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高中生物第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者课文内容ppt课件
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这是一份高中生物第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者课文内容ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了主要承担者，细胞和生物体，催化作用，免疫作用，非必需，HON，氢原子，一分子水，两个氨基酸，多个氨基酸等内容，欢迎下载使用。
知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知一、蛋白质的功能1．蛋白质是生命活动的 。2．
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸1．氨基酸的种类组成蛋白质的氨基酸有____种，其中8种是人体细胞不能合成的，称为_____氨基酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取；另外___种氨基酸是人体细胞能够合成的，称为________氨基酸。【巧学助记】 8种必需氨基酸
2．氨基酸的元素组成及结构特点(1)组成氨基酸的共有元素是____________，有的氨基酸还含有____等元素，S可作为区分蛋白质与其他有机物的特征元素。(2)氨基酸的结构特点a．每种氨基酸分子至少都含有一个______(—NH2)和一个_____(—COOH)。b．每种氨基酸分子中都有一个______和一个____连接在同一个碳原子上，该碳原子还连接一个________和一个侧链基团，这个侧链基团用________表示。各种氨基酸的区别在于________基的不同。(3)氨基酸分子的结构通式： 。
【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、H、COOH等。③结构通式及氨基和羧基不同表达形式的辨别
三、蛋白质的结构1．蛋白质的结构层次
2．脱水缩合的过程（1）过程①名称： 。（2）物质②名称： 。（3）结构③名称： 。
【巧学助记】 蛋白质形成的“四个一”
3.蛋白质的结构多样性在细胞内，组成蛋白质的氨基酸_____可能成千上万，氨基酸形成肽链时， 不同种类氨基酸的_______千变万化，肽链的______________________________千差万别，因此，蛋白质分子的结构极其多样。
4．蛋白质的变性(1)概念：蛋白质变性是指蛋白质在某些__________因素作用下其特定的________被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性________的现象。(2)应用：①鸡蛋、肉类煮熟后由于高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，易于被______水解，因而易于消化。②经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的__________，可以达到消毒、灭菌的目的。
知识应用·强化落实——效果·检测·定向1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）（1）组成人体蛋白质的氨基酸有21种（ ）（2）人体需要的氨基酸称为必需氨基酸（ ）（3）每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上（ ）（4）各种氨基酸共有的结构是： （ ）（5）各种氨基酸理化性质不同的原因在于R基不同（ ）（6）二肽是由两个氨基酸分子脱水缩合形成的化合物，含有2个肽键（ ）（7）氨基酸种类、数量及排列顺序都相同的蛋白质是同一种蛋白质（ ）
2．蛋白质功能的多样性[连线]
3．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。
—NH2和—COOH连在同一个碳原子上
—NH2和—COOH没连在同一个碳原子上
4．分析表中图示，说明蛋白质多样性形成的原因。（图示中：□、○代表氨基酸；“—”代表肽键）
多肽链的盘曲、折叠方式不同
5.（教材P30图211）读“某种胰岛素的二硫键示意图”，回答有关问题：（1）该胰岛素是由 条肽链构成的，含有 个二硫键。（2）二硫键的形成过程表示为－SH＋－SH―→2S＋2H，在该胰岛素形成过程中，共脱去了 个H。
课程标准阐明蛋白质由21种氨基酸组成，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。素养达成
设疑激趣 当我们购买食品时，包装上常附有成分说明，你会发现蛋白质是许多食品的重要成分，有时你还会看到蛋白质中含有某些氨基酸的介绍。氨基酸和蛋白质之间有什么关系呢？
探究点一 蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸任务1 阅读教材P28～29页，总结归纳蛋白质的功能，完成下列问题：
