第2章 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者-【创新教程】2025-2026学年高中生物必修1五维课堂同步Word教案（人教版2019）

第4节　 蛋白质是生命活动的主要承担者 课标内容要求 核心素养对接 1.概述蛋白质的功能 2．说出氨基酸的结构特点和种类 3．概述蛋白质结构多样性的原因 生命观念：认同蛋白质是生命活动的主要承担者，形成结构与功能相适应的观点 科学思维：通过推导氨基酸的结构、脱水缩合过程，培养归纳与推理能力 [基础梳理] 一、蛋白质的功能 1．一切生命活动离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的　主要承担者　。 2．蛋白质功能举例 功能 举例 作为　结构蛋白　 羽毛、肌肉、蛛丝、头发等 　催化　作用 绝大多数的酶 运输作用 　血红蛋白　(能运输氧气) 调节机体的生命活动 胰岛素等蛋白质类激素 免疫作用 　抗体　(可抵御抗原的侵害) 二、氨基酸的结构特点及其种类 1．氨基酸的结构 (1)结构通式：　。 (2)结构特点：每种氨基酸至少都含有一个　氨基(—NH2)　和一个　羧基(—COOH)　，并且都有一个氨基和一个羧基连在　同一个碳原子　上。 2．种类 (1)分类依据：人体细胞能不能　合成　。 (2)种类 三．蛋白质的结构及其多样性 1．脱水缩合的过程 (1)反应原理：一个氨基酸分子的　氨基　与另一个氨基酸分子的　羧基　相连接，同时脱去一分子的　水　。 (2)过程①名称：　脱水缩合　。 (3)物质②名称：　二肽　。 (4)结构③中箭头所指的化学键是　肽键　。 2．蛋白质结构多样性的原因 (1)不同蛋白质所含氨基酸的　种类　、　数目　、　排列顺序　不同。 (2)肽链的盘曲、折叠方式及其形成的　空间结构　不同。 3．蛋白质结构改变影响功能的实例 (1)蛋白质中　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，如人类的镰刀型细胞贫血症。 (2)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，从而导致蛋白质的　理化性质　改变和　生物活性　丧失。例如，鸡蛋、肉类在煮熟后，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。 [基础诊断] (1)蛋白质都具有运输作用，抗体是蛋白质( × ) (2)人体需要的氨基酸才是必需氨基酸( × ) (3)脱水缩合形成的肽链中含有几个肽键就称为几肽( × ) (4)组成生物体蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上( √ ) (5)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其功能不会发生变化( × ) (6)细胞中氨基酸种类、数量和排列顺序都相同的蛋白质是同一种蛋白质( × )　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 蛋白质的基本单位——氨基酸 1．结构通式的分析 2．氨基和羧基的书写方法 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“—” ◆[互动探究] 1．组成蛋白质的氨基酸的判断标准是什么？ 提示：至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。 2．下图是几种氨基酸的结构图，请分析回答下列问题： (1)在图中圈出所有的氨基和羧基，能发现什么规律？ 提示：规律是每个氨基酸都至少有一个氨基和一个羧基 (2)从位置上看，组成蛋白质的氨基酸的氨基(—NH2)和羧基(—COOH)在连接时有什么特点？ 提示：至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上 (3)平衡膳食理论要求增加食物的多样性和均衡性，从氨基酸角度分析其合理性。 提示：必需氨基酸在人体细胞内不能合成，必须从外界吸收，平衡膳食可保证人体对必需氨基酸的摄入。 ◆[对点训练] 1．下列构成蛋白质氨基酸的结构简式，相关叙述正确的是(　　) A．从图中氨基酸的元素组成分析可知所有氨基酸的元素都只有C、H、O、N B．上述四种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH、—CH2COOH C．