蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者【知識專講精研】 高一上學(xué)期生物人教版必修1

張文宏教授在談到中小學(xué)生復(fù)學(xué)問題時(shí)要求家長給孩子的早餐“不要喝粥，要喝牛奶、吃雞蛋”。從食物營養(yǎng)的角度分析，粥和牛奶、雞蛋中所含的主要營養(yǎng)物質(zhì)有什么不同？細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物是

蛋白質(zhì)想一想:哪些食品富含蛋白質(zhì)?

蛋白質(zhì)承擔(dān)著怎樣的功能呢？2.4蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者第二章組成細(xì)胞的分子學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)

1.歸納概括氨基酸的結(jié)構(gòu)通式和特點(diǎn),闡明氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位。

2.分析蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性和功能多樣性的關(guān)系,舉例說明蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是與功能相適應(yīng)的。

3.說出氨基酸構(gòu)成多肽鏈或蛋白質(zhì)分子的過程。

4.闡明蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者,認(rèn)同蛋白質(zhì)與人體營養(yǎng)、健康等關(guān)系密切。

1.認(rèn)同蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與其承擔(dān)的功能是相適應(yīng)的生命觀念。

2.掌握模型與建模、歸納與概括、分析與綜合等科學(xué)思維,提升對于蛋白質(zhì)與生命活動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識?！締栴}探討】？

從某些動(dòng)物組織中提取的膠原蛋白，可以用來制作手術(shù)縫合線。手術(shù)后過一段時(shí)間，這種縫合線就可以被人體組織吸收，從而避免拆線的痛苦。討論1．為什么這種縫合線可以被人體組織吸收？

2．這種縫合線發(fā)生什么樣的化學(xué)變化才能被吸收？這對你認(rèn)識蛋白質(zhì)的化學(xué)組成有什么啟示？

因?yàn)榻M成動(dòng)物和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)。

這種手術(shù)縫合線要變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)才能被吸收，初中學(xué)習(xí)過食物中的蛋白質(zhì)要分解為氨基酸才能被吸收，因此說明蛋白質(zhì)在化學(xué)組成上應(yīng)該可以分為更小的分子。閱讀教材P28，舉例說出蛋白質(zhì)承擔(dān)的功能免疫防御結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)信息傳遞運(yùn)輸催化1.結(jié)構(gòu)蛋白：2.催化：3.運(yùn)輸：4.信息傳遞：5.防御：如肌肉、頭發(fā)、羽毛、蛛絲等的成分主要是蛋白質(zhì)。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。如血紅蛋白運(yùn)輸氧。如胰島素能傳遞信息,調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng)。如抗體具有免疫功能。

可以說，細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。

結(jié)構(gòu)

運(yùn)輸

催化

信息傳遞

防御每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔(dān)功能相適應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)功能的實(shí)現(xiàn)抗原抗體可變區(qū)抗原抗體這與蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)嗎？1010～1012種蛋白質(zhì)功能多種多樣蛋白質(zhì)種類多種多樣非必需氨基酸：

必需氨基酸：組成人體蛋白質(zhì)的21種氨基酸蛋(甲硫)氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、蘇氨酸、（一）人體內(nèi)的21種氨基酸共13種，人體可自身合成的氨基酸共8種，人體不能自身合成的氨基酸

"甲攜來一本亮色書”1.氨基酸的組成元素是什么？2.找出共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，寫出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式3.氨基酸分子結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？甘氨酸纈氨酸丙氨酸亮氨酸閱讀書本P29“蛋白質(zhì)的基本組成單位-氨基酸”，結(jié)合下圖回答下列問題：（二）氨基酸的結(jié)構(gòu)甘氨酸甲硫氨酸半胱氨酸纈氨酸1.元素組成？結(jié)構(gòu)異同？C、H、O、N（S）甘氨酸甲硫氨酸半胱氨酸纈氨酸氨基羧基側(cè)鏈基團(tuán)（R基）（二）氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式酸氨基（二）氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基和羧基的數(shù)量：每種氨基酸至少都含有一個(gè)氨基（—NH2）和一個(gè)羧基（—COOH）；氨基和羧基的連接位置：都有一個(gè)氨基（—NH2）和一個(gè)羧基（—COOH）連接在同一個(gè)碳原子上；這個(gè)碳原子還連接一個(gè)氫原子和一個(gè)側(cè)鏈基團(tuán)。氨基酸不同的決定因素：R基的不同NHHCOHOCRH氫原子側(cè)鏈基團(tuán)氨基羧基氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：氨基NH2NHH或羧基COOHCOOH或1.氨基、羧基、R基的正確書寫格式分別為：

(基團(tuán)前的“—”不能省略)2.白質(zhì)的氨基酸至少都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基,“至少”說明氨基酸分子中的氨基和羧基數(shù)目大于等于1個(gè)，其他的氨基和羧基位于