（1）羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质。这说明：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的 ，称为 。（2）人的身体就像一座复杂的化工厂，一切生理代谢、化学反应都是由酶参与完成的，而酶绝大多数是具有生物催化作用的蛋白质，如胃蛋白酶等消化酶（如图1）。这说明蛋白质具有 作用。（3）红细胞内的血红蛋白（如图2）具有运输氧的功能，说明有些蛋白质具有 的功能。（4）动物体内还存在着另一种活性物质——激素，如胰岛素（如图3）等大多数也属于蛋白质，他们通过向靶细胞传达信息，起到能够调节机体生命活动的作用。这说明有些蛋白质具有 和 功能。
（5）人体内的抗体（如图4）是蛋白质。抗体是活跃在血液中的一支“突击队”，具有保卫机体免受病菌和病毒的侵害，提高机体抵抗力的作用。说明蛋白质具有 功能。（6）营养不良会出现贫血和免疫力下降等现象，从蛋白质的功能分析，其原因是什么？
营养不良导致蛋白质的摄入量不足，影响血红蛋白和抗体的生成，出现贫血和免疫力下降。
任务2 观察下列四种氨基酸的结构，探究以下问题：
（1）构成蛋白质的氨基酸共有的部分?（2）这四种氨基酸分子的R基分别?（3）“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？
“氨基酸”代表了其分子结构中的主要部分，即氨基和羧基。
任务3 下列哪些是构成蛋白质的氨基酸 。
任务4 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？
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.氨基酸结构通式的分析
3.“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
【重点笔记】 1.蛋白质功能巧记忆：狗（构）催运面（免）条（调）。2.有关“氨基酸”的两个误区（1）氨基、羧基书写误区：不要将氨基错写为NH2或—NH3；不要将羧基误写为 或COOH，其中的一个短线代表一个化学键，不能省略。（2）氨基酸数目≠氨基酸种类：蛋白质分子含有多个氨基酸，构成生物体蛋白质的氨基酸有21种。
1.（合格考）蛋白质是生命活动的体现者，但在正常生理活动中它不能作为细胞的（ ）A.重要结构物质 B．重要调节物质C.主要能源物质 D．机体免疫物质
解析：主要的能源物质是糖类而不是蛋白质。
2.（合格考）下列生理活动与蛋白质功能无关的是（ ）A.氧气在血液中的运输B.细胞内的遗传物质C.催化葡萄糖在细胞内的氧化分解D.构成细胞和生物体的重要组成物质
解析：细胞内蛋白质的功能主要包含“催(催化作用)运(运输作用)免(免疫)调(调节)结(结构)”，细胞内的遗传物质为DNA，不是蛋白质。
3.（合格考）下列物质中，属于构成人体蛋白质氨基酸的是（ ）A.①③⑤ B．①②③ C.②③④ D．③④⑤
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至少有一个氨基和一个羧基且连在同一个碳原子上。
4.（等级考）下列是四个构成蛋白质氨基酸的结构简式，相关叙述错误的是（ ）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
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四种；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氨基酸是否是构成生物体蛋白质的氨基酸。
探究点二 蛋白质的结构及其多样性 任务1 如图是氨基酸形成蛋白质的过程图解（见图文联动），请分析回答下列问题：（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？
氢来自氨基和羧基，氧来自羧基。
（2）若R基中含有氨基或羧基，在脱水缩合反应中，R基中的氨基或羧基是否参与了反应？生成的肽链中氨基或羧基位于何处？ （3）多肽通常被称为肽链，肽链构成蛋白质的过程中主要变化是什么？
R基中的氨基或羧基未参与反应，生成的肽链中的氨基或羧基位于肽链的一端或R基中。
一条或者几条肽链盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。
任务2 分析氨基酸形成蛋白质过程中的有关计算规律：（1）若4个氨基酸形成一条肽链，则该过程要脱去水分子多少个？形成多少个肽键？该多肽链的名称是什么？ （2）若m个氨基酸形成一条肽链，则该过程要脱去水分子多少个？形成多少个肽键？该多肽链至少有几个氨基和几个羧基？ （3）若m个氨基酸形成了n条肽链，则（2）题的答案分别是什么？
脱去3分子水，形成3个肽键，该多肽称为四肽。
脱去(m－1)个水分子，形成(m－1)个肽键，至少含有1个氨基和1个羧基。
脱去(m－n)个水分子，形成(m－n)个肽键，至少含有n个氨基和n个羧基。
（4）若m个氨基酸形成1条环状的多肽，则该过程要脱去水分子多少个？形成多少个肽键？ （5）若氨基酸的平均分子量为120，则20个氨基酸形成1条肽链时，所形成肽链的分子量是多少？
脱去水分子m个，形成m个肽键。
120×20－18×(20－1)＝2 058。
1.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。（2）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。（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。
3.蛋白质相关计算方法规律（1）已知形成某蛋白质的氨基酸个数为m，肽链数为n，氨基酸的平均相对分子量为a，则该蛋白质：
