第4節

第一章

細胞的分子組成浙科版高中生物必修1蛋白質是生命活動的主要承載者第2課時

學習目標1.概述蛋白質的結構和功能。2.說明氨基酸的結構特點及其種類。3.描述氨基酸脫水縮合形成蛋白質的過程。4.解釋蛋白質分子結構多樣性與功能復雜性的關系。依據近年我國居民膳食營養問題和膳食模式分析以及食物與健康科學證據報告，中國營養學會正式發布了《中國居民膳食指南（2022）》，其中提出：多吃蔬果、奶類、全谷、大豆，適量吃魚、禽、蛋、瘦肉。1、蔬菜水果、全谷物和奶制品是平衡膳食的重要組成部分。2、保證每天攝入不少于300g的新鮮蔬菜，深色蔬菜應占1/2。3、保證每天攝入200~350g的新鮮水果，果汁不能代替鮮果。4、吃各種各樣的奶制品，與第四版相比最高攝入量由原來的300g提高到500g。5、魚禽、蛋類和瘦肉攝入要適量，平均每天120~200g。蛋白質是細胞中含量最多的有機物，我們每天需要攝入650g左右富含蛋白質的食物。想一想：哪些食品富含蛋白質?蛋白質是生命活動的主要承擔者，那么蛋白質承擔著怎樣的功能呢？想一想：嬰兒為什么要以奶為主要食物？蛋白質的結構和功能目錄閱讀教材P10，舉例說出蛋白質承擔的功能羽毛肌肉蛛絲許多蛋白質是構成細胞和生物體結構的重要物質；閱讀教材P10，舉例說出蛋白質承擔的功能細胞中的化學反應離不開酶的催化。(絕大多數酶都是蛋白質)DNA聚合酶模型胃蛋白酶3D模型閱讀教材P10，舉例說出蛋白質承擔的功能許多蛋白質具有運輸載體的作用；血紅蛋白3D模型紅細胞中的運輸蛋白閱讀教材P10，舉例說出蛋白質承擔的功能許多蛋白質具有信息調節的作用；生長激素3D模型胰島素3D模型閱讀教材P10，舉例說出蛋白質承擔的功能許多蛋白質具有免疫作用；抗體運輸作用：血紅蛋白；免疫作用：抗體；催化作用：絕大多數酶；調節作用：胰島素、生長激素；構成細胞和生物體結構的重要物質；想一想：我們從食物中攝取的蛋白質如何為我們所用？蛋白質必需經過分解成氨基酸才能被人體吸收和利用。作為手術縫合線的膠原蛋白被分解為氨基酸才可以被人體吸收。氨基酸是組成蛋白質的基本單位

元素組成1主要由___________________四種元素組成，有些還含有___元素。C、H、O、NS非必需氨基酸：必需氨基酸：組成人體蛋白質的20種氨基酸共12種，人體細胞能夠合成的氨基酸共8種，人體細胞不能合成的氨基酸（甲攜來一本亮色書）（1）氨基酸的種類：20種(嬰兒9種，組氨酸）甲硫氨酸，纈氨酸，賴氨酸，異亮氨酸苯丙氨酸，亮氨酸，色氨酸，蘇氨酸基本單位—氨基酸2（2）氨基酸的結構通式及特點R氨基羧基決定氨基酸的種類和理化性質也可能含有氨基(—NH2)或羧基(—COOH)CHOC

OH

H

H

N簡寫：RHH2N—C—COOHCHRNH2COOH①結構通式：②結構特點：一個中央碳原子上通過共價鍵連接著四個基團，即一個氨基(—NH2)、一個羧基(—COOH)、一個H和一個R基團。（2）氨基酸的結構通式及特點RCHOC

