2.4蛋白质的功能、氨基酸与脱水缩合导学案-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

　2.4.1 蛋白质的功能、氨基酸与脱水缩合 学案 学习目标 1.概述蛋白质的主要功能。(生命观念)　 2.说明氨基酸的结构特点及其种类。(生命观念)　 3.概述脱水缩合的过程。(生命观念).　 新知探究 对应训练 任务驱动一　蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸 教材梳理 1．蛋白质的功能 (1)蛋白质是生命活动的主要承担者。 提醒：谐音法记忆蛋白质的主要功能 2．蛋白质的基本组成单位——氨基酸 提醒：氨基酸结构通式的写法可以有多种，各基团的书写位置可以变换，如图所示都是氨基酸结构通式的正确书写形式。 【概念辨析】 (1)蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能。(×) (2)各种氨基酸共有的结构是 。(√) (3)细胞核中的遗传信息，往往需要表达成蛋白质才能起作用。(√) (4)化合物中只要有一个氨基、一个羧基，那这种化合物就是生物体内的氨基酸。(×) (5)氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上。(×) (6)酪氨酸和精氨酸理化性质不同的原因是R基不同。(√) (7)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸。(×) 要点探究 1．结合下列氨基酸的结构示意图回答有关问题： 缬氨酸　　　　 　　丙氨酸 (1)写出图中序号代表的结构名称： ①______；②④______；③______。 提示：氨基　R基　羧基 (2)比较图中几种氨基酸，写出氨基酸分子的结构通式：________________。 提示： (3)各种氨基酸共有的元素是____________，其中半胱氨酸还含有S元素。 提示：C、H、O、N (4)请用一句话概述氨基酸分子的结构特点。 提示：每种氨基酸分子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。 2．已知谷氨酸的R基为—C3H5O2，一分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是__________________________________。 提示：5、9、4、1 3．(教材P32拓展应用3)在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量。这是为什么？ 提示：必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获得，因此在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。 要点探究 1．氨基酸结构通式的分析 注意：“中心碳原子”有四个邻居，其中三个固定不变，即—NH2、—COOH、—H，还有一个是可变的—R。 2．氨基酸分子的判断 (1)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。 (2)一个决定关键：R基。 ①决定氨基酸的种类和理化性质。 ②决定氨基酸中所含有氨基和羧基的数目：除了连接在同一碳原子上的氨基和羧基外，其他的氨基和羧基一定位于R基中。 ③决定氨基酸的组成元素：氨基酸结构通式中含有C、H、O、N四种元素，若含有其他元素如S、Fe等则一定位于R基中。 对应训练 1．(2024·福建泉州期中)下表所列的物质功能与举例中，不属于蛋白质的是(　　) 选项 功能 举例 A 催化作用 消化酶 B 运输作用 血红蛋白 C 调节作用 性激素 D 免疫作用 抗体 解析：C　消化酶化学本质是蛋白质，具有催化的作用，A不符合题意；血红蛋白具有运输氧的作用，具有运输作用，B不符合题意；性激素的本质是固醇，不是蛋白质，C符合题意；抗体化学本质是蛋白质，具有免疫作用，D不符合题意。 2．下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是(　　) A．①②③　　　　　　 B．②③④ C．①③④ D．①②④ 解析：A　构成蛋白质的各种氨基酸至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，由图可知，④的氨基和羧基未连接在同一个碳原子上，不属于构成蛋白质的氨基酸，故选A。 [方法规律]　“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸 任务驱动二　二肽、多肽与脱水缩合 教材梳理 1．肽键的形成 (1)脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接，同时脱去一分子的水，这种结合方式叫作脱水缩合_。 (2)连接两个氨基酸分子的化学键叫作肽键。 2．二肽、三肽……多肽：由两个氨基酸缩合而成的化合物，叫作二肽，其中含有1个肽键；由三个氨基酸缩合而形成的化合物，叫作三肽_，其中含有2个肽键。由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫作多肽_。多肽通常呈链状结构，叫作肽链_。 3．写出两个氨基酸脱水缩合形成二肽的反应式： (1)生成物水中的氢来源于反应物中的羧基和氨基，氧来源于反应物中的羧基。 (2)二肽水解断裂的化学键是肽键，参与反应水中的2个H和1个O重新形成2个氨基酸中的氨基和羧基。 【概念辨析】 (1)二肽的合成过程中产生水，水解过程不需要水。(×) (2)由于十一肽含有十一个肽键故称十一肽。(×) (3)脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键就称为几肽。(×) (4)一般来说R基团中的—NH2 和—COOH不参与脱水缩合。(√) 要点探究 参考教材P30图2－10氨基酸脱水缩合示意图，回答下列问题： (1)两个氨基酸分子发生反应，各脱去的结构是什么？形成了什么分子？脱去的水分子中H和O来自哪一结构？ 提示：第一个氨基酸分子的羧基脱去羟基(—OH)，第二个氨基酸分子的氨基脱去—H，两个氨基酸分子脱去的部分结合形成水。脱去的水中的H来自氨基和羧基，O来自羧基。 (2)二肽形成时，两个氨基酸之间新形成的化学键叫什么？这种反应是什么反应？ 提示：新形成的化学键称作肽键，表示为“—CO—NH—”处于NH与CO之间。这种结合方式，叫作脱水缩合。 (3)该过程中，R基团有没有参与反应？ 提示：没有。 (4)若不考虑R侧链基团，该二肽分子中至少含有几个游离的氨基和游离的羧基？ 提示：该二肽分子中至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端。 (5)若三个氨基酸分子通过缩合反应形成新的化合物，请推算应形成的肽键数、脱去的水分子数各是多少？若是九肽化合物呢？(不考虑环状多肽) 提示：2、2；8、8。 归纳总结 1．氨基、羧基的常见书写形式 注意：避免两种错误格式 ①写成NH2、COOH、R。 ②写成NH3、—NH3、HCOOH等。 2．二肽形成的相关概念构建 对应训练 1．下图所示为某多肽化合物，关于其组成数目的判断，错误的是(　　) A．1个氨基　　　　 B．2个羧基 C．2个肽键 D．称为二肽 解析：D　构成该多肽的三个氨基酸的R基中均无氨基(—NH2)，因此该化合物中的氨基数＝肽链数＝1，A正确；构成该多肽的三个氨基酸的R基中共有一个羧基(—COOH)，因此该化合物中的羧基数＝肽链数＋R基中的羧基数＝1＋1＝2，B正确；该化合物是由3个氨基酸脱水缩合形成的，含有2个肽键，C正确；该化合物是由3个氨基酸脱水缩合形成的，称为三肽，D错误。 2．(2024·湖北荆州高一月考)识别如图某化合物的形成过程，思考回答下列问题： (1)反应原理：一个氨基酸分子的________与另一个氨基酸分子的________相连接，同时脱去________。 (2)过程①名称：____________。 (3)物质②名称：____________。 (4)结构③名称：__________。 答案：(1)氨基　羧基　一分子水 　(2)脱水缩合　(3)二肽　(4)肽键 课堂小结 课堂练习 1．(2024·四川雅安高一统考期中)蛋白质的功能具有多样性，下列蛋白质具有调节功能的是(　　) A．血红蛋白　　　 B．抗体 C．胰岛素 D．蛋白酶 解析：C　血红蛋白具有运输功能，A错误；抗体具有免疫功能，B错误；胰岛素能够调节机体的生命活动，能够降低血糖，具有调节功能，C正确；蛋白酶具有催化功能，D错误。 2.(教材P29思考·讨论改编)如图为组成人体蛋白质的氨基酸分子的结构通式，下列说法错误的是(　　) A．在人体中组成蛋白质的氨基酸有21种 B．④中可能含有除C、H、O、N之外的元素 C．各种氨基酸之间的区别在于②和③的不同 D．每种氨基酸都有1个①和1个③连接在同1个C上 解析：C　在人体中组成蛋白质的氨基酸有21种，A正确；由图可知，④为R基，R基中可能含有除C、H、O、N之外的元素，如S、Mg等，B正确；各种氨基酸之间的区别在于④R基的不同，C错误；每种氨基酸都有1个氨基和1个羧基连接在同1个C上，D正确。 3.日常膳食中的支链氨基酸(BCAAs)是指食物蛋白质中常见的三种氨基酸，即亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸，下列关于BCAAs的说法错误的是(　　) A.BCAAs中的三种氨基酸结构相似 B.BCAAs中的三种氨基酸都属于必需氨基酸 C.BCAAs中三种氨基酸间的区别是R基不同 D.