2.4蛋白质是生命活动的主要承担者课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第2章　组成细胞的分子 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 目录 课时学习目标 阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成(结构与功能观)。 目录 目录 CONTENTS 1.蛋白质的功能及其基本组成单 位——氨基酸 2.蛋白质的结构及其多 样性 3.随堂检测 自主梳理 合作探究 合作探究 思维导图 自主梳理 构成细胞和生物体结构 1.蛋白质的功能　　　　生命活动的主要承担者 类别 功能 举例 结构蛋白 许多蛋白质是_____________________的重要物质 肌动蛋白、肌球蛋白等 功能蛋白 调节 对细胞和生物体的生命活动有重要的_____作用 胰岛素、生长激素等 催化 细胞中的化学反应离不开酶的催化 胃蛋白酶等 运输 有些蛋白质具有______功能 ___________等 免疫 能抵御侵入人体或高等动物体内的抗原物质 _______等 调节 运输 血红蛋白 抗体 一、蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸 自主梳理 目录 2.蛋白质的基本组成单位——氨基酸 (1)氨基酸的种类 ①在人体中，组成蛋白质的氨基酸有 种。 ②分为_____________(8种)和_______________(13种)。 (2)主要组成元素　____________(有些含S)。 21 必需氨基酸 非必需氨基酸 C、H、O、N 一、蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸 自主梳理 目录 (3)氨基酸的结构特点 同一个碳原子 一、蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸 自主梳理 目录 [微思考] 氨基酸的不同种类主要由什么结构决定的？为什么？ 提示：R基。组成人体蛋白质的21种氨基酸只有R基结构是不同的。 一、蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸 自主梳理 目录 × √ [辨正误] (1)蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能。( ) 提示：蛋白质不具有遗传功能。 (2)具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。( ) 提示：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，该碳原子上还连接一个H和一个侧链基团。 (3)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。( ) 提示：组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合方式都是相同的。 (4)组成生物体的蛋白质中，甘氨酸的相对分子质量最小。( ) × × 一、蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸 自主梳理 目录 氨基酸是组成蛋白质的基本单位，从蛋白质水解产物中分解出来的氨基酸有21种，下图为四种氨基酸的结构示意图。 合作探究 目录 一、蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸 (2)材料中四种氨基酸的R基分别是什么？ 提示：—CH3、—CH2—SH、—(CH2)4—NH2、—CH2—COOH。 (3)若有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基分布在哪里？ 提示：部分氨基酸分子中含有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基位于R基上。 合作探究 目录 一、蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸 (4)由材料可否得出某化合物中只要含有氨基和羧基，就一定是构成蛋白质的氨基酸？为什么？ 提示：不能。