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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教课ppt课件
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这是一份人教版 (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教课ppt课件，共53页。PPT课件主要包含了结构特点等内容，欢迎下载使用。
1.基于生物学事实和证据,通过模型与建模,理解氨基酸形成蛋白质的过程。2.运用结构与功能观,阐明蛋白质结构多样性与功能多样性的统一。3.基于对蛋白质的认识,参与蛋白质与营养健康等社会热点问题的讨论。
一、蛋白质的功能1.蛋白质是生命活动的主要承担者2.蛋白质功能举例
微训练1蛋白质是细胞内最重要的生命物质之一,具有多样性和特异性,其结构与功能是相适应的。下列蛋白质类物质与其功能对应错误的是( )A.胰岛素与调节B.抗体与免疫C.淀粉酶与运输D.血红蛋白与运输答案:C
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸1.结构特点(1)主要元素组成:C、H、O、N。(2)结构通式:①写出字母所代表的结构:a.氨基,b.羧基。②a和b连接方式的特点:都连接在同一个碳原子上。③各种氨基酸之间的区别在于R基不同。
2.种类(1)分类依据:能否在人体内合成。
微思考有人说,氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸,必需氨基酸是生命活动中必需的营养成分,而非必需氨基酸不是必需的营养成分。这种理解是否正确? 提示:错误。必需氨基酸和非必需氨基酸都是人体生命活动中必需的营养成分,必需氨基酸是人体细胞不能合成的,必须从外界环境中获取,而非必需氨基酸是人体细胞能够合成的。
微判断1氨基酸是组成蛋白质的基本单位。判断下列有关氨基酸结构及蛋白质功能的表述是否正确。1.蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等多种功能。( )2.血液中O2的运输不能体现蛋白质的功能。( )3.抗体抵抗病毒的入侵体现了蛋白质的调节功能。( )4.只要含有一个氨基、一个羧基的化合物均是生物体内的氨基酸。( )5.酪氨酸和精氨酸理化性质不同的原因是它们的R基不同。( )
微训练2下图为4种氨基酸的结构,则下列相关叙述正确的是( )A.构成氨基酸的元素只有C、H、O、N 4种B.氨基酸丙和丁的R基分别是—NH2和—CH2—COOHC.R基中可以有氨基或羧基D.组成水稻的氨基酸包括必需氨基酸和非必需氨基酸
答案:C解析:组成氨基酸的基本元素包括C、H、O、N,少数氨基酸还含有S,A项错误。氨基酸丙的R基是—CH2—OH,B项错误。对于人而言,氨基酸包括必需氨基酸和非必需氨基酸,而对于水稻而言,不存在必需氨基酸,D项错误。
三、蛋白质的结构及其多样性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。
(1)这种结合方式叫作脱水缩合,两个氨基酸分子经该过程形成的产物是二肽和水。(2)产物中箭头所指的连接两个氨基酸分子的化学键叫作 肽键。
2.蛋白质的结构层次
3.蛋白质结构多样性的原因
4.蛋白质变性(1)概念: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,从而导致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。(2)因素:高温、过酸、过碱、重金属离子、紫外线、酒精等。(3)本质:蛋白质特定的空间构象被破坏。(4)应用:①吃熟鸡蛋、熟肉容易消化;②加热、加酸、加酒精可达到消毒、灭菌的目的。
微判断2基于对蛋白质的结构及其多样性的认识,判断下列表述是否正确。1.氨基酸脱水缩合形成的水中的氢一个来自氨基,另一个来自羧基。( )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。( )4.39个氨基酸脱去38个水分子可形成三十九肽。( )5.如果有足量的3种氨基酸甲、乙、丙,则它们能形成的三肽最多有6种。( )