R基中可以有羧基，但不能有氨基 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：B　[组成氨基酸的元素除C、H、O、N外，有的还含有S，A错误；在甲、乙、丙、丁四个氨基酸中先找出连接在同一个碳原子上的—NH2和—COOH以及—H，则剩下的就是R基，B正确；氨基酸的R基中可能含有氨基或羧基，C错误；只根据是否含氨基和羧基不能判断某个氨基酸是否是构成蛋白质的氨基酸，D错误。] 2．下列哪项不是构成蛋白质的氨基酸(　　) 解析：B　[每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且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(R基)，各种氨基酸的不同就在于R基的不同。] “两步看”区分组成蛋白质的氨基酸 　　　 氨基酸脱水缩合与蛋白质的形成过程 生命系统的结构层次 ◆[互动探究] 1．下面是氨基酸之间发生一系列反应形成血红蛋白的过程，结合教材内容完成以下探究。 (1)看图说出从氨基酸到蛋白质的形成过程。 提示：过程是：氨基酸→二肽→多肽→一条肽链盘曲折叠形成蛋白质→多条肽链聚集形成结构复杂的蛋白质 (2)脱水缩合时水中的O和H分别来自哪里？ 提示：O来自氨基酸的羧基，H来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基 (3)由2个氨基酸脱水缩合形成的化合物叫什么？其内含有几个肽键？在形成过程中脱去几分子水？ 提示：二肽；1个；1分子。 (4)由3个氨基酸形成的肽链叫什么？共形成几个肽键，失去几分子水？n个氨基酸呢？ 提示：3肽；2个肽键；2个水分子。n肽；n－1个肽键；n－1个水分子。 (5)若n个氨基酸形成m条肽链，则形成肽键数和失去水分子数分别是多少？ 提示：肽键数为n－m个，失去水分数为n－m个。 (6)若氨基酸的平均分子量为118，则30个氨基酸形成1条肽链时，所形成肽链的分子量是多少？ 提示：118×30－18×(30－1)＝3 018。 ◆[对点训练] 1．在肽链形成过程中氨基酸脱水缩合产生的水分子，其中的氢来源于(　　) A．氨基　　　　　　　 B．羧基 C．羧基和氨基 D．连接在碳原子上的氢 解析：C　[氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链，而脱水缩合是指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，同时脱出一分子水的过程。] 2．现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为(　　) A．798、2和2 B．798、12和10 C．799、1和1 D．799、11和9 解析：B　[氨基酸数－肽链数＝肽键数＝脱去的水分子数。所以共有798个肽键。每个氨基酸上至少有一个氨基和一个羧基，故R基上有10个氨基和8个羧基。每条肽链上至少有一个氨基和一个羧基。所以氨基和羧基的数目分别是：12和10。故选B。] 蛋白质有关的计算规律 氨基酸 相对分 子质量 氨基酸 数目 肽键 数目 脱去水 分子数目 肽链相 对分子 质量 氨基 数目 羧基 数目 一条 肽链 a m m－1 m－1 ma－18 (m－1) 至少 1个 至少 1个 n条 肽链 a m m－n m－n ma－18 (m－n) 至少 n个 至少 n个 蛋白质结构和功能的多样性 1．蛋白质结构的多样性 2．蛋白质功能的多样性 ◆[互动探究] 1．下图表示功能不同的两种多肽——催产素和加压素的结构简式，结合图示分析二者功能不同的原因。 提示：二者的氨基酸种类不同，使得其结构不同，进而影响到功能也不同。 2．下图展示了血红蛋白(含4条肽链)的水解和变性过程，二者有何区别？ 提示：水解是蛋白质或者多肽中肽键断裂，分解为氨基酸的过程，和脱水缩合的过程相反。变性是蛋白质空间结构被破坏的过程，此过程肽键不断裂。 ◆[对点训练] 1．下列叙述中，能够全面概括蛋白质功能的是(　　) A．构成细胞和生物体的重要结构物质 B．生命活动的主要承担者 C．收缩、运输、免疫等功能的物质基础 D．调节细胞和生物体代谢的重要物质 解析：B　[构成细胞和生物体的重要结构物质是蛋白质的功能之一，收缩、运输、免疫等功能的物质基础是蛋白质的功能的一部分，调节细胞和生物体代谢的重要物质是蛋白质的功能之一，都不能全面概括蛋白质的功能；蛋白质是生命活动的主要承担者可以全面概括蛋白质的功能。] 2．鉴定尿中是否有蛋白质常用加热法来检验。下图为蛋白质加热过程中的变化，据此判断下列有关叙述正确的是(　　) A．