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2.4蛋白质是生命活动的主要承担者学案
【学习目标】
1.归纳概括氨基酸的结构通式和特点，阐明氨基酸是蛋白质的基本组成单位。
2.分析蛋白质分子结构多样性和功能多样性的关系，举例说明蛋白质的结构是与功能相适应的。
3.说出氨基酸构成多肽链或蛋白质分子的过程。
4.阐明蛋白质是生命活动的主要承担者，认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切。
【学习重难点】
教学重点
蛋白质的功能和结构
2.氨基酸的结构特点及其形成蛋白质的过程
教学难点
氨基酸形成蛋白质的过程
2.蛋白质的结构和功能多样性的原因
【预习新知】
蛋白质的功能
1.脱水缩合
(1)概念：一个氨基酸分子的氨基(—NH2)与另一个氨基酸分子的羧基(—COOH)相连接，同时脱去1分子水。
(2)过程
①过程a的名称：脱水缩合，脱去的水中，氢来自氨基和羧基，氧来自羧基。
②结构b的名称：肽键，结构简式为NH。
③化合物c的名称：二肽，即由2个氨基酸脱水缩合形成的化合物。
2．蛋白质的结构层次
(1)多肽：由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物。
(2)结构层次
C、H、O、N等，有的含S氨基酸多肽蛋白质
3．结构多样性原因
(1)氨基酸
(2)多肽：肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
4．功能多样性
(1)结构蛋白：如肌肉。
(2)功能蛋白
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1．氨基酸的结构
(1)写出图中序号代表的结构名称
①氨基； ②④R基； ③羧基。
(2)比较图中几种氨基酸，写出氨基酸分子的结构通式
(3)各种氨基酸共有的元素是C、H、O、N，其中半胱氨酸还含有S元素。
2．氨基酸的结构特点
(1)天冬氨酸的R基中含有羧基，赖氨酸的R基中含有氨基，说明组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)。
(2)从位置上看组成蛋白质的氨基酸都有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)连接在同一个碳原子上。
(3)各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。
3．种类
(1)组成人体蛋白质的氨基酸有种，其区别为基的不同。
(2)根据人体细胞能否合成分类
①人体细胞不能合成的是必需氨基酸(共8种)。
②人体细胞合成的是非必需氨基酸(共13种)。
蛋白质的结构及其多样性
1．蛋白质的结构层次
氨基酸
↓脱水缩合
二肽：由两个氨基酸缩合而成的化合物
↓
多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，通常呈链状结构
↓盘曲、折叠(原因：由于氨基酸之间能形成氢键等)
蛋白质：具有一定的空间结构
2．脱水缩合的过程
(1)过程①名称：脱水缩合。
(2)物质②名称：二肽。
(3)结构③名称：肽键。
3．蛋白质种类多样性的原因
在细胞中，组成蛋白质的氨基酸数目可能成千上万，氨基酸形成肽链时，其排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，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物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。
(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，易于被蛋白酶水解，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蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。
【易错提示】
（1）氨基酸脱水缩合形成的水中的氢一个来自氨基，一个来自羧基（ ）
（2）人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质都具有一定的空间结构（ ）
（3）蛋白质的合成过程中产生水，水解过程不需要水（ ）
（4）蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化（ ）
（5）蛋白质的组成元素只有C、H、O、N（ ）
（6）只要含有一个氨基、一个羧基的化合物均是生物体内的氨基酸（ ）
（7）氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上（ ）
（8）酪氨酸和精氨酸理化性质不同的原因是R基不同（ ）
答案：（1）√（2）√（3）×（4）√（5）×（6）×（7）×（8）√
【巩固训练】
1.下列关于蛋白质的叙述，错误的是( )
A.蛋白质是细胞的物质基础、生命活动的主要承担者
B.煮熟的蛋白质遇到双缩脲试剂不会产生紫色反应
C.肽链盘曲折叠成一定空间结构后可能具有生物活性
D.盐析出的蛋白质的结构和功能不会发生改变
2.蛋白质是生命活动的主要承担者，下列相关叙述正确的是( )
A. 蛋白质是染色体的重要组成成分，是遗传信息的携带者
B. 细胞膜的功能与膜蛋白的种类有关，与蛋白质的数量无关
C. 蛋白质纤维是构成细胞骨架、生物膜基本支架的主要成分
D. 细胞内蛋白质发生水解时，H2O参与氨基和羧基的形成
3.已知谷氨酸的分子式是C5H9O4N,那么该氨基酸的R基是( )
A.—C2H4NO2 B.—C3H5O2 C.—C4H6O2 D.— C4H5O2
