2019_2020學(xué)年高中生物22生命活動的主要承擔(dān)者__蛋白質(zhì)學(xué)案新人教版必修12019090418

1、第2節(jié)生命活動的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)課前自主預(yù)習(xí)案一、氨基酸及其種類1氨基酸的結(jié)構(gòu)(1)寫出圖中結(jié)構(gòu)名稱：氨基； R基； 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(NH2)和一個羧基(COOH)。位置關(guān)系：都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。2氨基酸的種類(1)根據(jù)R基的不同，可將組成蛋白質(zhì)的氨基酸分為20種。(2)根據(jù)人體細胞能否合成：人體細胞能合成的是非必需氨基酸。人體細胞不能合成的是必需氨基酸。【巧學(xué)助記】氨基酸結(jié)構(gòu)通式的形象記憶中心碳原子人的軀干；氨基、羧基人的左、右臂；H人的下肢；R基人的頭。如圖二、蛋白質(zhì)的結(jié)

2、構(gòu)1蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次填圖2脫水縮合的過程(1)過程名稱：脫水縮合。(2)物質(zhì)名稱：二肽。(3)結(jié)構(gòu)名稱：肽鍵，其結(jié)構(gòu)簡式為【巧學(xué)助記】蛋白質(zhì)形成的“四個一”一組成一種鍵一過程一場所至少含一個NH2和一個COOH肽鍵脫水縮合核糖體三、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性和功能多樣性1.判斷下列敘述的正誤(1)人體需要的氨基酸稱為必需氨基酸()(2)各種氨基酸共有的結(jié)構(gòu)是： ()(3)二肽是由兩個氨基酸分子脫水縮合形成的化合物，含有2個肽鍵()(4)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)()答案：(1)×(2)(3)×(4)×2試判斷下列有機酸，哪些屬于組成蛋白質(zhì)的氨基酸

3、？并說明判斷理由。(1) (2) (3) 答案：(1)是NH2和COOH連在同一個碳原子上(2)不是NH2和COOH沒連在同一個碳原子上(3)不是沒有NH23分析表中圖示，說明蛋白質(zhì)多樣性形成的原因。(圖示中：、代表氨基酸；“”代表肽鍵)類型圖示原因(1)A鏈：B鏈：氨基酸種類不同(2)A鏈：B鏈：氨基酸數(shù)目不同(3)A鏈：B鏈：氨基酸排列順序不同(4)A鏈B鏈多肽鏈的盤曲、折疊方式不同4.連線蛋白質(zhì)功能的多樣性。課堂互動探究案 【課程標(biāo)準(zhǔn)】 闡明蛋白質(zhì)通常由20種氨基酸分子組成，它的功能取決于由氨基酸序列及其形成的空間結(jié)構(gòu)，細胞的功能主要由蛋白質(zhì)完成 【素養(yǎng)達成】 1說出氨基酸的結(jié)構(gòu)特點及氨

4、基酸形成蛋白質(zhì)的過程。(科學(xué)思維) 2概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。(科學(xué)思維) 3認同蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。(社會責(zé)任)當(dāng)我們購買食品時，包裝上常附有成分說明，你會發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)是許多食品的重要成分，有時你還會看到蛋白質(zhì)中含有某些氨基酸的介紹。氨基酸和蛋白質(zhì)之間有什么關(guān)系呢？探究點一組成蛋白質(zhì)的氨基酸【師問導(dǎo)學(xué)】下圖是幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)圖，請分析回答下列問題： 半胱氨酸 賴氨酸 天冬氨酸1半胱氨酸的組成元素有哪些？答案：C、H、O、N、S。2賴氨酸和天冬氨酸的R基分別是什么？答案：賴氨酸的R基：(CH2)4NH2；天冬氨酸的R基：CH2COOH。3結(jié)合上圖分析：一個氨基酸中是否都只含有一個NH2

