第4節(jié)蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者【學(xué)習(xí)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.說出氨基酸構(gòu)成多肽鏈或蛋白質(zhì)分子的過程;3.分析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能多樣性的關(guān)系,闡明蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是與功能相適應(yīng)的;4.闡明蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者,認(rèn)同蛋白質(zhì)與人體營養(yǎng)、健康等關(guān)系密切。聚焦·學(xué)案一蛋白質(zhì)的功能及氨基酸的結(jié)構(gòu)[學(xué)案設(shè)計(jì)](一)舉例分析蛋白質(zhì)的功能1.蛋白質(zhì)是生命活動的。

2.蛋白質(zhì)功能具有多樣性分類功能舉例結(jié)構(gòu)蛋白構(gòu)成結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)

肌肉、頭發(fā)、羽毛、蛛絲等功能蛋白功能

絕大多數(shù)酶運(yùn)輸功能血紅蛋白功能

抗體調(diào)節(jié)功能胰島素(二)準(zhǔn)確辨析蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸|探|究|學(xué)|習(xí)|氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位,從人體細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物中分離出來的氨基酸有21種,下圖為幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)示意圖,請回答下列問題。(1)寫出圖中序號代表的結(jié)構(gòu)名稱:①;②;③。

(2)構(gòu)成蛋白質(zhì)氨基酸的共用部分是。

(3)如何判斷一種物質(zhì)是否為組成蛋白質(zhì)的氨基酸?若某氨基酸有一個以上的氨基或羧基,多出來的氨基或羧基分布在哪里?(4)同為組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸,酪氨酸幾乎不溶于水,而精氨酸易溶于水,這種差異的產(chǎn)生是由何種基團(tuán)決定的?為什么?|認(rèn)|知|生|成|1.氨基酸的結(jié)構(gòu)通式、特點(diǎn)及種類微點(diǎn)撥:氨基酸的決定關(guān)鍵——R基①決定氨基酸中所含有氨基和羧基的數(shù)目除了連接在同一碳原子上的氨基和羧基外,多余的氨基和羧基一定位于R基中。②決定氨基酸的組成元素氨基酸結(jié)構(gòu)通式中含有C、H、O、N四種元素,若含有其他元素則一定位于R基中。2.“兩看法”判斷組成蛋白質(zhì)的氨基酸[遷移訓(xùn)練]1.概念理解判斷(1)蛋白質(zhì)具有催化、免疫、調(diào)節(jié)等多種功能。()(2)蛋白質(zhì)是目前已知的結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、功能最多樣的分子。()(3)氨基酸分子的氨基和羧基都連在同一個碳原子上。()(4)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸。()2.下列關(guān)于蛋白質(zhì)的功能的敘述,錯誤的是()A.許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì),稱為結(jié)構(gòu)蛋白B.有些蛋白質(zhì)具有催化化學(xué)反應(yīng)的功能,如胃蛋白酶C.有些蛋白質(zhì)有免疫功能,如抗體D.有些蛋白質(zhì)起信息傳遞的作用,如血紅蛋白3.(教材P28“問題探討”改編)膠原蛋白是細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分,可被用來制作手術(shù)縫合線,在手術(shù)過后無需拆線,避免了拆線的痛苦。下列有關(guān)膠原蛋白等蛋白質(zhì)的敘述,錯誤的是()A.構(gòu)成動物膠原蛋白的基本單位是氨基酸B.膠原蛋白中的必需氨基酸可以在人體細(xì)胞內(nèi)合成C.縫合線被吸收的原因是其水解產(chǎn)物可被人體吸收D.組成膠原蛋白的氨基酸具有相似的結(jié)構(gòu)4.纈氨酸的R基為—C3H7,則一分子纈氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次為()A.2、4、2、1 B.5、11、2、1C.5、9、4、1 D.5、8、2、15.(2025·福州高一期中)下面是6種化合物的結(jié)構(gòu)示意圖,下列敘述錯誤的是()①②③H2N—CH2—COOH④H2N—CH2—CH2OH⑤⑥A.上述化合物中,能參與組成蛋白質(zhì)的有②③⑤B.⑤的R基為—CH2—COOHC.由上述物質(zhì)可以看出,R基中可以有羧基,不能有氨基D.②和⑤的性質(zhì)不同,是由②中的—(CH2)4—NH2與⑤中的—CH2—COOH不同決定的聚焦·學(xué)案二氨基酸脫水縮合形成肽鏈[學(xué)案設(shè)計(jì)](一)鎖定“兩個基團(tuán)”理解脫水縮合的概念一個氨基酸分子的與另一個氨基酸分子的相連接,同時脫去一分子的水。