构成蛋白质的氨基酸不仅有氨基和羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 合作探究 目录 一、蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸 (5)同为组成生物体蛋白质的氨基酸，酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生是由何种基团决定的？为什么？ 提示：R基。R基具有可变性，R基的可变性决定了氨基酸的种类和不同种类氨基酸的结构与性质的差异性。 合作探究 目录 一、蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸 【 学以致用 】 B 1.(2024·山西太原期中)如图为某同学写的组成蛋白质的氨基酸的结构通式，下列叙述正确的是(　　) A.该同学所写的结构通式是正确的 B.结构最简单的氨基酸的R基为—H C.构成人体蛋白质的氨基酸的R基有100多种 D.每个氨基酸均只有一个氨基和一个羧基 解析:组成蛋白质的基本单位是氨基酸，题图中氨基应该为—NH2，A错误； 构成人体蛋白质的氨基酸的R基有21种，C错误； 每个氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，D错误。 合作探究 目录 一、蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸 2.(2024·河北石家庄高一期末)缬氨酸的R基为—C3H7，则一分子缬氨酸含有的C、H、O、N原子数依次为(　　) A.2、4、2、1 B.5、11、2、1 C.5、9、4、1 D.5、8、2、1 解析:组成蛋白质的氨基酸至少都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，分子式为C2H4O2NR。根据题意知，缬氨酸的R基为—C3H7，因此缬氨酸的结构简式为C5H11O2N，因此一分子缬氨酸含有的C、H、O、N原子数依次为5、11、2、1，B正确。 B 合作探究 目录 一、蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸 脱水缩合 1.氨基酸的脱水缩合 (1)此生理过程①的名称是 。 (2)写出数字代表的结构或名称：② ；③ ——连接两个氨基酸分子的化学键。 二肽 肽键 二、蛋白质的结构及其多样性 自主梳理 目录 (3)多肽： 的，含有多个肽键的化合物，叫作多肽，通常呈链状结构，叫作 。 (4)参与脱水缩合的部位：一个氨基酸氨基中的 和另一个氨基酸羧基中的 _____。 (5)H2O中H和O的来源：H来自 和 ，O来自 。 (6)－NH2和－COOH的数量和位置：一条肽链中至少含有一个游离的－NH2和 一个游离的－COOH，分别位于肽链的两端，其余的－NH2和－COOH位于_____中。 由多个氨基酸脱水缩合而成 肽链 －H －OH 氨基 羧基 羧基 R基 二、蛋白质的结构及其多样性 自主梳理 目录 2.蛋白质结构多样性的原因 种类 数目 排列顺序 空间结构 二、蛋白质的结构及其多样性 自主梳理 目录 3.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的改变和生物活性_______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伸展、松散，容易被_______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 二、蛋白质的结构及其多样性 自主梳理 目录 [微思考] 结合教材P30“图2－11某种胰岛素的二硫键示意图”，回答有关问题： (1)该胰岛素是由__条肽链构成的，含有___个二硫键。 (2)二硫键的形成过程可表示为—SH＋—SH→—S—S—＋2H，在该胰岛素形成二硫键过程中，共脱去了__个H。 2 3 6 二、蛋白质的结构及其多样性 自主梳理 目录 × √ [辨正误] (1)二肽是由两个氨基酸分子脱水缩合形成的，含有2个肽键。( ) 提示：二肽中含有1个肽键。 (2)由于肽链上不同氨基酸之间能形成氢键等化学键，使得肽链能盘曲、折叠。( ) (3)高温会使蛋白质中的肽键断裂。( ) 提示：高温破坏蛋白质的空间结构，不破坏肽键。 (4)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。( ) 提示：空间结构不同，蛋白质的结构也不同。 (5)变性的蛋白质也能与双缩脲试剂发生紫色反应。( ) × × √ 二、蛋白质的结构及其多样性 自主梳理 目录 请结合脱水缩合过程，并参考如下多肽链的模式图分析： (1)肽链形成过程中，失去的水分子中氢和氧元素的来源分别是什么？ 