5、和一個COOH?答案：不是。賴氨酸含有兩個NH2，天冬氨酸含有兩個COOH。4下圖化合物是不是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸？為什么？答案： 不是。氨基和羧基不連在同一個碳原子上。5已知甘氨酸的R基為H，其分子式可表示為C2H5NO2，而纈氨酸的R基為：CHCH3CH3，那么纈氨酸的分子式是怎樣的？答案：C5H11NO2【智涂筆記】1“兩看”法判斷組成生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的氨基酸一看“數(shù)量”至少有一個NH2和一個COOH。如下列分子不屬于構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸：(1)H2NCH2CH2OH缺少COOH(2)HOOCCH2CH2COOH缺少NH2二看“位置”必須有一個NH2和一個COOH連在同一個碳原子上。如下

6、不屬于構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸：H2NCHNH2CH2CH2COOH雖有氨基和羧基，但二者未連在同一個碳原子上。2有關(guān)“氨基酸”的兩個誤區(qū)(1)氨基、羧基書寫誤區(qū)：不要將氨基錯寫為NH2或NH3；不要將羧基誤寫為或COOH，其中的一個短線代表一個化學(xué)鍵，不能省略。(2)氨基酸數(shù)目氨基酸種類：蛋白質(zhì)分子含有多個氨基酸，構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種?！編熣f核心】1結(jié)構(gòu)通式的分析2結(jié)構(gòu)特點分析舉例氨基酸分子中NH2、COOH至少各有一個，因為R基中可能有NH2、COOH至少一個NH2和一個COOH連在同一個碳原子上反例：H2NCH2CH2CH2COOH非構(gòu)成生物體的氨基酸生物體中氨基酸種類不同

7、是由R基決定的甘氨酸：R基為H(最小)丙氨酸：R基為CH3谷氨酸：R基為CH2CH2COOH【檢測反饋】1下列物質(zhì)中，屬于構(gòu)成人體蛋白質(zhì)氨基酸的是()H2NCH2COOHH2NCH2CH2OHAB CD解析：根據(jù)氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式可知：不是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸，因為構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸都至少有一個氨基和一個羧基且連在同一個碳原子上。答案：A2下列是四個構(gòu)成蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式，相關(guān)敘述錯誤的是()甲： 乙： 丙： 丁：A構(gòu)成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、NB上述四種氨基酸的R基依次是H、CH3、CH2OH、CH2COOHCR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構(gòu)成蛋白質(zhì)

8、的氨基酸解析：根據(jù)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可以看出，各種氨基酸都含有的元素是C、H、O、N四種。在甲、乙、丙、丁四個氨基酸中先找出連接在同一個碳原子上的NH2和COOH以及H，則剩下的就是R基。氨基酸的R基中可能含有氨基或羧基。只根據(jù)是否含氨基和羧基不能判斷某個氨基酸是否是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸。答案：D探究點二蛋白質(zhì)的形成過程【師問導(dǎo)學(xué)】下圖是氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程圖解，請分析回答下列問題：1若R基中含有氨基或羧基，在脫水縮合反應(yīng)中，R基中的氨基或羧基是否參與了反應(yīng)？生成的肽鏈中氨基或羧基位于何處？答案：R基中的氨基或羧基未參與反應(yīng)，生成的肽鏈中的氨基或羧基位于肽鏈的一端或R基中。2多肽通常被稱為肽鏈，

9、肽鏈構(gòu)成蛋白質(zhì)的過程中主要變化是什么？答案：1條或者幾條肽鏈盤曲、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。3分析氨基酸形成蛋白質(zhì)過程中的有關(guān)計算規(guī)律：(1)若4個氨基酸形成1條肽鏈，則該過程要脫去水分子多少個？形成多少個肽鍵？該多肽鏈的名稱是什么？(2)若m個氨基酸形成1條肽鏈，則該過程要脫去水分子多少個？形成多少個肽鍵？該多肽鏈至少有幾個氨基和幾個羧基？(3)若m個氨基酸形成了n條肽鏈，上述問題的答案又分別是什么？(4)若m個氨基酸形成1條環(huán)狀的多肽，如圖。則該過程要脫去水分子多少個？形成多少個肽鍵？(5)若氨基酸的平均分子量為120，則20個氨基酸形成1條肽鏈時，所形成肽鏈的分子量是多少？答案