(二)分析脫水縮合的過程1.氨基酸的脫水縮合過程(1)此生理過程①的名稱是。

(2)寫出序號代表的結(jié)構(gòu)或物質(zhì):②;③。

2.多肽和肽鏈(1)多肽:由縮合而成的,含有多個肽鍵的化合物。

(2)肽鏈:多肽通常呈結(jié)構(gòu),叫作肽鏈。

微點(diǎn)撥:多肽的名稱是根據(jù)形成氨基酸的數(shù)目決定的,由幾個氨基酸形成,就叫幾肽。(三)歸納多肽形成過程的有關(guān)計(jì)算規(guī)律|探|究|學(xué)|習(xí)|如圖是氨基酸之間發(fā)生一系列反應(yīng)形成血紅蛋白的過程,結(jié)合教材內(nèi)容完成以下探究。(1)由2個氨基酸脫水縮合而成的化合物的名稱是什么?其內(nèi)含有多少個肽鍵?在形成過程中脫去多少分子水?(2)由n個氨基酸形成的含一條肽鏈的化合物的名稱是什么?共形成多少個肽鍵,失去多少分子水?(3)若n個氨基酸形成m條肽鏈,則形成肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)分別是多少?試總結(jié)形成肽鍵數(shù)與氨基酸數(shù)和肽鏈條數(shù)的關(guān)系。(4)一條肽鏈中至少含有多少個游離的—NH2和—COOH?若m條肽鏈呢?試總結(jié)蛋白質(zhì)中至少含有的游離氨基數(shù)和游離羧基數(shù)與肽鏈條數(shù)的關(guān)系。(5)假設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a,由n個氨基酸形成1條肽鏈,則該多肽的相對分子質(zhì)量是多少?|認(rèn)|知|生|成|多肽形成中的相關(guān)數(shù)量關(guān)系(1)氨基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基上的氨基數(shù)=各氨基酸中氨基總數(shù)肽鍵數(shù)。(2)羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基上的羧基數(shù)=各氨基酸中羧基總數(shù)肽鍵數(shù)。(3)假設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a,由n個氨基酸分別形成1條肽鏈或m條肽鏈或環(huán)狀多肽:形成的多肽形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)氨基數(shù)目羧基數(shù)目多肽相對分子質(zhì)量1條肽鏈n1n1至少1個至少1個na18(n1)m條肽鏈nmnm至少m個至少m個na18(nm)環(huán)狀多肽nn最少為0最少為0na18n[典例](2025·漳州檢測)如圖是一種多肽化合物的結(jié)構(gòu)式,下列敘述錯誤的是()A.該化合物是四肽,含有3個肽鍵B.一分子該化合物含有2個游離的羧基和1個游離的氨基C.該化合物水解后,可得到4種氨基酸D.該化合物的相對分子質(zhì)量比構(gòu)成它的氨基酸相對分子質(zhì)量總和小54嘗試解答:選