微训练3两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽,同时生成一分子水,该水分子中的氧来自( )A.氨基B.羧基C.氨基和羧基D.连在碳原子上的H答案:B
一 组成蛋白质的氨基酸的结构重难归纳1.结构通式的分析
提示:甲不是,没有氨基;乙不是,氨基和羧基没有连接在同一个碳原子上;丙是氨基酸,有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
答案:A解析:根据氨基酸分子的结构通式可知,②④不是构成蛋白质的氨基酸,因为构成蛋白质的氨基酸都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。
学以致用甲、乙、丙、丁是四个构成蛋白质的氨基酸的结构简式,下列叙述错误的是( )
A.构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、NB.上述四种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH、—CH2COOHC.R基中可以有氨基或羧基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答案:D
解析:根据氨基酸的结构通式可以看出,各种氨基酸都含有的元素是C、H、O、N。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。氨基酸的R基中可能含有氨基或羧基。只根据是否含氨基和羧基不能判断某个化合物是不是构成蛋白质的氨基酸。
(2)过程分析:①参与脱水缩合的部位:一个氨基酸氨基中的—H和另一个氨基酸羧基中的—OH。②H2O中H和O的来源:H既来自氨基又来自羧基,O只来自羧基。③—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。
2.蛋白质合成过程中的相关计算(1)相关公式:①蛋白质中的肽键数=缩合产生的水分子数=氨基酸数-肽链数。②蛋白质相对分子质量=氨基酸分子数×氨基酸平均相对分子质量-18×脱去的水分子数。
(2)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,则:
规律总结 肽链中氨基、羧基与肽键数目的计算规律(1)在一条肽链主链的两端分别是—COOH和—NH2,侧链R基中—COOH和—NH2不参与脱水缩合过程,所以多肽的氨基(或羧基)数目=R基中的氨基(或羧基)数目+肽链数。(2)对于由n个氨基酸构成的环状肽而言,产生的肽键数=脱去水分子数=n;所含的氨基(或羧基)只存在于R基中。
3.蛋白质结构多样性与功能多样性
如何区分氨基酸脱水缩合反应和蛋白质水解反应?食物蛋白被消化吸收后进入人体细胞变成人体蛋白,食物中的蛋白质与人体的蛋白质结构一样吗?
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。脱水缩合反应形成肽键,蛋白质水解反应破坏肽键,H2O中的O和一个H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。人体中蛋白质与食物中蛋白质结构不一样,食物中的蛋白质被消化分解成氨基酸,进入细胞内的氨基酸按照人体的遗传信息合成具有特定排列顺序的多肽,进而形成具有特定空间结构的蛋白质分子。
典例剖析下图为某多肽化合物的示意图。下列有关该化合物的叙述,错误的是( )A.氨基酸的种类主要是由②④⑥⑧决定的B.该多肽化合物含有3个肽键,该多肽称为三肽C.该多肽的组成元素为C、H、O、N、S,含有1个游离氨基和2个游离羧基D.该多肽在形成过程中,相对分子质量减少了54
解析:②④⑥⑧均为各氨基酸的R基,氨基酸的种类是由R基决定的,A项正确。题图中有③⑤⑦3个肽键,是由4个氨基酸脱水缩合形成的,为四肽化合物,B项错误。该多肽的组成元素为C、H、O、N、S,含有1个游离氨基和2个游离羧基,C项正确。该多肽中含有3个肽键,即氨基酸脱水缩合过程中脱去了3分子水,相对分子质量减少了3×18=54,D项正确。
规律总结 蛋白质中含有氮、氧原子数的计算方法(1)氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数。(2)氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数-脱去水分子数。
学以致用1.下图为某多肽分子的结构简式,构成该多肽分子的氨基酸种类数和肽键数分别为( )A.1种、2个B.2种、2个C.2种、3个D.3种、2个答案:D
