人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者优秀ppt课件

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基础落实•必备知识全过关
重难探究•能力素养全提升
阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成。
知识点一 蛋白质的功能
【知识拓展】 酶、激素、抗体和蛋白质的关系(1)酶不都是蛋白质,有少数酶是RNA。(2)激素不都是蛋白质,如性激素是固醇类物质。(3)抗体都是蛋白质。旁栏边角 想一想怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者?
提示 蛋白质是细胞的基本组成成分,具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能;人体内有数万种不同的蛋白质,能够承担多种多样的功能,细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。
结论语句 辨一辨(1)蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等多种功能。(　　)(2)蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。(　　)(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)血红蛋白以及头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是结构蛋白。(　　)(5)抗体抵抗病毒的入侵体现了蛋白质的调节功能。(　　)
知识点二 蛋白质的基本组成单位——氨基酸1.组成元素:大部分氨基酸只含有　　　　　　　　四种元素。 甲硫氨酸、半胱氨酸含有S;硒代半胱氨酸含有Se 2.结构通式图中①　　　　(　　 　),②　　　　　　(　 　　　　),③R基(　　　　　　　　)。 
3.结构特点(1)至少都含有一个　　　　　　　　和一个　　　　　　　　。 (2)都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。(3)各种氨基酸之间的区别在于　　　　　　　　的不同。 【归纳总结】 R基的决定作用(1)决定氨基酸的种类和理化性质。(2)决定氨基酸的组成元素:氨基酸中的共有元素有C、H、O、N四种,若某氨基酸中含有其他元素,则一定在R基上。(3)决定氨基酸中所含氨基和羧基的数目:除了连接在中心碳原子上的氨基和羧基外,多余的氨基和羧基一定位于R基上。
4.分类(1)分类依据:根据能否在人体内　　　　,人体内的氨基酸分为　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　。 (2)种类:人体中组成蛋白质的氨基酸有21种。　　　　 并非每种蛋白质都含21种
【名师提醒】 1.氨基酸的正确书写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。
2.氨基、羧基的常见书写形式
【误区警示】 避免两种错误格式①写成NH2、COOH、R。②写成NH3、—NH3、HCOOH等。
旁栏边角 想一想必需氨基酸和非必需氨基酸的分类依据是什么?食物的营养价值取决于哪种氨基酸?
提示 必需氨基酸和非必需氨基酸都是人体细胞合成蛋白质所需的氨基酸。必需氨基酸是指在人体细胞内不能合成的,必须从外界摄入的氨基酸;非必需氨基酸是指人体细胞能够合成的氨基酸。食物中含有的必需氨基酸种类、数量越多,其营养价值越高。
结论语句 辨一辨(1)蛋白质的组成元素只有C、H、O、N。(　　)(2)只要含有一个氨基、一个羧基,那这种化合物就是生物体内的氨基酸。(　　)(3)氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上。(　　)(4)酪氨酸和精氨酸理化性质不同的原因是R基不同。(　　)
知识点三 蛋白质的结构及其多样性1.氨基酸的结合方式——脱水缩合(1)过程a:　　　　　　(一个氨基酸的　　　　和另一个氨基酸的　　　　相连接,同时　　 　　),图示所得产物为　　　　,箭头b处所指为　　　　。 (2)H2O中H来源于　　　　　　　　　;O来源于　　　　。 
【归纳总结】 脱水缩合中的相关概念(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,同时脱去一分子水的结合方式。(2)二肽和多肽:由两个氨基酸分子经脱水缩合而成的化合物叫作二肽,由n(n≥3)个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物,称为多肽。(3)肽键:连接两个氨基酸分子的化学键。(4)肽链:多肽通常呈链状结构,叫作肽链。
2.蛋白质的结构层次3.细胞中蛋白质种类繁多的原因(1)组成不同蛋白质分子的氨基酸的　　　　　　不同。 (2)组成不同蛋白质分子的氨基酸的　　　　　　不同。 (3)组成不同蛋白质分子的氨基酸的　　　　　　　　千变万化。 (4)组成蛋白质分子的肽链的盘曲、折叠方式及其形成的　　　　　　　　千差万别。 
旁栏边角 想一想1.蛋白质在消化道内经消化酶的作用分解为氨基酸的过程属于蛋白质水解反应。请比较氨基酸脱水缩合反应和蛋白质水解反应过程。
提示 氨基酸脱水缩合形成多肽与蛋白质水解生成氨基酸是两个相反的过程:脱水缩合形成肽键,生成水分子,蛋白质水解破坏肽键,需要消耗水分子;H2O中的—OH参与羧基形成,另一个—H参与氨基形成;脱水缩合时脱掉多少个水分子,水解时也需要相同数目的水分子。
2.吃熟鸡蛋、熟肉更容易消化,其原理是什么?鸡蛋、熟肉蛋白质中的肽键是否断裂、破坏?