[思維建模]解答肽鏈圖試題的一般方法(1)要先找出肽鍵,以確定氨基酸的數(shù)量。(2)找出R基。如果多肽鏈較長,要抓住“—N—C—C—”這一主線,排除其他化學(xué)符號的干擾,中間的C原子上所連的必為R基和—H。注意有時同一肽鏈中具有相同的R基,因此回答氨基酸種類時要考慮此種可能。(3)解答時可以按照以下步驟進(jìn)行:找到所有的肽鍵用箭頭將肽鍵分開,將多肽分成多個部分,每一部分是一個氨基酸殘基→得出氨基酸數(shù)目,有幾個氨基酸就是幾肽→找出氨基酸的R基,確定氨基酸的種類。[遷移訓(xùn)練]1.概念理解判斷(1)脫水縮合是一個氨基酸的氨基和羧基形成肽鍵的過程。()(2)含有兩個肽鍵的化合物叫作二肽。()(3)氨基酸通過脫水縮合的方式形成蛋白質(zhì)或多肽。()(4)組成蛋白質(zhì)的氨基酸可按不同的方式脫水縮合。()2．(教材P30“圖2-10”發(fā)掘訓(xùn)練)兩種氨基酸的結(jié)構(gòu)式如圖，它們在形成二肽化合物時，可能脫水縮合的基團(tuán)是()A．①與⑤ B．①與④C．②與⑥ D．③與④3.下圖為某多肽的結(jié)構(gòu)示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是()A.該化合物為三肽B.該多肽中含有4個肽鍵C.形成該多肽的過程中產(chǎn)生的H2O中的O全部來自羧基D.形成該多肽的過程中脫去的水分子數(shù)與氨基酸數(shù)相等4.(2025·邵陽高一期中)下列關(guān)于肽鍵的描述,正確的是()A.幾條肽鏈在形成蛋白質(zhì)的過程中也通過肽鍵連接起來B.連接兩個氨基的化學(xué)鍵叫作肽鍵C.在脫水縮合過程中所形成的肽鍵數(shù)一定等于所失去的水分子數(shù)D.在鏈狀肽中一個十肽分子比一個八肽分子多一個肽鍵聚焦·學(xué)案三蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性[學(xué)案設(shè)計(jì)]1.蛋白質(zhì)的形成過程(以血紅蛋白為例)2.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因3.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系(1)蛋白質(zhì)中改變,就可能會影響其功能,如人類的鐮狀細(xì)胞貧血。

(2)蛋白質(zhì)在某些物理和化學(xué)因素作用下其特定的被破壞,從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。

[遷移訓(xùn)練]1.概念理解判斷(1)細(xì)胞中氨基酸種類和數(shù)量相同的蛋白質(zhì)是同一種蛋白質(zhì)。()(2)蛋白質(zhì)變性是由于肽鍵的斷裂造成的。()(3)變性的蛋白質(zhì)也能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)。()(4)蛋白質(zhì)變性是可逆的化學(xué)反應(yīng)。()2.植物體內(nèi)的光敏色素是由兩條多肽鏈組成的一種蛋白質(zhì),其功能可受光照影響。據(jù)圖推測,光照條件能改變光敏色素()A.肽鏈中氨基酸的種類B.肽鏈中氨基酸的排列順序C.肽鏈中氨基酸的數(shù)目D.肽鏈的空間結(jié)構(gòu)3.(2025·咸陽期中)雄孔雀求偶季節(jié)展示的華麗羽毛、羚羊濃密的毛和堅(jiān)硬的角,這些看似完全不同的物質(zhì),卻是由同一類蛋白質(zhì)構(gòu)成的。下列有關(guān)蛋白質(zhì)的敘述,錯誤的是()A.不同生物體中的蛋白質(zhì)具有特殊的生物學(xué)功能,這取決于其特定的結(jié)構(gòu)B.生物體中蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,不會隨著溫度的升高而發(fā)生改變C.每一種蛋白質(zhì)都有其獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu),是表現(xiàn)其生物學(xué)活性所必需的D.不同種多肽的差別在于其中氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序的不同4．某興趣小組采用兩種途徑處理雞蛋清溶液，過程如圖所示(過程④未將蛋白質(zhì)完全水解)。下列有關(guān)敘述正確的是()A．在溶解后產(chǎn)生的溶液中分別加入雙縮脲試劑，都會變成紫色B．①②所依據(jù)的原理不同，過程②破壞了蛋白質(zhì)的肽鍵C．③④所依據(jù)的原理不同，過程③破壞了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和肽鍵D．過程②產(chǎn)生的蛋白塊可用③的方法進(jìn)行溶解一、建構(gòu)概念體系二、融通科學(xué)思維1.抗體和頭發(fā)的化學(xué)本質(zhì)均為蛋白質(zhì),但功能卻相差極大,請從氨基酸角度分析,原因是。