2.下列生命活动与蛋白质有关的是( )①催化细胞内的化学反应 ②血液中运输O2 ③与特定抗原结合 ④构成细胞和生物体的结构 ⑤调节A.①②③B.②③④C.①②③④D.①②③④⑤答案:D
1.蚕丝被贴身保暖、轻盈透气。下列关于蚕丝主要成分的叙述,正确的是( )A.它的基本组成单位的通式为—CO—NH—B.它的形成过程中没有水产生C.蚕丝的基本组成单位是氨基酸D.它一定含有的化学元素是C、H、O、N、P、Fe答案:C
解析:蚕丝的主要成分是蛋白质,构成蛋白质的基本单位是氨基酸,蛋白质是通过氨基酸脱水缩合形成的,蚕丝蛋白中不一定含有P、Fe。
2.甲硫氨酸的R基是CH2CH2SCH3,它的分子式是( )A.C5H11O2NS D.C5H10O2N答案:A解析:氨基酸分子的结构通式为 ,所以甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS。
3.下图为一条肽链的分子结构简式,下列有关分析错误的是( )A.这条肽链中的肽键数是2个B.构成该肽链的氨基酸数目是2个C.合成蛋白质的生理过程称为脱水缩合 D.在合成该肽链时形成2个水分子答案:B
解析:根据图示结构可知,该肽链中含有2个肽键,说明该多肽是由3个氨基酸脱水缩合形成的,在此过程中形成了2分子水。
4.氨基酸是蛋白质的基本组成单位。下列有关组成生物体蛋白质的氨基酸的叙述,正确的是( )A.至少有一个氨基和一个羧基连接在不同碳原子上B.氨基酸种类数与R基的种类数相同C.人体细胞可以合成所需的全部氨基酸D.生物体内最简单的氨基酸的R基为—CH3答案:B
解析:根据氨基酸结构通式可知,每个氨基酸分子中至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,A项错误。氨基酸的种类取决于R基,因此,氨基酸的种类数与R基的种类数相同,B项正确。某些氨基酸在人体内无法合成,必须从外界摄取,称为必需氨基酸,C项错误。生物体内最简单的氨基酸是甘氨酸,其R基为—H,D项错误。
5.下图是人体内蛋白质分子的概念图,下列有关分析错误的是( )A.相对分子质量较大的蛋白质中可能有21种AB.图中①可表示脱水缩合反应C.蛋白质功能的多样性直接取决于A的多样性D.多肽中A的数目一般大于B的数目
1.基于生物学事实和证据,通过模型与建模,理解氨基酸形成蛋白质的过程。2.运用结构与功能观,阐明蛋白质结构多样性与功能多样性的统一。3.基于对蛋白质的认识,参与蛋白质与营养健康等社会热点问题的讨论。
一、蛋白质的功能1.蛋白质是生命活动的主要承担者2.蛋白质功能举例
微训练1蛋白质是细胞内最重要的生命物质之一,具有多样性和特异性,其结构与功能是相适应的。下列蛋白质类物质与其功能对应错误的是( )A.胰岛素与调节B.抗体与免疫C.淀粉酶与运输D.血红蛋白与运输答案:C
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸1.结构特点(1)主要元素组成:C、H、O、N。(2)结构通式:①写出字母所代表的结构:a.氨基,b.羧基。②a和b连接方式的特点:都连接在同一个碳原子上。③各种氨基酸之间的区别在于R基不同。
2.种类(1)分类依据:能否在人体内合成。
微思考有人说,氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸,必需氨基酸是生命活动中必需的营养成分,而非必需氨基酸不是必需的营养成分。这种理解是否正确? 提示:错误。必需氨基酸和非必需氨基酸都是人体生命活动中必需的营养成分,必需氨基酸是人体细胞不能合成的,必须从外界环境中获取,而非必需氨基酸是人体细胞能够合成的。
微判断1氨基酸是组成蛋白质的基本单位。判断下列有关氨基酸结构及蛋白质功能的表述是否正确。1.蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等多种功能。( )2.血液中O2的运输不能体现蛋白质的功能。( )3.抗体抵抗病毒的入侵体现了蛋白质的调节功能。( )4.只要含有一个氨基、一个羧基的化合物均是生物体内的氨基酸。( )5.酪氨酸和精氨酸理化性质不同的原因是它们的R基不同。( )
微训练2下图为4种氨基酸的结构,则下列相关叙述正确的是( )A.构成氨基酸的元素只有C、H、O、N 4种B.氨基酸丙和丁的R基分别是—NH2和—CH2—COOHC.R基中可以有氨基或羧基D.组成水稻的氨基酸包括必需氨基酸和非必需氨基酸
