基； (2)都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上。 3．谷氨酸的R基為—C3H5O2，在一個(gè)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。 [歸納總結(jié)] 1．氨基酸的組成元素 基本組成元素是C、

10、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(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn) ①一個(gè)數(shù)目標(biāo)準(zhǔn)：至少含有一個(gè)氨基(—NH2)和一個(gè)羧基(—COOH)。 ②一個(gè)位置標(biāo)準(zhǔn)：至少有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上，且這個(gè)碳原子上還連接一個(gè)氫原子(—H)和一個(gè)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。 (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(lái)，共13種。 易錯(cuò)提醒：組成蛋白質(zhì)的氨基酸書寫的兩點(diǎn)提醒

11、(1)“中心碳原子”有四個(gè)鄰居，其中三個(gè)固定不變，即—NH2、—COOH、—H，還有一個(gè)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)于人體氨基酸的敘述，正確的是(　　) A．人體內(nèi)所有蛋白質(zhì)都由21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)的氨基酸有21種，并不是每種蛋白質(zhì)都由21種氨基酸構(gòu)成，A錯(cuò)誤；組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同

12、一個(gè)碳原子上，B錯(cuò)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(cuò)誤。] 2．下列哪項(xiàng)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(gè)氨基和一個(gè)羧基，且連接在同一個(gè)碳原子上，B項(xiàng)中的氨基和羧基沒(méi)有連接在同一個(gè)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(wèn)題探究] 1．結(jié)合脫水縮合過(guò)程，分析失去的水分子中的氫和氧元素的來(lái)源，肽鍵和失去水分子的數(shù)量關(guān)系。 提示：(1)氫來(lái)源于—NH2和—COOH，氧來(lái)源于—COOH。 (2)形成肽鍵數(shù)＝失去水分子數(shù)。 2．據(jù)下圖思

13、考問(wèn)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(gè)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(gè)氨基酸比作一個(gè)同學(xué)，四個(gè)同學(xué)手牽手形成的3個(gè)“手結(jié)”就相當(dāng)于肽鍵，如圖所示：，那么10個(gè)氨基酸(同學(xué))形成一條肽鏈時(shí)，脫掉幾個(gè)水分子？形成幾個(gè)肽鍵？ 提示：肽鍵數(shù)＝失去的水分子數(shù)＝10－1＝9。 (2)若n個(gè)氨基酸形成m條肽鏈呢？ 提示：肽鍵數(shù)＝失去水分子數(shù)＝n－m。 (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)

14、。 4．一條肽鏈中至少含有多少個(gè)游離的—NH2和—COOH？若m條肽鏈呢？為什么是至少？ 提示：1個(gè)；m個(gè)。因?yàn)镽基中可能含有—NH2或—COOH。 [歸納總結(jié)] 1．脫水縮合過(guò)程圖解 (1)參與脫水縮合的部位：一個(gè)氨基酸連在中心碳原子上的氨基和另一個(gè)氨基酸連在中心碳原子上的羧基。 (2)游離的氨基和羧基：一條肽鏈上至少有一個(gè)游離的—NH2和一個(gè)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(jì)算規(guī)律 假

15、設(shè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，由n個(gè)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 1 n－1 n－1 至少1個(gè) 至少1個(gè) m n－m n－m 至少m個(gè) 至少m個(gè) 3.蛋白質(zhì)中氨基和羧基的數(shù)量計(jì)算方法 (1)當(dāng)R基中不存在氨基和羧基時(shí)，每一條肽鏈中含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基。 (2)當(dāng)R基中存在氨基和羧基時(shí)，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1＋R基中的氨基數(shù)或羧基數(shù)。 易錯(cuò)提醒：多肽≠蛋白質(zhì) (1)多肽是由多個(gè)氨基酸分子縮合而成的，也叫作肽鏈，一般沒(méi)有生物活性。

16、 (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．免疫球蛋白IgG的結(jié)構(gòu)如圖所示，其中—S—S—表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵。若該IgG由m個(gè)氨基酸構(gòu)成，則該IgG有肽鍵數(shù)(　　) A．m個(gè)　　　　　　 B．(m＋1)個(gè) C．(m－2)個(gè) D．(m－4)個(gè) D　[由氨基酸脫水縮合成蛋白質(zhì)的過(guò)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(duì)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(gè)氨基酸，因此可以得出肽鍵的數(shù)量為(m－4)個(gè)。] 2．下列有關(guān)如圖所示多肽的敘述