上。3.氨基基不同表示方法：特別關(guān)注—NH2、—COOH、—RR基CCOOHHH2NR以下哪個(gè)結(jié)構(gòu)是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸卡片？2A、B、C、D、氨基酸：21種蛋白質(zhì)：1010～1012?1.氨基酸形成蛋白質(zhì)的方式叫什么？2.連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵名稱是什么？是如何形成的？3.什么是二肽？什么是多肽？什么是肽鏈？閱讀書本P30“蛋白質(zhì)的的結(jié)構(gòu)及其多樣性”，回答下列問題：（一）氨基酸脫水縮合形成肽鏈氨基酸：21種蛋白質(zhì)：1010～1012?CHR1H2NCOOH連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵名稱是什么？是如何形成的？新生成的化合物名稱是什么？（二肽？多肽？肽鏈？）HH2OHNCHR2COOHHH2OHNCHR3COOH二肽肽鍵三肽肽鍵肽鍵（一）氨基酸脫水縮合形成肽鏈HCH3CH2SH思考：1.3個(gè)氨基酸脫水縮合形成的三肽，其中含幾個(gè)肽鍵？脫去幾分子水？2.該3肽中的氨基酸序列是怎樣的？自己寫一寫三肽1.氨基酸脫水縮合產(chǎn)生的水中氫和氧原子分別來自氨基酸的哪一部分?H來自于

。O來自于

。H2N、COOHCOOH【思考】2.氨基酸脫水縮合產(chǎn)生的一條多肽鏈中，氨基數(shù)和羧基數(shù)是多少?至少含一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，分別在肽鏈的兩端，多余的氨基和羧基分布在R基中3.氨基酸脫水縮合的產(chǎn)物什么?肽是怎么命名的？由多個(gè)氨基酸縮合而成的含有多個(gè)肽鍵的化合物叫多肽。多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫做肽鏈。由兩個(gè)氨基酸縮合而成的化合物二肽：多肽：肽鏈：三肽：肽的名稱①產(chǎn)生水②產(chǎn)生二肽或多肽由三個(gè)氨基酸縮合而成的化合物由幾個(gè)氨基酸構(gòu)成，就稱為幾肽【思考】

—CH2NHH—C—ON—H

C—CH3HCOOH—C—ON—H

C—HCH2CONH2—C—ON—HHCH2CCOOH①②④⑥⑤⑦⑧③（1）該化合物中，①表示_____⑦表示______③表示_____

；（2）該化合物由____個(gè)氨基酸通過____________反應(yīng)，失去____個(gè)水分子形成的，有氨基___個(gè)，有羧基__個(gè)，含有____個(gè)肽鍵。（3）該化合物稱為

_______氨基羧基肽鍵22四肽4脫水縮合33觀察下圖，討論并回答P31思考與討論中的問題氨基酸之間脫水縮合形成肽鏈1一條肽鏈的特定區(qū)域進(jìn)行有規(guī)律的盤曲、折疊2肽鏈進(jìn)行進(jìn)一步盤繞形成一定的空間結(jié)構(gòu)3四條肽鏈聚集形成復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)4為什么肽鏈能夠折疊？空間結(jié)構(gòu)靠什么維持？—SH—SH+—S—S—+2H許多蛋白質(zhì)分子都含有兩條或多條肽鏈，它們通過一定的化學(xué)鍵如二硫鍵相互結(jié)合在一起。由于氨基酸之間能夠形成氫鍵等，從而使得肽鏈能盤曲、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子。（二）肽鏈連接方式：氫鍵、二硫鍵SSCOHOO-

氫鍵二硫鍵SS1.從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？2.進(jìn)入人體消化道的蛋白質(zhì)食物，要經(jīng)過哪些消化酶的作用才能分解為氨基酸？這些氨基酸進(jìn)入人體細(xì)胞后，需經(jīng)過怎樣的過程才能變?yōu)槿梭w的蛋白質(zhì)？人體中的蛋白質(zhì)和食物中的蛋白質(zhì)會一樣嗎？氨基酸→二肽→三肽→……→多肽→一條或幾條多肽鏈盤曲折疊形成蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)多肽氨基酸胃蛋白酶腸肽酶胰蛋白酶不一樣，人體中的蛋白質(zhì)具有完成人體生命活動(dòng)的有關(guān)功能。【思考】為什么氨基酸只有21種，但蛋白質(zhì)種類卻可以達(dá)到1010~1012種？（三）蛋白質(zhì)多樣性的原因1.三個(gè)不同種氨基酸可形成多少種三肽？—COOH—COOHH2N—H2N—2.體內(nèi)21種常見氨基酸，能形成多少種10肽？3.若21種氨基酸組成含1000個(gè)氨基酸的大分子蛋白質(zhì)，有多少種可能？2110002110肽鏈中氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序千變?nèi)f化6肽鏈盤曲折疊形成具有空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)甘氨酸脯氨酸羥脯氨酸（三）蛋白質(zhì)多樣性的原因氨基酸的種類不同氨基酸的數(shù)量不同氨基酸的排列順序多種多樣肽鏈數(shù)目、盤曲折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)不同氨基酸層面肽鏈層面結(jié)構(gòu)多樣種類繁多功能多樣結(jié)構(gòu)決定功能（三）蛋白質(zhì)多樣性的原因（四）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)異常結(jié)構(gòu)決定功能由纖維狀連接的血紅蛋白組成的紅細(xì)胞就會扭曲成鐮刀狀。鐮狀細(xì)胞貧血患者的血紅蛋白運(yùn)輸氧的能力會大為削弱正常紅細(xì)胞是兩面凹的圓盤狀結(jié)構(gòu)異常的膠原蛋白無法發(fā)揮正常功能