答案:C解析:组成氨基酸的基本元素包括C、H、O、N,少数氨基酸还含有S,A项错误。氨基酸丙的R基是—CH2—OH,B项错误。对于人而言,氨基酸包括必需氨基酸和非必需氨基酸,而对于水稻而言,不存在必需氨基酸,D项错误。
三、蛋白质的结构及其多样性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。
(1)这种结合方式叫作脱水缩合,两个氨基酸分子经该过程形成的产物是二肽和水。(2)产物中箭头所指的连接两个氨基酸分子的化学键叫作 肽键。
2.蛋白质的结构层次
3.蛋白质结构多样性的原因
4.蛋白质变性(1)概念: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,从而导致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。(2)因素:高温、过酸、过碱、重金属离子、紫外线、酒精等。(3)本质:蛋白质特定的空间构象被破坏。(4)应用:①吃熟鸡蛋、熟肉容易消化;②加热、加酸、加酒精可达到消毒、灭菌的目的。
微判断2基于对蛋白质的结构及其多样性的认识,判断下列表述是否正确。1.氨基酸脱水缩合形成的水中的氢一个来自氨基,另一个来自羧基。( )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。( )4.39个氨基酸脱去38个水分子可形成三十九肽。( )5.如果有足量的3种氨基酸甲、乙、丙,则它们能形成的三肽最多有6种。( )
微训练3两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽,同时生成一分子水,该水分子中的氧来自( )A.氨基B.羧基C.氨基和羧基D.连在碳原子上的H答案:B
一 组成蛋白质的氨基酸的结构重难归纳1.结构通式的分析
提示:甲不是,没有氨基;乙不是,氨基和羧基没有连接在同一个碳原子上;丙是氨基酸,有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
答案:A解析:根据氨基酸分子的结构通式可知,②④不是构成蛋白质的氨基酸,因为构成蛋白质的氨基酸都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。
学以致用甲、乙、丙、丁是四个构成蛋白质的氨基酸的结构简式,下列叙述错误的是( )
A.构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、NB.上述四种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH、—CH2COOHC.R基中可以有氨基或羧基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答案:D
解析:根据氨基酸的结构通式可以看出,各种氨基酸都含有的元素是C、H、O、N。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。氨基酸的R基中可能含有氨基或羧基。只根据是否含氨基和羧基不能判断某个化合物是不是构成蛋白质的氨基酸。
(2)过程分析:①参与脱水缩合的部位:一个氨基酸氨基中的—H和另一个氨基酸羧基中的—OH。②H2O中H和O的来源:H既来自氨基又来自羧基,O只来自羧基。③—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。
2.蛋白质合成过程中的相关计算(1)相关公式:①蛋白质中的肽键数=缩合产生的水分子数=氨基酸数-肽链数。②蛋白质相对分子质量=氨基酸分子数×氨基酸平均相对分子质量-18×脱去的水分子数。
(2)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,则:
规律总结 肽链中氨基、羧基与肽键数目的计算规律(1)在一条肽链主链的两端分别是—COOH和—NH2,侧链R基中—COOH和—NH2不参与脱水缩合过程,所以多肽的氨基(或羧基)数目=R基中的氨基(或羧基)数目+肽链数。(2)对于由n个氨基酸构成的环状肽而言,产生的肽键数=脱去水分子数=n;所含的氨基(或羧基)只存在于R基中。
3.蛋白质结构多样性与功能多样性
如何区分氨基酸脱水缩合反应和蛋白质水解反应?食物蛋白被消化吸收后进入人体细胞变成人体蛋白,食物中的蛋白质与人体的蛋白质结构一样吗?