可通过摄入米饭、馒头等大量获取BCAAs 解析：D　氨基酸的结构相似，每种氨基酸至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，A正确；亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸都属于必须从外界环境中获取的氨基酸，即属于必需氨基酸，可通过经常食用奶制品、肉类、蛋类和大豆制品等进行补充，而米饭、馒头的主要成分为淀粉，即多糖，因此不能通过摄入米饭、馒头等大量获取BCAAs，B正确，D错误；根据氨基酸结构的特点，各种氨基酸之间的区别在于R基的不同，C正确。 4．如图表示人体内几种化学元素和化合物的相互关系，其中a表示有机小分子物质，A表示有机大分子物质，请回答下列问题： (1)A为________，其基本组成单位的结构通式为____________。 (2)A3能够运输氧化，可能为细胞中的______，酶、抗体分别属于图中的________________。 (3)除了图中A1～A4所示的功能之外，A还具有________________等重要功能。 (4)胰岛素具有降低血糖的作用，目前市面上无口服胰岛素，糖尿病患者均需要皮下注射胰岛素，其原因是_______________________。 解析：(1)A为蛋白质，其基本组成单位为氨基酸，氨基酸的结构通式为。(2)A3能够运输氧气，可能为细胞中的血红蛋白，酶能够催化细胞中的化学反应，抗体可帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害，故二者分别属于图中的A1、A2。(3)已知A为蛋白质。除了图中A1～A4所示的功能之外，蛋白质还具有参与组成细胞结构等重要功能。(4)胰岛素具有降低血糖的作用，其化学本质为蛋白质，口服后会被胃液中的胃蛋白酶分解为小分子物质，无法发挥作用，故目前市面上无口服胰岛素，糖尿病患者均需要皮下注射胰岛素。 答案：(1)蛋白质　　 (2)血红蛋白　A1、A2　(3)参与组成细胞结构　(4)胰岛素的化学本质为蛋白质，口服后会被胃蛋白酶分解，无法发挥作用 学科网（北京）股份有限公司 $$ 　2.4.1 蛋白质的功能、氨基酸与脱水缩合 学案 学习目标 1.概述蛋白质的主要功能。(生命观念)　 2.说明氨基酸的结构特点及其种类。(生命观念)　 3.概述脱水缩合的过程。(生命观念).　 新知探究 对应训练 任务驱动一　蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸 教材梳理 1．蛋白质的功能 (1)蛋白质是生命活动的主要承担者。 提醒：谐音法记忆蛋白质的主要功能 2．蛋白质的基本组成单位——氨基酸 提醒：氨基酸结构通式的写法可以有多种，各基团的书写位置可以变换，如图所示都是氨基酸结构通式的正确书写形式。 【概念辨析】 (1)蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能。( ) (2)各种氨基酸共有的结构是 。( ) (3)细胞核中的遗传信息，往往需要表达成蛋白质才能起作用。( ) (4)化合物中只要有一个氨基、一个羧基，那这种化合物就是生物体内的氨基酸。( ) (5)氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上。( ) (6)酪氨酸和精氨酸理化性质不同的原因是R基不同。( ) (7)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸。( ) 要点探究 1．结合下列氨基酸的结构示意图回答有关问题： 缬氨酸　　　　 　　丙氨酸 (1)写出图中序号代表的结构名称： ①______；②④______；③______。 (2)比较图中几种氨基酸，写出氨基酸分子的结构通式：________________。 (3)各种氨基酸共有的元素是____________，其中半胱氨酸还含有S元素。 (4)请用一句话概述氨基酸分子的结构特点。 2．已知谷氨酸的R基为—C3H5O2，一分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是__________________________________。 3．(教材P32拓展应用3)在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量。这是为什么？ 要点探究 1．氨基酸结构通式的分析 注意：“中心碳原子”有四个邻居，其中三个固定不变，即—NH2、—COOH、—H，还有一个是可变的—R。 2．氨基酸分子的判断 (1)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。 (2)一个决定关键：R基。 ①决定氨基酸的种类和理化性质。 ②决定氨基酸中所含有氨基和羧基的数目：除了连接在同一碳原子上的氨基和羧基外，其他的氨基和羧基一定位于R基中。 ③决定氨基酸的组成元素：氨基酸结构通式中含有C、H、O、N四种元素，若含有其他元素如S、Fe等则一定位于R基中。 对应训练 1．(2024·福建泉州期中)下表所列的物质功能与举例中，不属于蛋白质的是(　　) 选项 功能 举例 A 催化作用 消化酶 B 运输作用 血红蛋白 C 调节作用 性激素 D 免疫作用 抗体 2．下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是(　　) A．①②③　　　　　　 B．②③④ C．①③④ D．①②④ [方法规律]　“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸 任务驱动二　二肽、多肽与脱水缩合 教材梳理 1．肽键的形成 (1)脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接，同时脱去一分子的水，这种结合方式叫作脱水缩合_。 (2)连接两个氨基酸分子的化学键叫作肽键。 2．二肽、三肽……多肽：由两个氨基酸缩合而成的化合物，叫作二肽，其中含有1个肽键；由三个氨基酸缩合而形成的化合物，叫作三肽_，其中含有2个肽键。由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫作多肽_。多肽通常呈链状结构，叫作肽链_。 3．写出两个氨基酸脱水缩合形成二肽的反应式： (1)生成物水中的氢来源于反应物中的羧基和氨基，氧来源于反应物中的羧基。 (2)二肽水解断裂的化学键是肽键，参与反应水中的2个H和1个O重新形成2个氨基酸中的氨基和羧基。 【概念辨析】 (1)二肽的合成过程中产生水，水解过程不需要水。( ) (2)由于十一肽含有十一个肽键故称十一肽。( ) (3)脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键就称为几肽。( ) (4)一般来说R基团中的—NH2 和—COOH不参与脱水缩合。( ) 要点探究 参考教材P30图2－10氨基酸脱水缩合示意图，回答下列问题： (1)两个氨基酸分子发生反应，各脱去的结构是什么？形成了什么分子？脱去的水分子中H和O来自哪一结构？ (2)二肽形成时，两个氨基酸之间新形成的化学键叫什么？这种反应是什么反应？ (3)该过程中，R基团有没有参与反应？ (4)若不考虑R侧链基团，该二肽分子中至少含有几个游离的氨基和游离的羧基？ (5)若三个氨基酸分子通过缩合反应形成新的化合物，请推算应形成的肽键数、脱去的水分子数各是多少？若是九肽化合物呢？(不考虑环状多肽) 归纳总结 1．氨基、羧基的常见书写形式 注意：避免两种错误格式 ①写成NH2、COOH、R。 ②写成NH3、—NH3、HCOOH等。 2．二肽形成的相关概念构建 对应训练 1．下图所示为某多肽化合物，关于其组成数目的判断，错误的是(　　) A．1个氨基　　　　 B．2个羧基 C．2个肽键 D．称为二肽 2．(2024·湖北荆州高一月考)识别如图某化合物的形成过程，思考回答下列问题： (1)反应原理：一个氨基酸分子的________与另一个氨基酸分子的________相连接，同时脱去________。 (2)过程①名称：____________。 (3)物质②名称：____________。 (4)结构③名称：__________。 课堂小结 课堂练习 1．(2024·四川雅安高一统考期中)蛋白质的功能具有多样性，下列蛋白质具有调节功能的是(　　) A．血红蛋白　　　 B．抗体 C．胰岛素 D．蛋白酶 2.(教材P29思考·讨论改编)如图为组成人体蛋白质的氨基酸分子的结构通式，下列说法错误的是(　　) A．在人体中组成蛋白质的氨基酸有21种 B．④中可能含有除C、H、O、N之外的元素 C．各种氨基酸之间的区别在于②和③的不同 D．每种氨基酸都有1个①和1个③连接在同1个C上 3.日常膳食中的支链氨基酸(BCAAs)是指食物蛋白质中常见的三种氨基酸，即亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸，下列关于BCAAs的说法错误的是(　　) A.BCAAs中的三种氨基酸结构相似 B.BCAAs中的三种氨基酸都属于必需氨基酸 C.BCAAs中三种氨基酸间的区别是R基不同 D.可通过摄入米饭、馒头等大量获取BCAAs 4．如图表示人体内几种化学元素和化合物的相互关系，其中a表示有机小分子物质，A表示有机大分子物质，请回答下列问题： (1)A为________，其基本组成单位的结构通式为____________。 (2)A3能够运输氧化，可能为细胞中的______，酶、抗体分别属于图中的________________。 (3)除了图中A1～A4所示的功能之外，A还具有________________等重要功能。 (4)胰岛素具有降低血糖的作用，目前市面上无口服胰岛素，糖尿病患者均需要皮下注射胰岛素，其原因是_______________________。 学科网（北京）股份有限公司 $$