（2）环肽的脱水数目和氨基酸数目相等。（3）二硫键“—S—S—”是由两个“—SH”脱下2个H形成的，计算分子量时需要考虑。（4）蛋白质中含有N、O原子数的计算①N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数。②O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去的水分子数。
【重点笔记】 解答肽链图试题的一般方法（1）要先找出肽键，以确定氨基酸的数量。（2）找出R基。如果多肽链较长，要抓住“ ”这一主线，排除其他化学符号的干扰，中间的C原子上所连的必为R基。注意：有时同一肽链中具有相同的R基，因此回答氨基酸种类时要考虑此种可能。（3）解答时可以按照以下步骤进行：找到所有的肽键→用长竖线将肽键分开，将多肽分成多个部分，每一部分是一个氨基酸残基→得出氨基酸数目。有几个氨基酸就是几肽→找出氨基酸的R基，确定氨基酸的种类。
1.（合格考）下图表示某蛋白质分子结构的一部分，图中①②③④标出了分子中不同位置的键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是（ ） A.① B．② C．③ D．④
解析：当蛋白质发生水解时，应在肽键处发生断裂，即图中的②处。
2.（等级考）如图是3种氨基酸的结构式，由这3个氨基酸按顺序脱水缩合所形成的化合物中，含有的氨基、羧基和肽键的数目依次是（ ）A.1，2，3 B．1，1，3C.1，2，2 D．2，2，2
解析：由于题干中第二个氨基酸的R基中含有一个羧基，因此由这3种氨基酸按顺序脱水缩合所形成的化合物中，含有1个氨基、2个羧基和2个肽键。
3．（等级考）如图所示，一分子的胰岛素原切去C肽（图中箭头表示切点）后，可转变成由A、B两条肽链构成的有活性的胰岛素（图中数字表示氨基酸序号），下列分析正确的是（ ）A.胰岛素分子具有50个肽键，合成它的过程中共脱去50 分子水B.胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基C.沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性丧失D.切去C肽不需要破坏二硫键
解析：胰岛素分子含51个氨基酸、两条肽链，则具有51－2＝49个肽键，合成过程中脱去49分子水，A错误；胰岛素分子含有两条肽链，至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基，B错误；沸水浴时蛋白质的空间结构发生改变导致胰岛素生物活性的丧失，但肽键并未断裂，C错误；由图知，切去C肽需要破坏肽键，不需要破坏二硫键，D正确。
4.（等级考）分析多肽E和多肽F（均由一条肽链组成）得到以下结果（单位：个）。请推算这2种多肽中氨基酸的数目最可能是（ ）
解析：若按N元素计算，多肽链E中有氨基3个，可判定出R基中最多有两个游离的氨基，排除这两个氨基中的N原子，还有53－2＝51个N原子，按照一个氨基含一个N原子，则应由51个氨基酸组成；多肽链F中有氨基6个，可判定出R基中有5个游离的氨基，排除这5个氨基中的N原子，还有54－5＝49个N原子，按照一个氨基含一个N原子，则应由49个氨基酸组成。
探究点三 蛋白质结构多样性与功能多样性任务1 血红蛋白是由4条多肽链组成的蛋白质。下图展示了血红蛋白的水解和变性过程，二者有何区别？
水解是蛋白质或者多肽中肽键断裂，分解为氨基酸的过程。变性是蛋白质空间结构被破坏的过程，此过程肽键不断裂。
任务2 哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如图所示，其中各氨基酸残基用3个字母缩写表示。
（1）结合图示，分析催产素与加压素功能不同的原因。 （2）依据催产素的结构简式图，某同学认为催产素所含游离氨基数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关。你是否同意他的说法？说出你的理由。
两种激素间有2个氨基酸种类不同。
同意，不同的氨基酸中游离的氨基数目不同，所以催产素含游离氨基数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关。
1.蛋白质结构多样性与功能多样性的关系
2．【课外拓展】蛋白质分子的空间结构不是很稳定，在特定条件下，蛋白质结构可发生变化，导致蛋白质变性，使其生物活性丧失。（1）导致蛋白质变性的因素①重金属盐（汞盐、银盐）；②强酸、强碱、乙醇、尿素；③高温；④X射线、紫外线等。（2）蛋白质变性过程中发生的变化蛋白质变性过程中不发生肽键断裂，而主要发生空间结构的变化，使肽链由有序状态变为无序状态，蛋白质变性一般不可逆。（3）蛋白质变性的应用加热或用乙醇处理可使细菌蛋白质变性而死亡，从而达到灭菌的目的。
【重点笔记】 蛋白质的水解和变性（1）水解：蛋白质或者多肽中肽键断裂，分解为氨基酸的过程称为水解，和脱水缩合的过程相反，这个过程需要蛋白酶或者肽酶的催化，需要水的参与。（2）变性：由于高温、强酸强碱、重金属盐等因素导致蛋白质分子的空间结构被破坏的过程称为变性。变性的过程中肽键不断裂。
1.（合格考）人体的肌肉主要是由蛋白质构成的，但骨骼肌、心肌、平滑肌的功能各不相同，这是因为（ ）A.肌细胞形状不同B.在人体的分布位置不同C.支配其运动的神经不同D.构成肌细胞的蛋白质分子结构不同
解析：蛋白质功能的不同取决于其分子结构的不同。
2．（合格考）鉴定尿中是否有蛋白质常用加热法来检验。如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：图示蛋白质加热后，构成蛋白质的肽链有所伸展，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。
