【學習目標】
1.通過分析蛋白質(zhì)的形成過程，加深對物質(zhì)與功能觀的認識。
2.通過對蛋白質(zhì)形成過程的相關(guān)計算，強化邏輯思維。
3.通過對蛋白質(zhì)與人體健康及在疾病治療等方面的應(yīng)用分析，強化社會責任。
【學習重難點】
1.氨基酸的結(jié)構(gòu)特點，以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。
2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。
3.能通過數(shù)量關(guān)系的計算進一步理解氨基酸的結(jié)構(gòu)和脫水縮合的過程。
【預習新知】
蛋白質(zhì)的功能
一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動的主要___________。
蛋白質(zhì)的功能
總結(jié)：蛋白質(zhì)是細胞的_________________，具有參與組成_______、_______、_______、______、_______等重要功能，細胞的各項生命活動都離不開________。
蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸
1．氨基酸的結(jié)構(gòu)

(1)寫出圖中序號代表的結(jié)構(gòu)名稱
①氨基； ②④R基； ③羧基。
(2)比較圖中幾種氨基酸，寫出氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式
(3)各種氨基酸共有的元素是C、H、O、N，其中半胱氨酸還含有S元素。
2．氨基酸的結(jié)構(gòu)特點
(1)天冬氨酸的R基中含有羧基，賴氨酸的R基中含有氨基，說明組成蛋白質(zhì)的氨基酸至少含有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH)。
(2)從位置上看組成蛋白質(zhì)的氨基酸都有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH)連接在同一個碳原子上。
(3)各種氨基酸之間的區(qū)別在于R基的不同。
3．種類
(1)組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有eq \a\vs4\al(21)種，其區(qū)別為eq \a\vs4\al(R)基的不同。
(2)根據(jù)人體細胞能否合成分類
①人體細胞不能合成的是必需氨基酸(共8種)。
②人體細胞eq \a\vs4\al(能)合成的是非必需氨基酸(共13種)。
蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性
1、從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？
2.氨基酸分子相互結(jié)合的方式是 ，實質(zhì)上是指：一個氨基酸分子的
和另一個氨基酸分子的 相連接，同時脫去 的結(jié)合方式。
（1）嘗試寫出下面兩個氨基酸脫水縮合的過程：
+
（2）脫水縮合時脫去的水分子中的氧來自 ，而氫來自 。
（3）連接兩個氨基酸分子的化學鍵叫做 。
（4）多肽：由 氨基酸分子縮合而成，含多個肽鍵的化合物。多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，所以多肽通常又叫 。【注意】多肽的命名是以 的數(shù)目為準。
3、蛋白質(zhì)種類多樣的原因
由于組成蛋白質(zhì)多肽鏈的氨基酸在 、 、 上的不同，以及構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈在 和 上的不同，因此蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)是多樣的。
4、每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔功能相適應(yīng)的 ，如果 或 ，就可能會影響其功能。
5、蛋白質(zhì)的性質(zhì)
（1）蛋白質(zhì)變性：蛋白質(zhì)在某些 和 作用下，其特定的 被破壞，從而導致其理化性質(zhì)的改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。一般來說，蛋白質(zhì)變性后就 （能或不能）恢復原來的狀態(tài)。例如，吃熟雞蛋，熟肉容易消化的原理是 ；加熱，加酸，加酒精等達到消毒、滅菌的原理是
(2)水解：天然蛋白質(zhì)水解生成多種α-氨基酸。。
(3)鹽析：少量的鹽（如硫酸銨、硫酸鈉等）能促進蛋白質(zhì)的溶解，但如向蛋白質(zhì)溶液中加入濃的鹽溶液，可使蛋白質(zhì)的溶解度降低而從溶液中析出，這種作用叫做鹽析。這種變化是可逆的，屬于物理變化。
【易錯提示】
1．組成蛋白質(zhì)的氨基酸根據(jù)能否在人體內(nèi)合成，分為必需氨基酸和非必需氨酸。必需氨基酸不能在人體細胞中合成，必須從食物中獲取，有8種。
2．R基上的氨基和羧基一般不參與脫水縮合反應(yīng)。
3．蛋白質(zhì)的化學性質(zhì)：
鹽析：蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化，是可逆的
變性：高溫、強酸、強堿等條件下，使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)永久性破壞。
（ 應(yīng)用：熟雞蛋易消化的原因是高溫破壞了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，容易被蛋白酶水解。）
4．蛋白質(zhì)的水解實則為蛋白質(zhì)合成的逆過程，即合成過程中脫去水分子的數(shù)目，就是水解過程中需要水分子的數(shù)目。
5．氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程中除須脫水形成肽鍵外，有時還形成一些特殊的化學鍵，例如肽鏈間的二硫鍵（—S—S—），二硫鍵是兩個—SH脫去兩個H形成的。所以在計算蛋白質(zhì)分子質(zhì)量時除減去脫去水的質(zhì)量，還要減去減少的H的分子量。
6．氨基酸數(shù)目≠氨基酸種類。
【鞏固訓練】
1.下列氨基酸中,不是組成蛋白質(zhì)的氨基酸是( )