2.人誤食銅鹽、汞鹽、鉛鹽等重金屬鹽會中毒,服用蛋清、牛奶或豆?jié){可緩解病情,原因是什么?3.人正常血紅蛋白的空間結(jié)構(gòu)呈球狀,由它參與組成的紅細(xì)胞呈兩面凹的圓盤狀,如果血紅蛋白某一處的谷氨酸被纈氨酸取代,就可能形成異常的血紅蛋白。這樣的血紅蛋白可聚合成纖維狀,性質(zhì)也與正常血紅蛋白有差異,由它參與組成的紅細(xì)胞就會扭曲成鐮刀狀,運(yùn)輸氧的能力會大為削弱。結(jié)合鐮狀細(xì)胞貧血的致病原理說明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。三、綜合檢測反饋1.(2024·黑吉遼高考改編)鈣調(diào)蛋白是廣泛存在于真核細(xì)胞的Ca2+感受器。小鼠鈣調(diào)蛋白兩端有近似對稱的球形結(jié)構(gòu),每個球形結(jié)構(gòu)可結(jié)合2個Ca2+。下列敘述錯誤的是()A.鈣調(diào)蛋白可能參與機(jī)體的調(diào)節(jié)功能B.Ca2+是鈣調(diào)蛋白的基本組成單位C.鈣調(diào)蛋白球形結(jié)構(gòu)的形成與氫鍵有關(guān)D.鈣調(diào)蛋白結(jié)合Ca2+后,空間結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變化2.角蛋白是頭發(fā)的主要成分,如圖所示為人工進(jìn)行卷發(fā)的原理。下列敘述正確的是()A.卷發(fā)的原理是使角蛋白的二硫鍵斷裂與再形成B.卷發(fā)劑處理前后,角蛋白的相對分子質(zhì)量不變C.定型過程將兩條肽鏈合成一條肽鏈D.人工卷發(fā)過程改變了角蛋白肽鏈中氨基酸的排列順序3.膠原三肽是利用生物工程技術(shù)由豬皮、魚皮為原料制備的膠原蛋白的最小結(jié)構(gòu)單位,其形成過程如圖所示。由于膠原三肽的分子量很小,因此能夠極有效的滲入角質(zhì)層、真皮層和頭發(fā)根部細(xì)胞內(nèi)。下列敘述錯誤的是()A.賴氨酸有1個氨基和1個羧基B.膠原三肽由3種氨基酸脫水縮合而成C.a和b為肽鍵,形成膠原三肽要產(chǎn)生2個水分子D.由氨基酸構(gòu)成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣,具有運(yùn)輸、免疫等功能課下請完成課時跟蹤檢測(六)第4節(jié)蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者聚焦·學(xué)案一[學(xué)案設(shè)計(jì)](一)1.主要承擔(dān)者2.細(xì)胞和生物體催化免疫(二)(1)氨基R基羧基(2)(3)提示:組成蛋白質(zhì)的氨基酸至少都含有一個氨基和一個羧基,并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。部分氨基酸分子中含有一個以上的氨基或羧基,多出來的氨基或羧基位于R基上。(4)提示:R基。R基具有可變性,這決定了氨基酸的種類和不同種類氨基酸的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)的差異性。認(rèn)知生成:1.氨基(—NH2)羧基(—COOH)同一個碳原子21[遷移訓(xùn)練]1.(1)√(2)√(3)×(4)×2.選D許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì),如羽毛、頭發(fā)、肌肉都是蛋白質(zhì),稱為結(jié)構(gòu)蛋白,A正確;胃蛋白酶和大多數(shù)的酶都是蛋白質(zhì),即蛋白質(zhì)有催化功能,B正確;抗體是蛋白質(zhì),有免疫功能,C正確;血紅蛋白有運(yùn)輸功能,不具有信息傳遞的作用,D錯誤。3.選B膠原蛋白的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),基本組成單位是氨基酸,A正確;必需氨基酸必須從外界環(huán)境中獲取,不可以在人體細(xì)胞內(nèi)合成,B錯誤;縫合線被吸收的原因是其水解產(chǎn)物是氨基酸,氨基酸作為小分子可被人體吸收,C正確;組成膠原蛋白的氨基酸具有相似的結(jié)構(gòu),D正確。4.選B氨基酸的分子式為C2H4O2NR,根據(jù)題意可知,纈氨酸的R基為—C3H7,因此纈氨酸的結(jié)構(gòu)簡式為C5H11O2N,因此一分子纈氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次為5、11、2、1。5.