3．（等级考）血液中的血红蛋白和肌肉中的肌蛋白结构不同的原因是（ ）A.所含氨基酸的种类不同，而数目、排列顺序都相同B.所含氨基酸的数目不同，而种类、排列顺序都相同C.所含氨基酸的种类、数目、排列顺序不同和多肽链的数目及其形成的空间结构不同D.所含氨基酸的数目、排列顺序和多肽链的数目相同但空间结构不同
解析：血液中的血红蛋白和肌肉中的肌蛋白结构不同的原因不仅仅是氨基酸种类的不同，还包括组成蛋白质的氨基酸的数目、排列顺序和肽链形成的空间结构的不同。
主干落实1.氨基酸是组成蛋白质的基本单位。2．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。3．脱水缩合是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，同时脱去一分子水形成一个肽键的过程。4．氨基酸分子以脱水缩合的方式形成肽键，由肽键连接氨基酸分子形成肽链，肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。5．蛋白质多样性的直接原因：组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同及肽链形成的空间结构不同。根本原因：DNA的多样性。6．蛋白质的功能：组成细胞结构、催化、运输、信息传递和免疫等。
1.蛋白质功能多种多样，下列与其功能不相符合的是（ ）A.酶——催化 B.抗体——免疫C.血红蛋白——运输 D.肌肉中的蛋白质——调节
解析：酶具有催化作用，A正确；抗体具有免疫作用，B正确；血红蛋白具有运输氧的作用，C正确；肌肉中的蛋白质属于结构蛋白，D错误。
2.人体第21种氨基酸硒代半胱氨酸是蛋白质中硒的主要存在形式，体内硒含量很少，合成硒代半胱氨酸的原料需不断从食物中获取。下列叙述错误的是（ ）A.硒元素属于微量元素B.硒代半胱氨酸是非必需氨基酸C.人体的蛋白质均含有硒D.硒位于硒代半胱氨酸的R基中
解析：由题意可知，人体内硒含量很少，硒元素属于微量元素，A正确；由题意可知，合成硒代半胱氨酸的原料需不断从食物中获取，说明人体细胞能够合成硒代半胱氨酸，因此硒代半胱氨酸是非必需氨基酸，B正确；并不是所有的蛋白质都含有硒，C错误；氨基酸的不同在于R基的不同，硒位于硒代半胱氨酸的R基中，D正确。
3.下列哪项不是构成蛋白质的氨基酸（ ）
解析：构成蛋白质的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，B符合题意。
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，这种差异的产生取决于（ ）A.两者R基组成的不同B.两者的结构完全不同C.酪氨酸的氨基多D.精氨酸的羧基多
解析：组成生物体蛋白质的氨基酸具有相似的结构，各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。
5.下列是两种氨基酸的结构式，它们在形成二肽时，最可能缩合的基团是（ ）A.①③ B．②⑥C.②④ D．③④
解析：氨基酸脱水缩合发生在一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基间即①⑤或②④，③和⑥是R基上的羧基和氨基，一般不参与脱水缩合，C符合题意。
6.某蛋白质含有18个游离的羧基和17个游离的氨基，该蛋白质由128个氨基酸组成，这些氨基酸的所有R基中共有羧基15个，下列关于该蛋白质的叙述正确的是（ ）A.由3条肽链组成B.共有128个肽键C.所有R基中共有16个氨基D.形成该蛋白质时，共失去127个水分子
解析：该蛋白质中游离的羧基总数是18，R基上游离的羧基数为15，所以该蛋白质的肽链数是18－15＝3，A正确；该蛋白质中氨基酸数是128，肽链数是3，所以共含有的肽键数为128－3＝125，B错误；该蛋白质中游离的氨基总数是17，肽链数是3，所以R基中含有的游离的氨基数是17－3＝14，C错误；该蛋白质含有128个氨基酸，由3条肽链组成，形成该蛋白质时失去的水分子数＝肽键数＝128－3＝125，D错误。
7.甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，则它的分子式是（ ）
解析：氨基酸的结构通式为 ，所以甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS。
8.根据下图所示化合物的结构分析回答：（1）该化合物中，①表示 ，⑦表示 。（2）该化合物由 个氨基酸失去 个水分子而形成，这种结合方式叫作 。（3）该化合物中的氨基酸种类不同，是由 决定的，其编号是 。（4）该化合物称为 ，含 个肽键，编号是 。（5）该化合物含有 个游离的氨基和 个游离的羧基。
解析：图中①是氨基；⑦是羧基；③、⑤、⑥表示肽键；②、④、⑧、⑨是R基。该化合物为四肽，是由4个氨基酸脱去3个水分子形成的。氨基酸种类不同，是由R基决定的，而该化合物含有游离的氨基(羧基)数等于肽链数与R基中氨基(羧基)数之和。
问题探讨1.提示：用某些动物组织提取的胶原蛋白制作手术缝合线，能够被人体组织吸收，是因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。2.提示：这种手术缝合线要变为小分子物质才能被吸收，初中学习过食物中的蛋白质要分解为氨基酸才能被吸收，因此说蛋白质在化学组成上应该可以分解为更小的分子。