10、：(1)會脫去3分子水，形成3個肽鍵，該多肽稱為四肽。(2)會脫去(m1)個水分子，形成(m1)個肽鍵，至少含有1個氨基和1個羧基。(3)脫去(mn)個水分子，形成(mn)個肽鍵，至少含有n個氨基和n個羧基。(4)脫去水分子m個，形成m個肽鍵。(5)120×2018×(201)2 058?！局峭抗P記】1解答肽鏈圖試題的一般方法(1)要先找出肽鍵，以確定氨基酸的數(shù)量。(2)找出R基。如果多肽鏈較長，要抓住“NCC”這一主線，排除其他化學(xué)符號的干擾，中間的C原子上所連的必為R基和H。注意有時同一肽鏈中具有相同的R基，因此回答氨基酸種類時要考慮此種可能。(3)解答時可以按照以下步

11、驟進行：找到所有的肽鍵(CONH)用長豎線將肽鍵分開，將多肽分成多個部分，每一部分是一個氨基酸殘基得出氨基酸數(shù)目，有幾個氨基酸就是幾肽找出氨基酸的R基，確定氨基酸的種類。2蛋白質(zhì)的水解和變性(1)水解：蛋白質(zhì)或者多肽中肽鍵斷裂，分解為氨基酸的過程稱為水解，和脫水縮合的過程相反，這個過程需要蛋白酶或者肽酶的催化。(2)變性：蛋白質(zhì)由于高溫、強酸強堿、重金屬鹽等因素導(dǎo)致空間結(jié)構(gòu)被破壞的過程稱為變性。變性的過程中肽鍵不斷裂。【師說核心】1過程圖示2過程分析(1)參與脫水縮合的部位：一個氨基酸氨基中的H和另一個氨基酸羧基中的OH。(2)H2O中H和O的來源：H既來自氨基又來自羧基，O只來自羧基。(3)

12、NH2和COOH的數(shù)量和位置：一條肽鏈中至少含有一個游離的NH2和一個游離的COOH，分別位于肽鏈的兩端，其余的NH2和COOH位于R基中。(4)肽鍵的正確書寫方式為：CONH或或CONH、NHCO，不能忽略其中的“”。3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次(1)C、H、O、N等元素氨基酸二肽三肽多肽蛋白質(zhì)(2)多肽和蛋白質(zhì)的區(qū)別結(jié)構(gòu)有差異。多肽僅僅是蛋白質(zhì)的初級結(jié)構(gòu)形式，而蛋白質(zhì)具有一定的空間結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)是由多肽和其他物質(zhì)結(jié)合而成的，一個蛋白質(zhì)分子可由一條肽鏈組成也可由多條肽鏈通過一定的化學(xué)鍵(如二硫鍵、氫鍵等)連接而成。功能有差異。多肽一般無活性(如蛋白質(zhì)在胃、小腸中經(jīng)消化產(chǎn)生的多肽)，少數(shù)有活性，與蛋白質(zhì)相

13、比，多肽的分子量較小，沒有空間結(jié)構(gòu)，一般無活性；蛋白質(zhì)的分子量較大，有空間結(jié)構(gòu)，有活性(變性后活性下降或消失，活性消失叫做失活)。4蛋白質(zhì)相關(guān)計算方法規(guī)律(1)已知形成某蛋白質(zhì)的氨基酸個數(shù)為m，肽鏈數(shù)為n，氨基酸的平均相對分子量為a，則該蛋白質(zhì)：肽鍵數(shù)mn脫去的水分子數(shù)mn平均分子量am18(mn)氨基數(shù)n羧基數(shù)nN原子數(shù)mO原子數(shù)mn(2)環(huán)肽的脫水?dāng)?shù)目和氨基酸數(shù)目相等。(3)二硫鍵“SS”是由兩個“SH”脫下2個H形成的，計算分子量時需要考慮。(4)蛋白質(zhì)中含有N、O原子數(shù)的計算N原子數(shù)肽鍵數(shù)肽鏈數(shù)R基上的N原子數(shù)各氨基酸中N原子總數(shù)。O原子數(shù)肽鍵數(shù)2×肽鏈數(shù)R基上的O原子數(shù)各氨