選C氨基酸中至少含有一個氨基和一個羧基,并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個C原子上,因此②③⑤都屬于能參與組成蛋白質(zhì)的氨基酸,而①④⑥不屬于氨基酸,A正確;不同氨基酸的R基不同,②的R基是—(CH2)4—NH2,③的R基是—H,⑤的R基為—CH2—COOH,由此可知,R基中可以有羧基,也能有氨基,B正確,C錯誤;氨基酸的性質(zhì)不同是由組成氨基酸的R基決定的,即②和⑤的性質(zhì)不同,是由②中的—(CH2)4—NH2與⑤中的—CH2—COOH不同決定的,D正確。聚焦·學(xué)案二[學(xué)案設(shè)計(jì)](一)羧基(—COOH)氨基(—NH2)(二)1.(1)脫水縮合(2)二肽肽鍵2.(1)多個氨基酸(2)鏈狀(三)(1)提示:二肽;1個;1。(2)提示:n肽;(n1)個;n1。(3)提示:肽鍵數(shù)為(nm)個,失去水分子數(shù)為(nm)個。肽鍵數(shù)=失去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)肽鏈條數(shù)。(4)提示:各1個;各m個。至少含有的游離氨基數(shù)或羧基數(shù)=肽鏈條數(shù)。(5)提示:na18(n1)。[典例]選C據(jù)圖可知,該化合物是由4個氨基酸分子脫水縮合形成的,稱為四肽,含有3個肽鍵,A正確;由于有1個R基中含有羧基,所以該多肽化合物含有游離的羧基是2個,游離的氨基是1個,B正確;該多肽由4個氨基酸組成,其中從左向右第1個和第4個氨基酸的R基相同,因此該化合物水解后,只會形成3種氨基酸,C錯誤;該化合物是由4個氨基酸分子脫下3分子的水形成的,相對分子質(zhì)量減少54,D正確。[遷移訓(xùn)練]1.(1)×(2)×(3)√(4)×2.選A①與④均為氨基,②與⑤均為羧基,③與⑥均在R基中。圖示的兩種氨基酸分子通過脫水縮合形成二肽,而脫水縮合是指一個氨基酸分子的羧基和另一個氨基酸分子的氨基相連接,同時脫去一分子水,因此可能脫水縮合的基團(tuán)是①與⑤或②與④,結(jié)合選項(xiàng)可知,A正確。3.選C該多肽含有3個肽鍵,因此該化合物為四肽,A、B錯誤;形成該多肽的過程中產(chǎn)生的H2O中的O全部來自羧基,C正確;形成該多肽的過程中脫去的水分子數(shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)1,D錯誤。4.選C幾條肽鏈在形成蛋白質(zhì)的過程中一般通過二硫鍵連接起來,而通過肽鍵連接起來的是一條肽鏈中的相鄰氨基酸,A錯誤;肽鍵是在相鄰的兩個氨基酸的羧基和氨基之間形成的,B錯誤;在氨基酸脫水縮合形成多肽的過程中,每形成一個肽鍵,就會脫去一分子的水,因此,在脫水縮合過程中所形成的肽鍵數(shù)一定等于所失去的水分子數(shù),C正確;在鏈狀肽中肽鍵數(shù)等于參與該多肽形成的氨基酸數(shù)減去肽鏈數(shù),因此,在鏈狀肽中一個十肽分子比一個八肽分子多兩個肽鍵,D錯誤。聚焦·學(xué)案三[學(xué)案設(shè)計(jì)]1.盤曲、折疊一定的空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)2.種類數(shù)目排列順序空間結(jié)構(gòu)3.(1)氨基酸序列改變或蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)(2)空間構(gòu)象[遷移訓(xùn)練]1.(1)×(2)×(3)√(4)×2.選D由題圖可知,光照條件改變了光敏色素的空間結(jié)構(gòu),從而影響其功能,D符合題意。3.選B結(jié)構(gòu)決定功能,不同生物體中的蛋白質(zhì)具有特殊的生物學(xué)功能,取決于其特定的結(jié)構(gòu),A正確;生物體中蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)會隨著溫度升高發(fā)生改變,B錯誤;每一種蛋白質(zhì)都有其獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu),是表現(xiàn)其生物學(xué)活性所必需的,C正確;多肽是由氨基酸脫水縮合形成的,不同種多肽的差別在于其中氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序的不同,D正確。4.選A溶解后產(chǎn)生的溶液中是蛋白質(zhì)或多肽,因此使用雙縮脲試劑檢測均能產(chǎn)生紫色反應(yīng),A正確;①②所依據(jù)的原理不同,過程②是利用高溫使蛋白質(zhì)變性,蛋白質(zhì)的空間被結(jié)構(gòu)破壞,但肽鍵并沒有斷裂,B錯誤;過程③沒有改變蛋白質(zhì)的空