练习与应用一、概念检测1.（1）√ （2）× （3）× （4）√ 2.A 3.A 4.B二、拓展应用1.略。2.（1）5 4 4 （2）略 （3）不会；因为结构决定功能，结构改变了会导致功能发生变化。3.必需氨基酸是人体自身不能合成的，只能从食物中获取，所以蛋白质类食物中必需氨基酸的种类和含量越多，说明营养价值越高。
知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知一、蛋白质的功能1．蛋白质是生命活动的 。2．
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸1．氨基酸的种类组成蛋白质的氨基酸有____种，其中8种是人体细胞不能合成的，称为_____氨基酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取；另外___种氨基酸是人体细胞能够合成的，称为________氨基酸。【巧学助记】 8种必需氨基酸
2．氨基酸的元素组成及结构特点(1)组成氨基酸的共有元素是____________，有的氨基酸还含有____等元素，S可作为区分蛋白质与其他有机物的特征元素。(2)氨基酸的结构特点a．每种氨基酸分子至少都含有一个______(—NH2)和一个_____(—COOH)。b．每种氨基酸分子中都有一个______和一个____连接在同一个碳原子上，该碳原子还连接一个________和一个侧链基团，这个侧链基团用________表示。各种氨基酸的区别在于________基的不同。(3)氨基酸分子的结构通式： 。
【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、H、COOH等。③结构通式及氨基和羧基不同表达形式的辨别
三、蛋白质的结构1．蛋白质的结构层次
2．脱水缩合的过程（1）过程①名称： 。（2）物质②名称： 。（3）结构③名称： 。
【巧学助记】 蛋白质形成的“四个一”
3.蛋白质的结构多样性在细胞内，组成蛋白质的氨基酸_____可能成千上万，氨基酸形成肽链时， 不同种类氨基酸的_______千变万化，肽链的______________________________千差万别，因此，蛋白质分子的结构极其多样。
4．蛋白质的变性(1)概念：蛋白质变性是指蛋白质在某些__________因素作用下其特定的________被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性________的现象。(2)应用：①鸡蛋、肉类煮熟后由于高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，易于被______水解，因而易于消化。②经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的__________，可以达到消毒、灭菌的目的。
知识应用·强化落实——效果·检测·定向1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）（1）组成人体蛋白质的氨基酸有21种（ ）（2）人体需要的氨基酸称为必需氨基酸（ ）（3）每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上（ ）（4）各种氨基酸共有的结构是： （ ）（5）各种氨基酸理化性质不同的原因在于R基不同（ ）（6）二肽是由两个氨基酸分子脱水缩合形成的化合物，含有2个肽键（ ）（7）氨基酸种类、数量及排列顺序都相同的蛋白质是同一种蛋白质（ ）
2．蛋白质功能的多样性[连线]
3．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。
—NH2和—COOH连在同一个碳原子上
—NH2和—COOH没连在同一个碳原子上
4．分析表中图示，说明蛋白质多样性形成的原因。（图示中：□、○代表氨基酸；“—”代表肽键）
多肽链的盘曲、折叠方式不同
5.（教材P30图211）读“某种胰岛素的二硫键示意图”，回答有关问题：（1）该胰岛素是由 条肽链构成的，含有 个二硫键。（2）二硫键的形成过程表示为－SH＋－SH―→2S＋2H，在该胰岛素形成过程中，共脱去了 个H。
课程标准阐明蛋白质由21种氨基酸组成，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。素养达成
设疑激趣 当我们购买食品时，包装上常附有成分说明，你会发现蛋白质是许多食品的重要成分，有时你还会看到蛋白质中含有某些氨基酸的介绍。氨基酸和蛋白质之间有什么关系呢？
探究点一 蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸任务1 阅读教材P28～29页，总结归纳蛋白质的功能，完成下列问题：
（1）羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质。这说明：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的 ，称为 。（2）人的身体就像一座复杂的化工厂，一切生理代谢、化学反应都是由酶参与完成的，而酶绝大多数是具有生物催化作用的蛋白质，如胃蛋白酶等消化酶（如图1）。这说明蛋白质具有 作用。（3）红细胞内的血红蛋白（如图2）具有运输氧的功能，说明有些蛋白质具有 的功能。（4）动物体内还存在着另一种活性物质——激素，如胰岛素（如图3）等大多数也属于蛋白质，他们通过向靶细胞传达信息，起到能够调节机体生命活动的作用。这说明有些蛋白质具有 和 功能。