14、基酸中O原子總數(shù)脫去的水分子數(shù)?！緳z測反饋】1組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間的肽鍵結(jié)構(gòu)簡式是()ANHCOBNHCOCNH2COOHDNH2COOH解析：肽鍵的結(jié)構(gòu)簡式為：CONH或NHCO或答案：B2如圖是3種氨基酸的結(jié)構(gòu)式，由這3種氨基酸按順序脫水縮合所形成的化合物中，含有的氨基、羧基和肽鍵的數(shù)目依次是()A1,2,3B1,1,3 C1,2,2 D2,2,2解析：由于題干中第二個氨基酸的R基中含有一個羧基，因此由這3種氨基酸按順序脫水縮合所形成的化合物中，含有1個氨基、2個羧基和2個肽鍵。答案：C3根據(jù)如圖所示化合物的結(jié)構(gòu)分析回答下列問題：(1)該化合物中，表示_，表示_。(2)該化合物由_個氨基

15、酸失去_個水分子而形成，這種反應(yīng)叫做_。(3)該化合物中的氨基酸種類不同，是由_決定的，其編號是_。(4)該化合物稱為_，含_個肽鍵，編號是_。(5)該化合物含有_個游離的氨基和_個游離的羧基。解析：圖中是氨基；是羧基；表示肽鍵；是R基。該化合物為四肽，是由4個氨基酸脫去3個水分子形成的。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)43脫水縮合(3)R基(4)四肽3(5)22探究點三蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性與功能多樣性【師問導(dǎo)學(xué)】1血紅蛋白是由4條多肽鏈組成的蛋白質(zhì)。如圖展示了血紅蛋白的水解和變性過程，二者有何區(qū)別？

16、答案：水解是蛋白質(zhì)或者多肽中肽鍵斷裂，分解為氨基酸的過程，和脫水縮合的過程相反。變性是蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)被破壞的過程，此過程肽鍵不斷裂。2蛋白質(zhì)的功能：(1)羽毛、肌肉、頭發(fā)、蛛絲等的成分主要是蛋白質(zhì)。這說明：有些蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞和生物體的_，稱為_。(2)人的身體就像一座復(fù)雜的化工廠，一切生理代謝、化學(xué)反應(yīng)都是由酶參與完成的，而酶絕大多數(shù)是具有生物催化作用的蛋白質(zhì)，如胃蛋白酶等消化酶(如圖1)。這說明蛋白質(zhì)具有_作用。圖1圖2圖3(3)紅細胞內(nèi)的血紅蛋白(如圖2)具有運輸氧的功能，說明有些蛋白質(zhì)具有_的功能。(4)動物體內(nèi)還存在著另一種活性物質(zhì)激素，如胰島素(如圖3)等大多數(shù)也屬于蛋白質(zhì)，他們通

17、過向靶細胞傳達信息，起到能夠調(diào)節(jié)機體生命活動的作用。這說明有些蛋白質(zhì)具有_和_功能。【智涂筆記】蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因有：氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序不同；多肽鏈的條數(shù)及形成的空間結(jié)構(gòu)不同。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性決定了其功能的多樣性。(1)鹽析：雞蛋清中加入一些食鹽，就會看到白色絮狀物，兌水稀釋后消失。屬于物理變化。(2)變性：高溫、過酸、過堿或在重金屬離子的作用下，蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，失去活性。屬于化學(xué)變化?！編熣f核心】1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因分析2蛋白質(zhì)的功能項目類型功能舉例結(jié)構(gòu)蛋白許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)肌動蛋白、肌球蛋白等調(diào)節(jié)作用對細胞和生物體的生命活動有