4.下列关于蛋白质的叙述，错误的是( )
A.有的蛋白质能催化细胞中的化学反应
B.若某蛋白质含有多条肽链，则这些肽链一定通过肽键结合在一起
C.高温下变性后的蛋白质更容易被蛋白酶水解
D.人体细胞中具有运输功能的蛋白质不一定分布在细胞膜上
5.下列化合物中，属于构成蛋白质的氨基酸的是( )
A.①②③④ B.①②③ C.①② D.②④
6.两个氨基酸缩合成肽并生成水，水分子中的氢原子来源于( )
A.氨基 B.羧基 C.R基 D.氨基和羧基
7.下列关于蛋白质的说法中，正确的是( )
A.高温加热或加入食盐都会使鸡蛋中的蛋白质变性失活
B.蛋白质结构多样性与肽键的结构无关
C.鸡蛋煮熟后更容易消化是因为高温使肽键断裂，更容易消化
D.有的蛋白质有调节功能，例如胰岛素、性激素
8.红烧小黄鱼是海安人餐桌上的美食，小黄鱼中含有丰富的蛋白质。下列有关蛋白质的叙述，错误的是( )
A.蛋白质的功能主要取决于氨基酸的数目
B.蛋白质可分解成氨基酸被人体细胞吸收
C.人体细胞的生命活动主要由蛋白质承担
D.煮熟后蛋白质变性，更容易被人体消化
9.羊肚菌营养丰富，有“素中之荤”的美称。据测定，羊肚菌含蛋白质20%、脂质26%、碳水化合物38.1%，还含有多种氨基酸，特别是谷氨酸含量高达1.76%。下列相关叙述正确的是( )
A.谷氨酸是一种人体细胞不能合成的必需氨基酸
B.蛋白质和磷脂都是以碳链为骨架的生物大分子
C.羊肚菌中具有催化作用的酶都是由氨基酸组成的
D.羊肚菌细胞膜内外侧的蛋白质呈不对称分布
10.脑啡肽是一种具有镇痛作用的药物，它的基本组成单位是氨基酸。下图是脑啡肽的结构简式。
（1）组成氨基酸的基本元素有_________，氨基酸的结构通式是_______，人体必需氨基酸有_____种。
（2）脑啡肽为____________肽，由_________种氨基酸通过___________形成，该脑啡肽含有________个游离的羧基；
（3）用特殊水解酶作用于图中的①和②，可形成_________条多肽链；
（4）用____________（口服或皮下注射）的方式给病人使用脑啡肽，原因是_________。
参考答案
1.答案：B
2.答案：D
解析：A、核酸是遗传信息的携带者，蛋白质不是，A错误；
B、细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂，其中蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜的功能与膜蛋白的种类和数量均有关，B错误；
C、蛋白质纤维是构成细胞骨架，磷脂双分子层构成生物膜的基本支架，C错误；
D、细胞内形成蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成的，氨基酸脱水缩合的过程中形成的H2O来自氨基和羧基，相反，蛋白质发生水解时，H2O参与氨基和羧基的形成，D正确。
3.答案：B
解析：氨基酸的结构通式是:根据氨基酸的结构通式可以看出,氨基酸的分子式是RC2H4O2N,已知谷氨酸的分子式是C5H9O4N,减去C2H4O2N,所以R基团是一C3H5O2,综上所述,B符合题意。
4.答案：B
解析：A、某些蛋白质具有催化作用，可以催化细胞中的化学反应，A正确；B、若某蛋白质含有多条肽链，则每条肽链内部的氨基酸之间通过肽键相连，肽链之间通过二硫键等化学键相连，B错误；C、高温变性的蛋白质，肽键暴露，更容易被蛋白酶水解，C正确；D、人体细胞中具有运输功能的蛋白质不一定分布在细胞膜上，比如血红蛋白，D正确。故选B。
5.答案：B
解析：①②③的一个氨基和羧基连接在同一个碳原子上，是组成蛋白质的氨基酸；④的氨基和羧基没有连接在同一个碳原子上，不是组成蛋白质的氨基酸。因此属于构成蛋白质的氨基酸是①②③，B正确。故选B。
6.答案：D
解析：两个氨基酸分子脱水缩合形成肽时，一个氨基酸上的氨基和另一个氨基酸上的羧基通过脱水缩合的方式形成肽键，同时氨基上的“-H”和羧基上的“-OH”结合生成水。所以水分子中的氢原子来自于羧基和氨基，D正确，ABC错误。
故选D。
7.答案：B
解析：A.高温使鸡蛋中的蛋白质空间结构破坏，从而变质;加入食盐使鸡蛋中的蛋白质盐析，其功能未发生改变，未变质。
B.肽键的结构是固定的，蛋白质结构多样性与肽键的数目、氨基酸的种类和数目等相关。
C.鸡蛋煮熟仅是高温使蛋白质的空间结构改变，肽键未断裂。
D.性激素的化学本质是胆固醇。
8.答案：A
解析：A、蛋白质的结构决定功能，蛋白的结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及蛋白质的空间结构等都有关，A错误;B、蛋白质的基本单位是氨基酸，蛋白质可分解成氨基酸被人体细胞吸收，B正确;C、蛋白质是生命活动的主要承担者，具有催化、运输、免疫等功能，人体细胞的生命活动主要由蛋白质承担，C正确;D、煮熟后蛋白质变性，是蛋白质的空间结构遭到破坏(肽键未断裂，未发生水解)，此时的蛋白分子的空间结构变得伸展、松散空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此更容易被人体消化，D正确。
9.答案：D
解析：A、谷氨酸是一种人体细胞能合成的非必需氨基酸，A错误；
B、蛋白质是以碳链为骨架的生物大分子，磷脂是小分子有机物，B错误；
C、羊肚菌中具有催化作用的酶不都是由氨基酸组成的，其中还有一些酶的化学本质是RNA，其基本单位是核糖核苷酸，C错误；
D、羊肚菌细胞膜内外侧的蛋白质和脂质不是对称分布，如糖蛋白分布在细胞膜外侧，D正确。
故选D。
10.答案：（1）C、H、O、N；；8
（2）5；4；脱水缩合；1
（3）0
（4）皮下注射；消化道有分解多肽的酶，如果口服此药物，在消化道内药物会被消化液分解，失去药效

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