（5）人体内的抗体（如图4）是蛋白质。抗体是活跃在血液中的一支“突击队”，具有保卫机体免受病菌和病毒的侵害，提高机体抵抗力的作用。说明蛋白质具有 功能。（6）营养不良会出现贫血和免疫力下降等现象，从蛋白质的功能分析，其原因是什么？
营养不良导致蛋白质的摄入量不足，影响血红蛋白和抗体的生成，出现贫血和免疫力下降。
任务2 观察下列四种氨基酸的结构，探究以下问题：
（1）构成蛋白质的氨基酸共有的部分?（2）这四种氨基酸分子的R基分别?（3）“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？
“氨基酸”代表了其分子结构中的主要部分，即氨基和羧基。
任务3 下列哪些是构成蛋白质的氨基酸 。
任务4 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？
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.氨基酸结构通式的分析
3.“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
【重点笔记】 1.蛋白质功能巧记忆：狗（构）催运面（免）条（调）。2.有关“氨基酸”的两个误区（1）氨基、羧基书写误区：不要将氨基错写为NH2或—NH3；不要将羧基误写为 或COOH，其中的一个短线代表一个化学键，不能省略。（2）氨基酸数目≠氨基酸种类：蛋白质分子含有多个氨基酸，构成生物体蛋白质的氨基酸有21种。
1.（合格考）蛋白质是生命活动的体现者，但在正常生理活动中它不能作为细胞的（ ）A.重要结构物质 B．重要调节物质C.主要能源物质 D．机体免疫物质
解析：主要的能源物质是糖类而不是蛋白质。
2.（合格考）下列生理活动与蛋白质功能无关的是（ ）A.氧气在血液中的运输B.细胞内的遗传物质C.催化葡萄糖在细胞内的氧化分解D.构成细胞和生物体的重要组成物质
解析：细胞内蛋白质的功能主要包含“催(催化作用)运(运输作用)免(免疫)调(调节)结(结构)”，细胞内的遗传物质为DNA，不是蛋白质。
3.（合格考）下列物质中，属于构成人体蛋白质氨基酸的是（ ）A.①③⑤ B．①②③ C.②③④ D．③④⑤
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至少有一个氨基和一个羧基且连在同一个碳原子上。
4.（等级考）下列是四个构成蛋白质氨基酸的结构简式，相关叙述错误的是（ ）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
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四种；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氨基酸是否是构成生物体蛋白质的氨基酸。
探究点二 蛋白质的结构及其多样性 任务1 如图是氨基酸形成蛋白质的过程图解（见图文联动），请分析回答下列问题：（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？
氢来自氨基和羧基，氧来自羧基。
（2）若R基中含有氨基或羧基，在脱水缩合反应中，R基中的氨基或羧基是否参与了反应？生成的肽链中氨基或羧基位于何处？ （3）多肽通常被称为肽链，肽链构成蛋白质的过程中主要变化是什么？
R基中的氨基或羧基未参与反应，生成的肽链中的氨基或羧基位于肽链的一端或R基中。
一条或者几条肽链盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。
任务2 分析氨基酸形成蛋白质过程中的有关计算规律：（1）若4个氨基酸形成一条肽链，则该过程要脱去水分子多少个？形成多少个肽键？该多肽链的名称是什么？ （2）若m个氨基酸形成一条肽链，则该过程要脱去水分子多少个？形成多少个肽键？该多肽链至少有几个氨基和几个羧基？ （3）若m个氨基酸形成了n条肽链，则（2）题的答案分别是什么？
脱去3分子水，形成3个肽键，该多肽称为四肽。
脱去(m－1)个水分子，形成(m－1)个肽键，至少含有1个氨基和1个羧基。
脱去(m－n)个水分子，形成(m－n)个肽键，至少含有n个氨基和n个羧基。
（4）若m个氨基酸形成1条环状的多肽，则该过程要脱去水分子多少个？形成多少个肽键？ （5）若氨基酸的平均分子量为120，则20个氨基酸形成1条肽链时，所形成肽链的分子量是多少？
脱去水分子m个，形成m个肽键。
120×20－18×(20－1)＝2 058。
1.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。（2）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。（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。
3.蛋白质相关计算方法规律（1）已知形成某蛋白质的氨基酸个数为m，肽链数为n，氨基酸的平均相对分子量为a，则该蛋白质：
（2）环肽的脱水数目和氨基酸数目相等。（3）二硫键“—S—S—”是由两个“—SH”脱下2个H形成的，计算分子量时需要考虑。（4）蛋白质中含有N、O原子数的计算①N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数。②O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去的水分子数。