A.B.
C.D.
2.下列不能體現(xiàn)蛋白質(zhì)功能多樣性的是( )
A.性激素具有調(diào)節(jié)作用
B.血紅蛋白具有運輸?shù)墓δ?br>C.胰島素可以調(diào)節(jié)生命活動
D.頭發(fā)中的蛋白質(zhì)纖維能組成細胞的結(jié)構(gòu)成分
3.下列關(guān)于蛋白質(zhì)的說法中，正確的是( )
A.高溫加熱或加入食鹽都會使雞蛋中的蛋白質(zhì)變性失活
B.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性與肽鍵的結(jié)構(gòu)無關(guān)
C.雞蛋煮熟后更容易消化是因為高溫使肽鍵斷裂，更容易消化
D.有的蛋白質(zhì)有調(diào)節(jié)功能，例如胰島素、性激素
4.紅燒小黃魚是海安人餐桌上的美食，小黃魚中含有豐富的蛋白質(zhì)。下列有關(guān)蛋白質(zhì)的敘述，錯誤的是( )
A.蛋白質(zhì)的功能主要取決于氨基酸的數(shù)目
B.蛋白質(zhì)可分解成氨基酸被人體細胞吸收
C.人體細胞的生命活動主要由蛋白質(zhì)承擔
D.煮熟后蛋白質(zhì)變性，更容易被人體消化
5.如圖是由81個氨基酸構(gòu)成的胰島素原示意圖，切除C片段（31～60）后成為能降低血糖的胰島素。下列相關(guān)敘述錯誤的是( )
A.胰島素原合成過程中產(chǎn)生80個肽鍵，脫去的H來自氨基酸的氨基
B.C片段的切除需要消耗2分子水
C.加工后的胰島素中含2條肽鏈和49個肽鍵
D.加工后的胰島素中至少含有2個游離的氨基和2個游離的羧基
參考答案
1.答案：D
解析：由氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可知其特點:每種氨基酸分子至少都含有一個氨基(-NH2)和一個羧基(-COOH),并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上,這個碳原子還連接一個氫原子和一個側(cè)鏈基團(R基)。A、B、C三項都滿足氨基酸的特點,故三項都是氨基酸;D項氨基和羧基不在同一個碳原子上,故錯誤。
2.答案：A
解析：A、性激素是固醇類激素，不是蛋白質(zhì)，A符合題意;B、血紅蛋白是紅細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)，具有運輸氧的功能，能體現(xiàn)蛋白質(zhì)的功能之一，B不符合題意;C、胰島素是胰島細胞分泌的蛋白質(zhì)，可以調(diào)節(jié)生命活動(調(diào)節(jié)血糖)，能體現(xiàn)蛋白質(zhì)的功能之一，C不符合題意;D、頭發(fā)中的蛋白質(zhì)纖維能組成細胞的結(jié)構(gòu)成分，能體現(xiàn)蛋白質(zhì)的功能之一，D不符合題意。
3.答案：B
解析：A.高溫使雞蛋中的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)破壞，從而變質(zhì);加入食鹽使雞蛋中的蛋白質(zhì)鹽析，其功能未發(fā)生改變，未變質(zhì)。
B.肽鍵的結(jié)構(gòu)是固定的，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性與肽鍵的數(shù)目、氨基酸的種類和數(shù)目等相關(guān)。
C.雞蛋煮熟僅是高溫使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變，肽鍵未斷裂。
D.性激素的化學本質(zhì)是膽固醇。
4.答案：A
解析：A、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定功能，蛋白的結(jié)構(gòu)與氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序以及蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)等都有關(guān)，A錯誤;B、蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，蛋白質(zhì)可分解成氨基酸被人體細胞吸收，B正確;C、蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者，具有催化、運輸、免疫等功能，人體細胞的生命活動主要由蛋白質(zhì)承擔，C正確;D、煮熟后蛋白質(zhì)變性，是蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞(肽鍵未斷裂，未發(fā)生水解)，此時的蛋白分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此更容易被人體消化，D正確。
5.答案：A
解析：A、胰島素原由81個氨基酸脫水縮合形成，胰島素原合成過程中產(chǎn)生80個水分子，水中的H來自氨基酸的氨基和羧基，A錯誤;
B、從胰島素原上將C片段切除需斷開2個肽鍵，需要消耗2分子水，B正確;
C、切除C片段 (31~60)，共30個氨基酸，說明由81個氨基酸構(gòu)成的胰島素原加工后形成的胰島素含有51個氨基酸，共2條肽鏈，故加工后的胰島素中含2條肽鏈和49個肽鍵，C正確;
D、加工后的胰島素含有2條肽鏈，故加工后的胰島素中至少含有2個游離的氨基和2個游離的羧基，D正確。
功能
舉例
__________：構(gòu)成細胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)
羽毛、肌肉、蛛絲、頭發(fā)等含有結(jié)構(gòu)蛋白
__________功能
絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)
__________功能
血紅蛋白能運輸氧氣、載體蛋白
__________功能
胰島素等蛋白質(zhì)類激素
__________功能
抗體可抵御抗原的侵害

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第4節(jié) 蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修1《分子與細胞》

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