蛋白質(zhì)變性

蛋白質(zhì)變性是指蛋白質(zhì)在某些物理和化學(xué)因素作用下其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)的改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。與社會的聯(lián)系

使蛋白質(zhì)變性的因素：高溫、輻射、強(qiáng)堿、強(qiáng)酸、酒精、重金屬鹽。鹽析：向某些蛋白質(zhì)溶液中加入某些無機(jī)鹽溶液后，可以降低蛋白質(zhì)的溶解度，使蛋白質(zhì)凝聚而從溶液中析出,這種作用叫作鹽析，是物理變化，可復(fù)原。鹽析現(xiàn)象可逆與社會的聯(lián)系2.為什么加熱、加酸、噴灑酒精能達(dá)到消毒、滅菌的目的？1.為什么吃煮熟的雞蛋、熟肉容易消化？蛋白質(zhì)的水解胃蛋白酶胰蛋白酶腸肽酶氨基酸蛋白質(zhì)多肽組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類不同氨基酸的數(shù)目不同氨基酸排列順序不同多肽的空間結(jié)構(gòu)不同組成元素C、H、O、N氨基酸種類：21種必需氨基酸：8種非必需氨基酸：13種通式：特點(diǎn)：至少一個(gè)－NH2和一個(gè)－COOH，連在且都有一個(gè)連在同一個(gè)C原子上脫水縮合多肽折疊盤曲蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性功能多樣性組成OCHCH2NOHR圖示氨基酸數(shù)脫水?dāng)?shù)肽鍵數(shù)35710n1條肽鏈時(shí)：…………22446699n-1n-1脫水?dāng)?shù)=肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)－肽鍵數(shù)=1蛋白質(zhì)的有關(guān)計(jì)算1.肽鍵與氨基酸的關(guān)系：圖示氨基酸數(shù)脫水?dāng)?shù)肽鍵數(shù)68914n2條肽鏈時(shí)：…………4466771212n-2n-2脫水?dāng)?shù)=肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)－肽鍵數(shù)=2…………蛋白質(zhì)的有關(guān)計(jì)算1.肽鍵與氨基酸的關(guān)系：圖示氨基酸數(shù)脫水?dāng)?shù)肽鍵數(shù)91119n3條肽鏈時(shí)：…………66881616脫水?dāng)?shù)=肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)－肽鍵數(shù)=3……………………n－3n－3蛋白質(zhì)的有關(guān)計(jì)算1.肽鍵與氨基酸的關(guān)系：=氨基酸數(shù)×氨基酸平均相對分子質(zhì)量－脫去水分子數(shù)×183.蛋白質(zhì)中游離氨基或羧基數(shù)目計(jì)算：①至少含有的游離氨基或羧基數(shù)目=②游離氨基數(shù)目=③游離羧基數(shù)目=蛋白質(zhì)的有關(guān)計(jì)算2.蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量：4．蛋白質(zhì)中含有N、O原子數(shù)的計(jì)算：(1)N原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＋R基上的N原子數(shù)＝各氨基酸中N原子總數(shù)。(2)O原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋2×肽鏈數(shù)＋R基上的O原子數(shù)＝各氨基酸中O原子總數(shù)－脫去水分子數(shù)。蛋白質(zhì)的有關(guān)計(jì)算1.在活細(xì)胞中，蛋白質(zhì)的作用有(

)①參與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)②各種膜結(jié)構(gòu)的重要成分③主要的能源物質(zhì)④催化⑤性激素的主要成分⑥調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝A．①③⑤B．②③⑤C．①②④⑤D．①②④⑥2.已知某種氨基酸的R基是—CH2—CO—NH2。在一個(gè)該氨基酸分子中，含有C、H、O、N的原子數(shù)依次是(

)A．2、4、1、1B．3、8、3、2C．4、10、3、2D．4、8、3、2DD3.如圖為某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)模式，其中“—S—S—”表示由兩個(gè)“—SH”(巰基)脫去兩個(gè)H之后形成的二硫鍵，下列說法正確的是(