OH

H

H

N簡寫：RHH2N—C—COOH不同氨基酸的R基團不同，它可以較小，也可以是較長的鏈，或是環狀結構。R基團中也可能含有氨基或羧基，有時還含有硫原子。觀察下列四種氨基酸的結構簡式，探究以下問題：1.構成蛋白質的氨基酸共有的部分是________________。歸納概括氨基酸的結構通式和特點任務一2.這四種氨基酸分子不同的R基團分別是___________________________________________________。—CH3、—CH2—SH、—(CH2)4—NH2、—CH2—COOH觀察下列四種氨基酸的結構簡式，探究以下問題：歸納概括氨基酸的結構通式和特點任務一3．組成蛋白質的氨基酸分子中都只含有一個氨基和一個羧基嗎？若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？不是；觀察下列四種氨基酸的結構簡式，探究以下問題：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基團上。氨基、羧基、R基的書寫①正確的格式：—NH2、—COOH、—R(千萬不要忘記在原子團前面加“—”)。②避免兩種錯誤格式a.寫成NH2、COOH、R。b.寫成NH3、—NH3、HCOOH等。③結構通式及氨基和羧基不同表達形式的辨別特別提醒氨基酸如何形成蛋白質？閱讀教材P12，合作探究：2活動：選出構成蛋白質的氨基酸卡片，剪下備用利用氨基酸卡片模擬脫水縮合過程活動：脫水縮合CHCOOHR2HN二肽CHR1H2NOHCOH2OH肽鍵氨基酸的脫水縮合3肽鍵CHCOOHR3HNOHHCCHR1H2NCOCHR2HNO三肽肽鍵H2OH2O氨基酸的脫水縮合3探討氨基酸形成多肽的過程任務二請結合脫水縮合過程，并參考如下多肽鏈的模式圖回答下列問題：1.肽鏈形成過程中，失去的水分子中氫元素和氧元素的來源分別是什么？氫元素來自氨基和羧基，氧元素來自羧基2.氨基酸、肽鏈、形成的水分子、肽鍵的數量關系是怎樣的？氨基酸數－肽鏈數＝形成的水分子數＝肽鍵數。探討氨基酸形成多肽的過程任務二請結合脫水縮合過程，并參考如下多肽鏈的模式圖回答下列問題：3．肽鏈中還有沒有游離的氨基和羧基？如果有，它們位于哪里？有。位于肽鏈的兩端，R基團中也可能有。4．假設氨基酸的平均相對分子質量為a，由n個氨基酸形成1條肽鏈，則該多肽的相對分子質量是多少？若形成m條肽鏈呢？na－18(n－1)na－18(n－m)有些蛋白質分子含有兩條或多條肽鏈，它們通過一定的化學鍵，如：二硫鍵相互結合在一起。-SH+HS-→-S-S-(二硫鍵)+2H想一想：在形成一個二硫鍵時，相對分子質量減少多少？蛋白質的結構層次從氨基酸到蛋白質大致結構層次氨基酸之間脫水縮合形成肽鏈1肽鏈進行進一步盤繞形成一定的空間結構3四條肽鏈聚集形成復雜空間結構4一條肽鏈的特定區域進行有規律的盤曲、折疊2蛋白質的結構層次氨基酸的種類不同氨基酸的數目不同氨基酸的排列順序不同α-螺旋β-折疊肽鏈盤曲折疊方式及其形成的空間結構不同蛋白質結構多樣性的原因4探討氨基酸形成的蛋白質具有多樣性的原因任務三種類、數目、排列順序(1)組成肽鏈的氨基酸的_________________________不同。(2)構成蛋白質的肽鏈的________和蛋白質分子的_____________的多種多樣。數量空間結構種類數量排列順序空間結構結構多樣種類繁多氨基酸肽鏈：功能多樣決定功能蛋白結構蛋白(組成細胞和生物體)________(蛋白質類激素)________(大多數酶)________(載體蛋白)________(抗體)調節催化運輸免疫________(糖蛋白)識別蛋白質結構多樣性的原因4蛋白質正確的空間結構的意義及影響因素5意義：蛋白質__________________是蛋白質表現其特有的_____________所必需的。正確的空間結構生物學活性結構異常導致功能異常：在鐮狀細胞貧血中，血紅蛋白的谷氨酸被纈氨酸取代，形成的異常的血紅蛋白直接造成了紅細胞的異常。正常血紅蛋白的肽鏈和正常紅細胞異常血紅蛋白的肽鏈和鐮狀紅細胞運輸氧的能力會大為減弱結構決定功能例如：蛋白質正確的空間結構的意義及影響因素5影響因素：蛋白質的空間結構并不穩定，會隨著溫度的升高而__________。蛋白質的生物學活性會隨著溫度的升高而___________，在溫度超過40～50℃時就可能喪失活性。發生改變發生改變核心歸納1.蛋白質的結構層次C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→三肽→多肽

蛋白質。核心歸納2.蛋白質的鹽析、水解和變性鹽析蛋白質在鹽溶液中溶解度降低析出溶解度的變化，可逆導致變性的因素：高溫、強酸、強堿、重金屬離子肽鍵斷裂，蛋白質分解為短肽或氨基酸氨基酸順序

，肽鍵

，空間結構

，功能

。不變不變改變改變水解變性跟蹤訓練1.下列是四個構成蛋白質的氨基酸的結構簡式，相關敘述錯誤的是A.構成上述氨基酸分子的基本元素是

C、H、O、NB.上述四種氨基酸的R基團依次是

—H、—CH3、—CH2OH、—CH2COOHC.R基團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

構成蛋白質的氨基酸√跟蹤訓練構成蛋白質的氨基酸至少都含有一個氨基和一個羧基，且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個中央碳原子上，故只含有氨基和羧基的化合物不一定是構成蛋白質的氨基酸，D錯誤。跟蹤訓練2.據圖分析下列化合物，回答下面的問題：(1)圖中的結構①⑤的名稱分別是___________；圖中表示R基團的序號是______。(2)該化合物由___個氨基酸構成，該化合物的名稱是______。氨基、羧基②③④3三肽該化合物含有2個肽鍵，是由3個氨基酸構成的三肽。跟蹤訓練(3)形成該化合物的化學反應稱為__________，在這個過程中相對分子質量減少了____。由氨基酸形成該化合物的化學反應稱為脫水縮合，此化合物含有2個肽鍵，說明由氨基酸經脫水縮合形成該化合物的過程中脫去的水分子數為2個，相對分子質量減少了2×18＝36。脫水縮合36跟蹤訓練(4)組成這類化合物的基本單位的結構通式是_________________。夯基礎查落實1.蛋白質不是能量供給的主要來源，卻在其他方面發揮著不可替代的作用。如肌肉中的收縮蛋白、頭發中的角蛋白、紅細胞中的運輸蛋白、種子中的儲備蛋白等。2.蛋白質主要由C、H、O、N四種元素組成，有些還含有S元素。3.組成蛋白質的氨基酸的結構特點：一個中央碳原子上通過共價鍵連接著四個基團，即一個氨基(—NH2)、一個羧基(—COOH)、一個H和一個R基團。4.氨基酸的種類和性質由R基團決定。要語必背5.脫水縮合：一個氨基酸分子的氨基(—NH2)與另一個氨基酸分子的羧基(—COOH)相連接，同時脫去1分子水。6.脫去的水分子中的氫來自氨基和羧基，氧來自羧基。7.二肽是由兩個氨基酸脫水縮合形成的化合物。8.多肽：許多個氨基酸以肽鍵連成一長串的肽鏈。1.熟雞蛋更容易消化，原因是___________________________________________________________。2.蛋白質結構具