提示：氢来自氨基和羧基，氧来自羧基。 (2)肽链中还有没有游离的氨基和羧基？如果有，它们位于哪里？ 提示：有。位于肽链的两端，R基中也可能有。 合作探究 目录 二、蛋白质的结构及其多样性 (3)氨基酸、肽链、形成的水分子、肽键的数量关系是什么？ 提示：氨基酸数－肽链数＝形成的水分子数＝肽键数。 (4)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸形成1条肽链，则该多肽的相对分子质量是多少？若形成m条肽链呢？ 提示：na－18(n－1)；na－18(n－m)。 合作探究 目录 二、蛋白质的结构及其多样性 【 学以致用 】 D 3.(2024·江西新余阶段考)科学家发现了组成人体的第21种氨基酸——硒代半胱氨酸，其化学式为C3H7NO2Se，下列说法错误的是(　　) A.该氨基酸的R基为－CH3Se B.各种氨基酸理化性质不同的原因在于R基不同 C.两个氨基酸分子通过肽键连接成二肽 D.两个硒代半胱氨酸分子脱水缩合过程产生的H2O中的氢来源于羧基 解析:两个硒代半胱氨酸分子脱水缩合过程产生的H2O中的氢，一个来源于羧基，一个来源于氨基，D错误。 合作探究 目录 二、蛋白质的结构及其多样性 4.(2024·广东汕头检测)某小组采用两种途径处理鸡蛋清溶液的过程如图所示，下列叙述错误的是(　　) D A.①②所依据的原理不同，过程②破 坏了蛋白质的空间结构 B.③④所依据的原理不同，过程④破 坏蛋白质的肽键 C.溶解后的溶液分别加入双缩脲试剂均可变成紫色 D.过程②产生的蛋白块也可用③的方法进行溶解 合作探究 目录 二、蛋白质的结构及其多样性 解析:①和②分别是蛋白质的盐析和变性，其原理分别是蛋白质在不同浓度食盐下的溶解度不同和加热破坏了蛋白质的空间结构，A正确； ③和④分别是蛋白质的溶解和蛋白质的水解，其原理分别是蛋白质的溶解和蛋白块在蛋白酶的催化作用下水解为多肽及某些氨基酸，蛋白质的水解过程中会破坏蛋白质中的肽键，B正确； 溶解后的溶液中均含有肽键，加入双缩脲试剂均可变成紫色，C正确； 过程②加热过程中产生的蛋白块已经发生变性，不可用③蒸馏水溶解的方法进行溶解，D错误。 A.①②所依据的原理不同，过程②破坏了蛋白质的空间结构 B.③④所依据的原理不同，过程④破坏蛋白质的肽键 C.溶解后的溶液分别加入双缩脲试剂均可变成紫色 D.过程②产生的蛋白块也可用③的方法进行溶解 合作探究 目录 二、蛋白质的结构及其多样性 1.蛋白质的盐析、变性与水解 合作探究 目录 二、蛋白质的结构及其多样性 2.双缩脲试剂能与蛋白质或多肽中的肽键发生反应形成紫色络合物。盐析和变性均不发生肽键断裂，故盐析和变性后的蛋白质均可与双缩脲试剂产生紫色反应。　　　 合作探究 目录 二、蛋白质的结构及其多样性 思维导图 目录 二、蛋白质的结构及其多样性 D 1.(2023·北京合格考)熟鸡蛋比生鸡蛋易消化，是因为加热使鸡蛋中的蛋白质分子变得伸展、松散，容易被水解。高温改变了蛋白质分子的(　　) A.氨基酸种类 B.氨基酸数目 C.肽键数目 D.空间结构 解析:熟鸡蛋比生鸡蛋易消化，是因为高温(加热)，使鸡蛋中蛋白质的空间结构变得伸展、松散，容易被水解，D正确。 随堂检测 01 02 03 04 05 目录 06 A 2.(2024·吉林学业水平考试模拟)催产素和血管舒张素都是一条由9个氨基酸构成的多肽链，但它们的生理功能却不相同，下列不属于其原因的是(　　) A.肽键的结构不同 B.氨基酸的种类不同 C.氨基酸的排列顺序不同 D.多肽链的空间结构不同 01 02 随堂检测 03 04 05 目录 06 解析:肽键是由氨基酸中的氨基和羧基脱水缩合后连接起来的化学键，不同肽链的肽键结构相同，A符合题意； 组成催产素和血管舒张素的氨基酸数目虽然相同，但氨基酸种类、排列顺序或多肽链盘曲、折叠方式以及形成的空间结构不同，均会导致二者生理功能不同，B、C、D不符合题意。 01 02 随堂检测 03 04 05 目录 06 A 3.(2024·湖南怀化期末)从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术后过一段时间，这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。下列相关叙述正确的是(　　) A.胶原蛋白分子的基本组成单位是氨基酸 B.氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质 C.