【重点笔记】 解答肽链图试题的一般方法（1）要先找出肽键，以确定氨基酸的数量。（2）找出R基。如果多肽链较长，要抓住“ ”这一主线，排除其他化学符号的干扰，中间的C原子上所连的必为R基。注意：有时同一肽链中具有相同的R基，因此回答氨基酸种类时要考虑此种可能。（3）解答时可以按照以下步骤进行：找到所有的肽键→用长竖线将肽键分开，将多肽分成多个部分，每一部分是一个氨基酸残基→得出氨基酸数目。有几个氨基酸就是几肽→找出氨基酸的R基，确定氨基酸的种类。
1.（合格考）下图表示某蛋白质分子结构的一部分，图中①②③④标出了分子中不同位置的键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是（ ） A.① B．② C．③ D．④
解析：当蛋白质发生水解时，应在肽键处发生断裂，即图中的②处。
2.（等级考）如图是3种氨基酸的结构式，由这3个氨基酸按顺序脱水缩合所形成的化合物中，含有的氨基、羧基和肽键的数目依次是（ ）A.1，2，3 B．1，1，3C.1，2，2 D．2，2，2
解析：由于题干中第二个氨基酸的R基中含有一个羧基，因此由这3种氨基酸按顺序脱水缩合所形成的化合物中，含有1个氨基、2个羧基和2个肽键。
3．（等级考）如图所示，一分子的胰岛素原切去C肽（图中箭头表示切点）后，可转变成由A、B两条肽链构成的有活性的胰岛素（图中数字表示氨基酸序号），下列分析正确的是（ ）A.胰岛素分子具有50个肽键，合成它的过程中共脱去50 分子水B.胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基C.沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性丧失D.切去C肽不需要破坏二硫键
解析：胰岛素分子含51个氨基酸、两条肽链，则具有51－2＝49个肽键，合成过程中脱去49分子水，A错误；胰岛素分子含有两条肽链，至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基，B错误；沸水浴时蛋白质的空间结构发生改变导致胰岛素生物活性的丧失，但肽键并未断裂，C错误；由图知，切去C肽需要破坏肽键，不需要破坏二硫键，D正确。
4.（等级考）分析多肽E和多肽F（均由一条肽链组成）得到以下结果（单位：个）。请推算这2种多肽中氨基酸的数目最可能是（ ）
解析：若按N元素计算，多肽链E中有氨基3个，可判定出R基中最多有两个游离的氨基，排除这两个氨基中的N原子，还有53－2＝51个N原子，按照一个氨基含一个N原子，则应由51个氨基酸组成；多肽链F中有氨基6个，可判定出R基中有5个游离的氨基，排除这5个氨基中的N原子，还有54－5＝49个N原子，按照一个氨基含一个N原子，则应由49个氨基酸组成。
探究点三 蛋白质结构多样性与功能多样性任务1 血红蛋白是由4条多肽链组成的蛋白质。下图展示了血红蛋白的水解和变性过程，二者有何区别？
水解是蛋白质或者多肽中肽键断裂，分解为氨基酸的过程。变性是蛋白质空间结构被破坏的过程，此过程肽键不断裂。
任务2 哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如图所示，其中各氨基酸残基用3个字母缩写表示。
（1）结合图示，分析催产素与加压素功能不同的原因。 （2）依据催产素的结构简式图，某同学认为催产素所含游离氨基数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关。你是否同意他的说法？说出你的理由。
两种激素间有2个氨基酸种类不同。
同意，不同的氨基酸中游离的氨基数目不同，所以催产素含游离氨基数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关。
1.蛋白质结构多样性与功能多样性的关系
2．【课外拓展】蛋白质分子的空间结构不是很稳定，在特定条件下，蛋白质结构可发生变化，导致蛋白质变性，使其生物活性丧失。（1）导致蛋白质变性的因素①重金属盐（汞盐、银盐）；②强酸、强碱、乙醇、尿素；③高温；④X射线、紫外线等。（2）蛋白质变性过程中发生的变化蛋白质变性过程中不发生肽键断裂，而主要发生空间结构的变化，使肽链由有序状态变为无序状态，蛋白质变性一般不可逆。（3）蛋白质变性的应用加热或用乙醇处理可使细菌蛋白质变性而死亡，从而达到灭菌的目的。
【重点笔记】 蛋白质的水解和变性（1）水解：蛋白质或者多肽中肽键断裂，分解为氨基酸的过程称为水解，和脱水缩合的过程相反，这个过程需要蛋白酶或者肽酶的催化，需要水的参与。（2）变性：由于高温、强酸强碱、重金属盐等因素导致蛋白质分子的空间结构被破坏的过程称为变性。变性的过程中肽键不断裂。
1.（合格考）人体的肌肉主要是由蛋白质构成的，但骨骼肌、心肌、平滑肌的功能各不相同，这是因为（ ）A.肌细胞形状不同B.在人体的分布位置不同C.支配其运动的神经不同D.构成肌细胞的蛋白质分子结构不同
解析：蛋白质功能的不同取决于其分子结构的不同。
2．（合格考）鉴定尿中是否有蛋白质常用加热法来检验。如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：图示蛋白质加热后，构成蛋白质的肽链有所伸展，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。
3．（等级考）血液中的血红蛋白和肌肉中的肌蛋白结构不同的原因是（ ）A.所含氨基酸的种类不同，而数目、排列顺序都相同B.所含氨基酸的数目不同，而种类、排列顺序都相同C.所含氨基酸的种类、数目、排列顺序不同和多肽链的数目及其形成的空间结构不同D.所含氨基酸的数目、排列顺序和多肽链的数目相同但空间结构不同
