第2章 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者(Word教参)-【精讲精练】2025-2026学年高中生物必修第一册(人教版 单选)
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
学习目标 | 1.能写出氨基酸的结构通式,并描述其特点。(科学思维) 2.能理解并学会应用氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程。(生命观念、科学思维) 3.会解释蛋白质多样性的原因。(生命观念) 4.能通过逻辑推理解释某些相关疾病、蛋白质变性等现象。(社会责任) |
一、蛋白质的功能
序号 | 举例 | 功能 |
1 | 头发、肌肉、羽毛等的成分 | 构成细胞和生物体的结构物质 |
2 | 绝大多数的酶是蛋白质 | 催化功能 |
3 | 血红蛋白运输氧气 | 运输功能 |
4 | 胰岛素调节血糖浓度 | 信息传递和调节功能 |
5 | 抗体是蛋白质 | 免疫功能 |
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1.氨基酸的结构
(1)结构通式:
。
(2)结构特点
①数量关系:每种氨基酸分子中至少都有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)。
②位置关系:都有一个氨基和一个羧基链接在同一个碳原子上。
③差异性:各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。
2.种类
(1)根据R基的不同,可将组成人体蛋白质的氨基酸分为21种。
(2)根据人体细胞能否合成分为必需氨基酸和非必需氨基酸。
[巧学妙记] 谐音巧记人体内的8种必需氨基酸
甲(甲硫氨酸)携(缬氨酸)来(赖氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)
三、蛋白质的结构及其多样性
1.脱水缩合——连接氨基酸的方式
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(1)概念:一个氨基酸分子的氨基(—NH2)和另一个氨基酸分子的羧基(—COOH)相连接,同时脱去一分子水的结合方式。
(2)过程
①该图表示生理过程是脱水缩合。
②写出字母代表的结构或名称:a为肽键,b为二肽。
③判断产物H2O中原子的来源。
H:来自R1所在氨基酸的羧基和R2所在氨基酸的氨基。
O:来自R1所在氨基酸的羧基。
2.蛋白质的结构层次
元素组成:C、H、O、N等元素
↓
氨基酸:蛋白质的基本组成单位
↓脱水缩合
二肽:由两个氨基酸分子缩合而成的化合物
↓
多肽:由多个氨基酸分子缩合而成的化合物,通常呈链状结构
↓
蛋白质:具有一定的空间结构
3.蛋白质结构多样性的原因
(1)氨基酸方面:不同蛋白质含有的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同。
(2)肽链方面:肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
4.蛋白质结构与功能的关系
(1)蛋白质的结构与功能是相适应的。如果蛋白质分子中氨基酸序列的改变或蛋白质的空间结构的改变,就可能会影响其功能。
(2)蛋白质变性。蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间结构被破坏,从而导致蛋白质的理化性质的改变和生物活性的丧失。
蛋白质变性后,构成蛋白质的肽链内的肽键没有被破坏,与双缩脲试剂反应呈紫色。若蛋白质完全水解后,空间结构和肽键全部被破坏,与双缩脲试剂不发生紫色反应。
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人体新陈代谢、抗病免疫等无不与蛋白质密切相关,没有蛋白质就没有生命,所以蛋白质被称为人类的“第一营养素”或“生命素”。大豆所含的蛋白质中人体“必需氨基酸”含量充足、组成齐全,属于“优质蛋白质”。结合所学知识判断:
(1)蛋白质的基本组成单位是氨基酸。(√)
(2)蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能。(×)
(3)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸。(×)
(4)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。(×)
探究点一 氨基酸的结构和种类
观察下面四种氨基酸的分子结构示意图,探究下列问题:
(1)比较这四种氨基酸,各种氨基酸的共有元素是C、H、O、N,其中半胱氨酸还含有S元素。
(2)比较这四种氨基酸,写出构成蛋白质的氨基酸共有的部分是,这四种氨基酸分子的R基分别是—CH3、—CH2—SH、—(CH2)4—NH2、—CH2—COOH。各种氨基酸之间的区别在于侧链基团(R基)的不同。
(3)观察天冬氨酸和赖氨酸的结构,分析每种氨基酸都只含有一个氨基和一个羧基吗?若有两个或两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:每种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,其余的氨基或羧基分布在R基中。
(4)不同的氨基酸元素组成一定相同吗?
提示:不一定。有些氨基酸含有S,有些氨基酸不含S。
1.氨基酸结构通式的分析
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