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。脱水缩合反应形成肽键,蛋白质水解反应破坏肽键,H2O中的O和一个H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。人体中蛋白质与食物中蛋白质结构不一样,食物中的蛋白质被消化分解成氨基酸,进入细胞内的氨基酸按照人体的遗传信息合成具有特定排列顺序的多肽,进而形成具有特定空间结构的蛋白质分子。
典例剖析下图为某多肽化合物的示意图。下列有关该化合物的叙述,错误的是( )A.氨基酸的种类主要是由②④⑥⑧决定的B.该多肽化合物含有3个肽键,该多肽称为三肽C.该多肽的组成元素为C、H、O、N、S,含有1个游离氨基和2个游离羧基D.该多肽在形成过程中,相对分子质量减少了54
解析:②④⑥⑧均为各氨基酸的R基,氨基酸的种类是由R基决定的,A项正确。题图中有③⑤⑦3个肽键,是由4个氨基酸脱水缩合形成的,为四肽化合物,B项错误。该多肽的组成元素为C、H、O、N、S,含有1个游离氨基和2个游离羧基,C项正确。该多肽中含有3个肽键,即氨基酸脱水缩合过程中脱去了3分子水,相对分子质量减少了3×18=54,D项正确。
规律总结 蛋白质中含有氮、氧原子数的计算方法(1)氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数。(2)氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数-脱去水分子数。
学以致用1.下图为某多肽分子的结构简式,构成该多肽分子的氨基酸种类数和肽键数分别为( )A.1种、2个B.2种、2个C.2种、3个D.3种、2个答案:D
2.下列生命活动与蛋白质有关的是( )①催化细胞内的化学反应 ②血液中运输O2 ③与特定抗原结合 ④构成细胞和生物体的结构 ⑤调节A.①②③B.②③④C.①②③④D.①②③④⑤答案:D
1.蚕丝被贴身保暖、轻盈透气。下列关于蚕丝主要成分的叙述,正确的是( )A.它的基本组成单位的通式为—CO—NH—B.它的形成过程中没有水产生C.蚕丝的基本组成单位是氨基酸D.它一定含有的化学元素是C、H、O、N、P、Fe答案:C
解析:蚕丝的主要成分是蛋白质,构成蛋白质的基本单位是氨基酸,蛋白质是通过氨基酸脱水缩合形成的,蚕丝蛋白中不一定含有P、Fe。
2.甲硫氨酸的R基是CH2CH2SCH3,它的分子式是( )A.C5H11O2NS D.C5H10O2N答案:A解析:氨基酸分子的结构通式为 ,所以甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS。
3.下图为一条肽链的分子结构简式,下列有关分析错误的是( )A.这条肽链中的肽键数是2个B.构成该肽链的氨基酸数目是2个C.合成蛋白质的生理过程称为脱水缩合 D.在合成该肽链时形成2个水分子答案:B
解析:根据图示结构可知,该肽链中含有2个肽键,说明该多肽是由3个氨基酸脱水缩合形成的,在此过程中形成了2分子水。
4.氨基酸是蛋白质的基本组成单位。下列有关组成生物体蛋白质的氨基酸的叙述,正确的是( )A.至少有一个氨基和一个羧基连接在不同碳原子上B.氨基酸种类数与R基的种类数相同C.人体细胞可以合成所需的全部氨基酸D.生物体内最简单的氨基酸的R基为—CH3答案:B
解析:根据氨基酸结构通式可知,每个氨基酸分子中至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,A项错误。氨基酸的种类取决于R基,因此,氨基酸的种类数与R基的种类数相同,B项正确。某些氨基酸在人体内无法合成,必须从外界摄取,称为必需氨基酸,C项错误。生物体内最简单的氨基酸是甘氨酸,其R基为—H,D项错误。
5.下图是人体内蛋白质分子的概念图,下列有关分析错误的是( )A.相对分子质量较大的蛋白质中可能有21种AB.图中①可表示脱水缩合反应C.蛋白质功能的多样性直接取决于A的多样性D.多肽中A的数目一般大于B的数目
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