提示 熟鸡蛋、熟肉中的蛋白质已经变性,其空间结构变得伸展、松散,肽键暴露出来,更容易被蛋白酶催化水解。蛋白质变性并没有使肽键断裂、破坏。
结论语句 辨一辨(1)氨基酸脱水缩合形成的水中的氢一个来自氨基,一个来自羧基。(　　)(2)人体内含有多种多样的蛋白质,每种蛋白质都具有一定的空间结构。(　　)(3)蛋白质的合成过程中产生水,水解过程不需要水。(　　)(4)蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化。(　　)(5)脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键就称为几肽。(　　)(6)氨基酸遇双缩脲试剂呈现紫色反应。(　　)(7)胰岛素的不同肽链之间通过肽键相连。(　　)
【情境探究】下面是几种氨基酸的结构式,请分析讨论并回答下列问题。
(1)请用一句话概述氨基酸分子的结构特点。(2)为什么说“氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基”?(3)请写出氨基酸的结构通式。
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。
提示 R基中可以含氨基和羧基,例如图中甘氨酸只含有一个氨基和一个羧基,谷氨酸的R基中含有羧基,赖氨酸的R基中含有氨基。
(4)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,这种差异与何种基团有关?说出你的判断依据。(5)营养学家认为,最好的饮食就是平衡膳食,要增加食物的多样性和均衡性,五谷杂粮、肉类等要均衡。试从氨基酸的角度分析平衡膳食的合理性。
提示 R基,组成蛋白质的氨基酸之间的区别在于R基的不同。
提示 组成人体蛋白质的氨基酸有必需氨基酸和非必需氨基酸两类,必需氨基酸在人体细胞内不能合成,只能从外界环境中获取,平衡膳食可保证人体对必需氨基酸的摄入,有利于身体健康。
【方法突破】“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
【视角应用】1.(2022天津蓟州高一期中)如图为组成蛋白质的氨基酸分子的结构通式,下列叙述正确的是(　　)A.在人体中,组成蛋白质的氨基酸的结构④有21种B.氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自②和③C.结构④中含有的氨基或羧基参与脱水缩合D.每个氨基酸分子都是由一个氨基和一个羧基组成的
答案 A解析 结构④表示氨基酸中的R基,在人体中,构成蛋白质的氨基酸有21种,因此R基在人体内有21种,A项正确;氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自①(氨基)和③(羧基),B项错误;结构④是R基,R基中含有的氨基或羧基一般不参与脱水缩合,C项错误;每个氨基酸分子至少有一个氨基和一个羧基,有的R基上还含有氨基或羧基,D项错误。
2.(2022湖北荆门一中高一月考)下列关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述,错误的是(　　)A.有些氨基酸不能在人体细胞中合成B.氨基酸可与双缩脲试剂发生紫色反应C.氨基酸一定含有C、H、O、N元素D.不同氨基酸之间的差异是由R基引起的
答案 B解析 氨基酸分为两类,即必需氨基酸和非必需氨基酸,非必需氨基酸可以在人体细胞中合成,而必需氨基酸不能在人体细胞中合成,必须从食物中获得,A项正确;蛋白质或者多肽可以与双缩脲试剂发生紫色反应,氨基酸(不含肽键)不能与双缩脲试剂发生紫色反应,B项错误;根据氨基酸的结构式可知,氨基酸一定含有C、H、O、N元素,有的含有S,C项正确;根据氨基酸的结构式可知,氨基酸的不同在于R基不同,所以不同氨基酸之间的差异是由R基引起的,D项正确。
3.(2022山西吕梁柳林高一期中)下列各项中,属于组成蛋白质的氨基酸的是(　　)
答案 C解析 A项所示化合物没有氨基,不是组成蛋白质的氨基酸;B项所示化合物有一个氨基和一个羧基,但这个氨基和这个羧基没有连在同一个碳原子上;C项所示化合物有一个氨基和两个羧基,并且有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上;D项所示化合物有两个氨基和一个羧基,但氨基和羧基没有连在同一个碳原子上。
【情境探究】我们每天所食用的食物中,除了糖类、脂质外,还有蛋白质。进入人体消化道的蛋白类食物,在消化酶的作用下分解为氨基酸,这些氨基酸进入人体细胞后,需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质?
(1)完成下列流程图(填空)。
(2)从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次?
提示 氨基酸→二肽、三肽→……→多肽→一条肽链盘曲、折叠构成空间结构→多条肽链构成更为复杂的空间结构。
氨基酸的种类不同,构成的肽链不同
氨基酸的数目不同,构成的肽链不同
(4)如果用21个不同的字母代表21种氨基酸,若写出由10个氨基酸组成的长链,可以写出多少条互不相同的长链?
氨基酸的排列顺序不同,构成的肽链不同
肽链的数目和空间结构不同,构成的蛋白质不同
提示 10个氨基酸能够组成2110条互不相同的长链。
【方法突破】蛋白质结构多样性的四个原因和五种功能
【视角应用】视角1蛋白质的结构、功能1.(2022黑龙江佳木斯一中高一月考)下列有关蛋白质结构和功能的说法,正确的是(　　)A.一种环状八肽分子中含有8个肽键B.蛋白质变性是肽键的断裂造成的C.蛋白质种类繁多的原因之一是氨基酸互相结合的方式不同D.有些蛋白质起信息传递作用,能够调节机体的生命活动,如胰岛素、雄性激素等
答案 A解析 环肽中,氨基酸的数目等于肽键数目,所以八肽是由8个氨基酸脱水缩合而成的含有8个肽键的化合物,A项正确;蛋白质变性是指蛋白质的空间结构发生改变,并非是肽键的断裂造成的,B项错误;氨基酸互相结合的方式相同,都是脱水缩合,C项错误;雄性激素的本质不是蛋白质,而是固醇,D项错误。
视角2蛋白质合成的相关计算2.血红蛋白分子中含574个氨基酸,4条肽链,在形成此蛋白质分子时,脱下的水分子数和形成的肽键的数目分别是(　　)A.573和573B.573和570C.570和573D.570和570
3.人体中21种氨基酸的平均相对分子质量是128,某蛋白质含4条多肽链,由280个氨基酸组成,其相对分子质量约为(　　)A.30 872B.31 486C.30 378D.30 486