每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素 D.组成人体的氨基酸都在人体内合成 02 03 01 随堂检测 04 05 目录 06 解析:氨基酸通过脱水缩合形成多肽后，还需进行一定的盘曲、折叠才能形成具有特定结构和功能的蛋白质，B错误； 每个氨基酸分子都含有C、H、O、N四种元素，除此之外有的还含有其他元素，如甲硫氨酸还含有S，C错误； 组成人体的氨基酸不都在人体内合成，如人体细胞不能合成必需氨基酸，这些氨基酸只能从外界环境中获取，D错误。 02 03 01 随堂检测 04 05 目录 06 D 4.(2024·广州市高一测试)下列是四个构成蛋白质氨基酸的结构简式，相关叙述错误的是(　　) 03 04 02 01 随堂检测 05 目录 06 A.构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N B.上述四种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2—OH、—CH2—COOH C.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:根据甲、乙、丙、丁四个氨基酸的结构简式可知，四种氨基酸都含有C、H、O、N四种元素。在甲、乙、丙、丁四个氨基酸中，R基依次是—H、—CH3、 —CH2—OH、—CH2—COOH。只根据是否含氨基和羧基不能判断某个化合物是否是构成蛋白质的氨基酸。 03 04 02 01 随堂检测 05 目录 06 C 5.(2024·江苏扬州期初检测)谷胱甘肽(GSH)几乎存在于人体每一个细胞中，主要起到抗氧化和自由基清除的作用。如图是谷胱甘肽的结构简式，下列有关叙述正确的是(　　) A.谷胱甘肽分子中含有4个羧基 和3个氨基 B.谷胱甘肽不能在碱性环境下与 Cu2＋发生显色反应 C.谷胱甘肽是由3个氨基酸经过脱水缩合形成的三肽 D.谷胱甘肽和其他多肽的主要差别是空间结构不同 04 05 03 02 01 随堂检测 目录 06 解析:谷胱甘肽分子中含有2个羧基(—COOH)和1个氨基(—NH2)，A错误； 谷胱甘肽分子中含有2个肽键，是由3个氨基酸经过脱水缩合形成的三肽，能在碱性环境下与Cu2＋发生显色反应，B错误，C正确； 谷胱甘肽和其他多肽的主要差别是氨基酸的数目、种类和排列顺序不同，D错误。 A.谷胱甘肽分子中含有4个羧基和3个氨基 B.谷胱甘肽不能在碱性环境下与Cu2＋发生显色反应 C.谷胱甘肽是由3个氨基酸经过脱水缩合形成的三肽 D.谷胱甘肽和其他多肽的主要差别是空间结构不同 04 05 03 02 01 随堂检测 目录 06 B 6.下图为牛胰岛素结构图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的。下列说法正确的是(　　) A.牛胰岛素含有50个肽键 B.牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个 —COOH C.牛胰岛素水解产物含有21种不同的氨基酸 D.牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882 04 03 02 01 随堂检测 目录 06 05 解析:由题图可知，牛胰岛素是由2条肽链组成的，含有的肽键数＝氨基酸的个数－肽链数＝51－2＝49，A错误； 胰岛素含有2条肽链，每条肽链中至少含有1个—NH2和1个—COOH，因此牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个—COOH，B正确； 构成蛋白质的氨基酸有21种，但每种蛋白质不一定都由21种氨基酸形成，因此牛胰岛素水解产物最多含有21种不同的氨基酸，C错误； 氨基酸脱水缩合形成胰岛素的过程中脱去的水分子数目＝形成的肽键数＝49个，此过程中还形成3个二硫键(二硫键由两个—SH脱掉两个氢连接而成)，即脱去6个H，所以51个氨基酸脱水缩合形成胰岛素时，减少的相对分子质量为49×18＋6＝888，D错误。 A.牛胰岛素含有50个肽键 B.牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个—COOH C.牛胰岛素水解产物含有21种不同的氨基酸 D.牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882 04 03 02 01 随堂检测 目录 06 05 本节结束 THANKS (1)构成蛋白质的氨基酸共有的部分是__________________。 $$