解析：血液中的血红蛋白和肌肉中的肌蛋白结构不同的原因不仅仅是氨基酸种类的不同，还包括组成蛋白质的氨基酸的数目、排列顺序和肽链形成的空间结构的不同。
主干落实1.氨基酸是组成蛋白质的基本单位。2．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。3．脱水缩合是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，同时脱去一分子水形成一个肽键的过程。4．氨基酸分子以脱水缩合的方式形成肽键，由肽键连接氨基酸分子形成肽链，肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。5．蛋白质多样性的直接原因：组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同及肽链形成的空间结构不同。根本原因：DNA的多样性。6．蛋白质的功能：组成细胞结构、催化、运输、信息传递和免疫等。
1.蛋白质功能多种多样，下列与其功能不相符合的是（ ）A.酶——催化 B.抗体——免疫C.血红蛋白——运输 D.肌肉中的蛋白质——调节
解析：酶具有催化作用，A正确；抗体具有免疫作用，B正确；血红蛋白具有运输氧的作用，C正确；肌肉中的蛋白质属于结构蛋白，D错误。
2.人体第21种氨基酸硒代半胱氨酸是蛋白质中硒的主要存在形式，体内硒含量很少，合成硒代半胱氨酸的原料需不断从食物中获取。下列叙述错误的是（ ）A.硒元素属于微量元素B.硒代半胱氨酸是非必需氨基酸C.人体的蛋白质均含有硒D.硒位于硒代半胱氨酸的R基中
解析：由题意可知，人体内硒含量很少，硒元素属于微量元素，A正确；由题意可知，合成硒代半胱氨酸的原料需不断从食物中获取，说明人体细胞能够合成硒代半胱氨酸，因此硒代半胱氨酸是非必需氨基酸，B正确；并不是所有的蛋白质都含有硒，C错误；氨基酸的不同在于R基的不同，硒位于硒代半胱氨酸的R基中，D正确。
3.下列哪项不是构成蛋白质的氨基酸（ ）
解析：构成蛋白质的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，B符合题意。
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，这种差异的产生取决于（ ）A.两者R基组成的不同B.两者的结构完全不同C.酪氨酸的氨基多D.精氨酸的羧基多
解析：组成生物体蛋白质的氨基酸具有相似的结构，各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。
5.下列是两种氨基酸的结构式，它们在形成二肽时，最可能缩合的基团是（ ）A.①③ B．②⑥C.②④ D．③④
解析：氨基酸脱水缩合发生在一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基间即①⑤或②④，③和⑥是R基上的羧基和氨基，一般不参与脱水缩合，C符合题意。
6.某蛋白质含有18个游离的羧基和17个游离的氨基，该蛋白质由128个氨基酸组成，这些氨基酸的所有R基中共有羧基15个，下列关于该蛋白质的叙述正确的是（ ）A.由3条肽链组成B.共有128个肽键C.所有R基中共有16个氨基D.形成该蛋白质时，共失去127个水分子
解析：该蛋白质中游离的羧基总数是18，R基上游离的羧基数为15，所以该蛋白质的肽链数是18－15＝3，A正确；该蛋白质中氨基酸数是128，肽链数是3，所以共含有的肽键数为128－3＝125，B错误；该蛋白质中游离的氨基总数是17，肽链数是3，所以R基中含有的游离的氨基数是17－3＝14，C错误；该蛋白质含有128个氨基酸，由3条肽链组成，形成该蛋白质时失去的水分子数＝肽键数＝128－3＝125，D错误。
7.甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，则它的分子式是（ ）
解析：氨基酸的结构通式为 ，所以甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS。
8.根据下图所示化合物的结构分析回答：（1）该化合物中，①表示 ，⑦表示 。（2）该化合物由 个氨基酸失去 个水分子而形成，这种结合方式叫作 。（3）该化合物中的氨基酸种类不同，是由 决定的，其编号是 。（4）该化合物称为 ，含 个肽键，编号是 。（5）该化合物含有 个游离的氨基和 个游离的羧基。
解析：图中①是氨基；⑦是羧基；③、⑤、⑥表示肽键；②、④、⑧、⑨是R基。该化合物为四肽，是由4个氨基酸脱去3个水分子形成的。氨基酸种类不同，是由R基决定的，而该化合物含有游离的氨基(羧基)数等于肽链数与R基中氨基(羧基)数之和。
问题探讨1.提示：用某些动物组织提取的胶原蛋白制作手术缝合线，能够被人体组织吸收，是因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。2.提示：这种手术缝合线要变为小分子物质才能被吸收，初中学习过食物中的蛋白质要分解为氨基酸才能被吸收，因此说蛋白质在化学组成上应该可以分解为更小的分子。
练习与应用一、概念检测1.（1）√ （2）× （3）× （4）√ 2.A 3.A 4.B二、拓展应用1.略。2.（1）5 4 4 （2）略 （3）不会；因为结构决定功能，结构改变了会导致功能发生变化。3.必需氨基酸是人体自身不能合成的，只能从食物中获取，所以蛋白质类食物中必需氨基酸的种类和含量越多，说明营养价值越高。
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