17、中，正確的是(　　) A．由5個(gè)氨基酸縮合而成 B．有游離的氨基和羧基各1個(gè) C．有4種不同的側(cè)鏈基團(tuán) D．形成過(guò)程中失去了3分子水 D　[分析圖解可知，圖中多肽有三個(gè)肽鍵(—CO—NH—)，即含有4個(gè)氨基酸，A錯(cuò)誤；圖中多肽有兩個(gè)游離的羧基和一個(gè)游離的氨基，B錯(cuò)誤；圖中氨基酸的R基團(tuán)分別為：—CH2—CH2—COOH、—CH3、—CH2SH、—CH3，即表示有3種不同的側(cè)鏈基團(tuán)，C錯(cuò)誤；4個(gè)氨基酸脫水縮合過(guò)程中要失去3分子的水，D正確。] [課堂小結(jié)] 知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 核心語(yǔ)句背誦 1．蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。 2.蛋白質(zhì)是組成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)，具有催化

18、、運(yùn)輸、調(diào)節(jié)和免疫等功能。 3.氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位。 4.每種氨基酸分子至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)碳原子上。 5.蛋白質(zhì)多樣性的原因是：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。 6.我國(guó)科學(xué)家1965年完成了結(jié)晶牛胰島素的合成，摘取了人工合成蛋白質(zhì)的桂冠。 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(　　) A．—NH2不同　　　 B．R基不同 C．—COOH不同 D．—H不同 [答案]　B 2．如果一個(gè)氨基酸分子的結(jié)構(gòu)中有兩個(gè)羧基，那么這兩個(gè)羧基分別位于(　　) A．碳原子

19、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]　D 3．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(gè)肽鍵的化合物 B．由兩個(gè)氨基酸脫水后縮合而成的化合物 C．含兩個(gè)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]　B 4．兩個(gè)氨基酸縮合成二肽并生成水，這個(gè)水分子中的氫原子和氧原子分別來(lái)自氨基酸的(　　) A．氨基、羧基 B．羧基、氫基 C．R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(lái)自氨基和羧基，氧只來(lái)自羧基。] 5．形成蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的

20、層次從小到大依次是(　　) ①氨基酸?、贑、H、O、N等元素?、郯被崦撍s合 ④一條或幾條多肽鏈連接在一起　⑤多肽?、薜鞍踪|(zhì) A．②→①→③→④→⑤→⑥ B．②→①→③→⑤→④→⑥ C．②→①→⑥→⑤→③→④ D．①→②→③→④→⑤→⑥ B　[蛋白質(zhì)的基本組成單位為氨基酸，而氨基酸是由C、H、O、N等元素組成的。多個(gè)氨基酸經(jīng)過(guò)脫水縮合形成多肽鏈，蛋白質(zhì)由一條或幾條多肽鏈經(jīng)盤曲折疊而形成。] 6．根據(jù)下圖所示化合物的結(jié)構(gòu)分析回答： (1)該化合物中，①表示________，⑦表示________。 (2)該化合物由________個(gè)氨基酸失去________個(gè)水分子而形

21、成，這種反應(yīng)叫作________。 (3)該化合物中的氨基酸種類不同，是由________決定的，其編號(hào)是________。 (4)該化合物稱為_(kāi)_______，含________個(gè)肽鍵，編號(hào)是________。 (5)該化合物含有_______個(gè)游離的氨基和_______個(gè)游離的羧基。 [解析]　圖中①是氨基；⑦是羧基；③、⑤、⑥表示肽鍵；②、④、⑨、⑧是R基。該化合物為四肽，是由4個(gè)氨基酸脫去3個(gè)水分子形成的。氨基酸種類不同，是由R基決定的，而該化合物含有游離的氨基(羧基)數(shù)等于肽鏈數(shù)與R基中氨基(羧基)數(shù)之和。 [答案]　(1)氨基　羧基　(2)4　3　脫水縮合 (3)R基　②④⑧⑨　(4)四肽　3?、邰茛蕖?5)2　2