18、重要的調(diào)節(jié)作用胰島素、生長激素等催化作用催化細胞內(nèi)的各種化學(xué)反應(yīng)大多數(shù)酶等運輸作用有些蛋白質(zhì)具有運輸載體的功能血紅蛋白等免疫作用能捕獲侵入人體或高等動物體內(nèi)的抗原物質(zhì)抗體等(5)人體內(nèi)的抗體(如圖)是蛋白質(zhì)?？贵w是活躍在血液中的一支“突擊隊”，具有保衛(wèi)機體免受病菌和病毒的侵害，提高機體抵抗力的作用。說明蛋白質(zhì)具有_作用。(6)每克蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化分解可產(chǎn)生17.9 kJ(4.3 kcal)能量。一般成人每日約有18%的能量來自蛋白質(zhì)，但糖與脂肪可以代替蛋白質(zhì)提供能量。這說明蛋白質(zhì)也能為生命活動提供_。答案：(1)重要物質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白(2)催化(3)運輸載體(4)信息傳遞調(diào)節(jié)(5)免疫(6)能量3營

19、養(yǎng)不良會出現(xiàn)貧血和免疫力下降等現(xiàn)象，從蛋白質(zhì)的功能分析，其原因是什么？答案：營養(yǎng)不良導(dǎo)致蛋白質(zhì)的攝入量不足，影響血紅蛋白和抗體的生成，出現(xiàn)貧血和免疫力下降。4食用熟雞蛋比生雞蛋更易于人體消化吸收，請分析其中的原因。答案：高溫破壞了蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)，容易被蛋白酶水解。3.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性與功能多樣性的關(guān)系【檢測反饋】1蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者，但在正常生理活動中它不能作為細胞的()A重要結(jié)構(gòu)物質(zhì)B重要調(diào)節(jié)物質(zhì)C主要能源物質(zhì) D機體免疫物質(zhì)解析：主要的能源物質(zhì)是糖類而不是蛋白質(zhì)。答案：C2下列生理活動與蛋白質(zhì)功能無關(guān)的是()A氧氣在血液中的運輸B細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)C催化葡萄糖在細胞內(nèi)的氧化分解D

20、構(gòu)成細胞和生物體的重要組成物質(zhì)解析：細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)的功能主要包含“催(催化作用)運(運輸作用)免(免疫)調(diào)(調(diào)節(jié))結(jié)(結(jié)構(gòu))”，細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)為核酸，不是蛋白質(zhì)。答案：B3人體的肌肉主要是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，但骨骼肌、心肌、平滑肌的功能各不相同，這是因為()A肌細胞形狀不同B在人體的分布位置不同C支配其運動的神經(jīng)不同D構(gòu)成肌細胞的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)不同解析：蛋白質(zhì)功能的不同取決于其分子結(jié)構(gòu)的不同。答案：D【網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)】【主干落實】1氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位。2組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸分子至少都含有一個氨基(NH2)和一個羧基(COOH)，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。3脫水縮合是

21、一個氨基酸分子的羧基(COOH)和另一個氨基酸分子的氨基(NH2)相連接，同時脫去一分子水形成一個肽鍵的過程。4氨基酸分子以脫水縮合的方式形成肽鍵，由肽鍵連接氨基酸分子形成肽鏈，肽鏈盤曲、折疊形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子。5蛋白質(zhì)多樣性的直接原因：組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序不同及肽鏈形成的空間結(jié)構(gòu)不同。根本原因：DNA的多樣性。6蛋白質(zhì)的功能：結(jié)構(gòu)物質(zhì)、催化、運輸、調(diào)節(jié)和免疫等。問題探討·教材P201提示：富含蛋白質(zhì)的食品有大豆制品，如豆?jié){、豆腐、腐竹；奶類制品，如奶粉、酸奶、袋裝奶；還有肉、蛋類食品，如烤肉、肉腸、雞蛋等等。2提示：有些蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞和生物體的結(jié)構(gòu)成分，如結(jié)構(gòu)蛋白；有些蛋白質(zhì)能夠調(diào)節(jié)生命活動，如胰島素；有些蛋白質(zhì)有催化作用，如絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)；有些蛋白質(zhì)具有運輸物質(zhì)功能，如紅細胞中的血紅蛋白；有些蛋白質(zhì)有免疫功能，如人體內(nèi)的抗體。3提示：因為氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位