生物必修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课堂检测

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【学习目标】
1.生命观念——通过对蛋白质结构多样性决定功能多样性的学习,形成结构和功能观。
2.科学思维——通过推导氨基酸的结构、脱水缩合过程,培养归纳与推理的能力。
目标一 蛋白质的功能及基本组成单位——氨基酸
1.蛋白质的功能
(1)蛋白质是生命活动的 主要承担者 。
(2)功能多样性
2．蛋白质的基本组成单位——氨基酸
微点拨：谐音巧记8种必需氨基酸
[特别提醒] (1)类比推理法理解氨基酸的结构
①类比：把氨基酸分子比喻成人，两只手分别代表氨基和羧基，两条腿代表氢，头代表R基，躯干代表中心碳原子。
②图示(如图)
(2)氨基、羧基、R基的书写
①正确的格式：—NH2、—COOH、—R(千万不要忘记在原子团前面加“—”)。
②避免两种错误格式
a．写成NH2、COOH、R。
b．写成NH3、—NH3、HCOOH等。
③结构通式及氨基和羧基不同表达形式的辨别
探讨 分析氨基酸的结构及其特点,提高理解能力
1.观察下列四种氨基酸的结构,探究以下问题:
丙氨酸 半胱氨酸
赖氨酸 天冬氨酸
(1)构成蛋白质的氨基酸共有的部分是 。
(2)这四种氨基酸分子的R基分别是 —CH3、—CH2—SH、—(CH2)4—NH2、—CH2—COOH 。
(3)组成蛋白质的氨基酸分子中都只含有一个氨基和一个羧基吗?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: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,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。
2.试判断下列有机酸,哪些属于组成蛋白质的氨基酸?并说明判断理由。
(1)判断:(填“是”或“不是”)理由:—NH2和—COOH连接在同一个碳原子上
(2)判断:(填“是”或“不是”)理由:—NH2和—COO 没连接在同一个碳原子上
(3)判断:不是(填“是”或“不是”)没有—NH2理由:
1．氨基酸结构通式的分析
2．“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
【习题巩固】
1．(2023·广东惠州高一期末)组成人体蛋白质的氨基酸有21种，以下属于组成人体蛋白质的氨基酸的是( )
A．
B．
C．
D．
2．甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，它的分子式是( )
A．C5H11O2NS B．C3H7S
C．C4H11O2S D．C5H10O2N
目标二 蛋白质的结构及其多样性
1．蛋白质的结构层次
氨基酸
↓
脱水缩合eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(概念：一个氨基酸分子的羧基与另, 一个氨基酸分子的氨基相连接，, 同时脱去一分子的水))
二肽：由两个氨基酸缩合而成的化合物
↓
多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，通常呈链状结构
盘曲、折叠(原因：氨基酸之间能形成氢键等)
↓
蛋白质：具有一定的空间结构
2．脱水缩合的过程
(1)过程①名称：脱水缩合。
(2)物质②名称：二肽。
(3)结构③名称：肽键。
3．蛋白质种类多样性的原因
(1)不同蛋白质含有的 氨基酸种类、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 千差万别。
4.蛋白质结构与功能的关系
(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,如人类的镰状细胞贫血症。
(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,从而导致蛋白质变性。
小提醒:加热、酒精等消毒的原理主要是引起细菌和病毒的蛋白质变性。
探讨一 分析氨基酸脱水缩合的过程,归纳概括相关规律
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.由2个氨基酸脱水缩合而成的化合物的名称是什么?其内含有多少个肽键?在形成过程中脱去多少分子水?
提示:二肽;1个;一。
3.由n个氨基酸形成的含一条肽链的化合物名称是什么?共形成多少肽键,失去多少分子水?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?试总结形成肽键数与氨基酸数和肽链条数的关系。
提示:n肽;(n-1)个肽键;(n-1)个水分子。
肽键数为(n-m)个;失去水分数为(n-m)个。
肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数-肽链条数。
4.一条肽链中至少含有多少个游离的—NH2和—COOH?若m条肽链呢? 试总结蛋白质中至少含有游离氨基数和游离羧基数与肽链条数的关系。
提示:各1个;各m个。至少含有的游离氨基数或羧基数＝肽链条数。
5.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)。
探讨二 分析蛋白质结构与功能的关系,形成生命观念
如图是蛋白质结构多样性与功能多样性的关系,回答相关问题:
1.组成蛋白质的氨基酸有21种,由10个氨基酸组成的多肽可能有多少种?
提示:2110种。
2.氨基酸的种类和数量完全相同,形成的蛋白质就一定相同吗?
提示:不一定相同。氨基酸的排列顺序或形成蛋白质的空间结构不一定相同。
3.蛋白质功能多样性的原因是什么?生物多样性是否与蛋白质的多样性有关?如果有关,请说明理由。
提示:蛋白质的功能多样性的原因是由其结构多样性决定的;有关;从分子水平看,蛋白质是一切生命活动的主要承担者,蛋白质分子的多样性直接影响生物性状表现的多样性,可以说生物多样性的直接原因就是蛋白质结构的多样性。
1．氨基酸脱水缩合过程分析
2.蛋白质形成过程的有关计算规律
(1)氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数－肽键数。
(2)羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数－肽键数。
(3)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链或环状多肽：
3．蛋白质结构多样性与功能多样性的关系
4．辨析蛋白质的盐析、变性与水解
【习题巩固】
3．(2023·江苏宿迁高一期末)下列对如图所示化合物的分析，正确的是( )
A．形成过程中失去了4分子水
B．游离的氨基和羧基各1个
C．有4种不同的侧链基团
D．由4个氨基酸脱水缩合而成
4．(2023·山东济宁高一期中)迁徙的鸟类，长途跋涉不迷路与其体内的磁受体蛋白(MagR)有关，MagR复合物能感应到微弱的地球磁场，并沿着地球磁场方向排列。下列叙述不正确的是( )
A．MagR蛋白的元素组成至少有4种
B．MagR蛋白经高温处理后也能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应
C．MagR蛋白可能由21种氨基酸组成
D．MagR结构的特异性主要体现在氨基酸的种类、数量、排列顺序及氨基酸的空间结构上
分类
功能
举例
结构
蛋白
构成细胞和生物体结构的重要物质
肌肉、头发、羽毛、蛛丝等
功能
蛋白
催化功能
绝大多数酶
运输功能
血红蛋白
免疫功能
抗体
调节功能
胰岛素
参与脱水缩合的部位
一个氨基酸氨基中的H和另一个氨基酸羧基中的OH
H2O中H和O的来源
H既来自氨基又来自羧基，O只来自羧基
—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R基中
形成的多肽
形成肽键数
脱去水分子数
氨基数目
羧基数目
多肽相对分子质量
1条肽链
n－1
n－1
至少1个
至少1个
na－18(n－1)
m条肽链
n－m
n－m
至少m个
至少m个
na－18(n－m)
环状多肽
n
n
最少为0
最少为0
na－18n