沸水浴加热后，构成蛋白质的肽链充分伸展并断裂 B．变性后的蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应 C．蛋白质加热过程中，氨基酸的排列顺序会发生改变 D．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开后，其特定功能并未发生改变 解析：B　[图示蛋白质加热后，构成蛋白质的肽链伸展了，但是并没有断裂，A错误；变性后的蛋白质空间结构发生了改变，但是仍然具有肽链结构中的肽键，可以与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，B正确；蛋白质加热过程中，氨基酸的排列顺序不会发生改变，C错误；蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开后，其特定功能发生了改变，D错误。] 蛋白质结构多样性与功能多样性的关系 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．蛋白质在生命活动中承担重要作用。下列有关蛋白质的说法，正确的是(　　) A．蛋白质功能多样是因为组成不同蛋白质的氨基酸种类不同 B．对小麦种子高温烘烤，会使蛋白酶肽键水解导致其不能萌发 C．蛋白质虽在细胞质内合成，但可在细胞核内或细胞外发挥作用 D．青少年活泼好动，为满足能量供应，需要保证充足的蛋白质摄入量 解析：C　[蛋白质功能多样是因为蛋白质的结构多样，A错误；对小麦种子高温烘烤，会使其中的蛋白质空间结构被破坏，导致小麦种子内细胞失活死亡而无法萌发，但不会使蛋白质肽键断裂，B错误；蛋白质虽在细胞质内合成，但可进入细胞核内发挥作用，也可在细胞外发挥作用，还可在细胞质中发挥作用，C正确；青少年身体生长迅速，饮食中需要保证充足的蛋白质摄入量，以满足身体生长所需，蛋白质是生命活动的主要承担者，不是主要能源物质，D错误。] 2．下图为胰岛素部分肽链示意图。该部分肽链所含氨基酸的R基种类，游离的羧基数、此部分肽链形成时的脱水数依次是(　　) A．3、0、3　　　　　　 B．4、0、3 C．3、1、3 D．4、1、3 解析：D　[根据图示可以看出该结构含有3个肽键，因此由4个氨基酸构成，根据R基的不同可以观察到4个氨基酸种类均不相同，所以R基的种类有4种，游离的羧基只有1个，形成了3个肽键因此脱水数为3，D正确。] 3．下列化合物中，属于组成蛋白质的氨基酸是(　　) A．①②③④ B．①②③ C．①② D．②④ 解析：B　[由分析可知，①②③④四种化合物，①②③都有连接在同一个碳原子上的氨基和羧基，是组成蛋白质的氨基酸，④的氨基和羧基不连接在同一个碳原子上，不是组成蛋白质的氨基酸。即B正确。] 4．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(　　) A．①、②所依据的原理不同，过程②破坏了蛋白质的空间结构 B．③、④所依据的原理不同，过程④破坏了蛋白质的肽键 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 解析：D　[①和②分别是蛋白质的盐析和加热变性，其原理分别是蛋白质在不同浓度下的溶解度不同和加热破坏蛋白质的空间结构，盐析没有破坏蛋白质的空间结构，加热会破坏蛋白质的空间结构，A正确；③和④分别是蛋白质的溶解和蛋白质经蛋白酶催化水解为多肽和某些氨基酸，其原理分别是蛋白质的溶解性和蛋白质在蛋白酶的催化作用下水解，在水解过程中会破坏蛋白质中的部分肽键，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。] 5．图甲是某物质的结构通式，据图回答问题： (1)此类物质通称为　________　，它是构成　________　的基本单位。 (2)生物体中此类物质约有　________　种，决定其种类的是通式中的　________　。若此物质中含有两个氨基，另外一个的位置应在　________　上。 (3)某物质的R基若为—CH2—CO—CH3，请在图乙方框中写出此物质的结构简式。 解析：生物体中的氨基酸约有21种，决定氨基酸种类的是其通式中的R基。构成蛋白质的氨基酸至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。如果R基为—CH2—CO—CH3，则将通式中的R基换成—CH2—CO—CH3即可。 答案：(1)氨基酸　蛋白质　(2)21　R基　R基 学科网（北京）股份有限公司 $$