1、第4节蛋白质是生命活动的主要承担者一、蛋白质的功能一、蛋白质的功能(连线连线)二、蛋白质的基本组成单位二、蛋白质的基本组成单位氨基酸氨基酸请结合组成蛋白质的氨基酸的结构简式判断请结合组成蛋白质的氨基酸的结构简式判断,下列叙述下列叙述正确的是正确的是_。都含有都含有C C、H H、O O、N N四种元素四种元素都含有一个氨基和一个羧基都含有一个氨基和一个羧基都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上氨基酸的种类不同氨基酸的种类不同,R,R基不同基不同非必需氨基酸不能在人体中合成非必需氨基酸不能在人体中合成已知丙氨酸的已知丙氨酸的R R基为基为-CH-CH3
2、3,则丙氨酸分子中所含碳原则丙氨酸分子中所含碳原子和氮原子的个数分别是子和氮原子的个数分别是3 3、1 1【激疑激疑】玉米中含有丰富的谷氨酸玉米中含有丰富的谷氨酸,一分子谷氨酸中含有两个羧一分子谷氨酸中含有两个羧基基(-COOH),(-COOH),它们位于谷氨酸分子中的何处它们位于谷氨酸分子中的何处?提示提示:一个与中心碳原子相连一个与中心碳原子相连,另一个位于另一个位于R R基中。基中。三、蛋白质的结构及其多样性三、蛋白质的结构及其多样性1.1.氨基酸的脱水缩合氨基酸的脱水缩合:(1)(1)此生理过程的名称是此生理过程的名称是_。(2)(2)写出字母代表的结构或名称写出字母代表的结构或名称:
3、a._,b._:a._,b._。(3)(3)判断产物判断产物H H2 2O O中原子的来源。中原子的来源。(4)(4)多肽中氨基或羧基的含量多肽中氨基或羧基的含量:至少至少_个。个。肽键肽键二肽二肽一一脱水缩合脱水缩合2.2.蛋白质的形成过程蛋白质的形成过程:元素元素:C:C、H H、O O、N N等等氨基酸氨基酸:蛋白质的基本组成单位蛋白质的基本组成单位脱水缩合脱水缩合二肽二肽:由由_缩合而成的化合物缩合而成的化合物两个氨基酸分子两个氨基酸分子多肽多肽(链链):):由由_缩合而成的化合物缩合而成的化合物,通常通常呈呈_结构结构蛋白质蛋白质:具有一定的具有一定的_多个氨基酸分子多个氨基酸分子链
4、状链状空间结构空间结构3.3.蛋白质的结构多样性蛋白质的结构多样性:请结合蛋白质的结构请结合蛋白质的结构,判断下列说法的正误判断下列说法的正误:(1)(1)蛋白质结构的多样性只取决于氨基酸的排列顺序。蛋白质结构的多样性只取决于氨基酸的排列顺序。()()提示提示:蛋白质结构多样性的原因包括氨基酸的种类、数蛋白质结构多样性的原因包括氨基酸的种类、数目和排列顺序不同及蛋白质的空间结构不同。目和排列顺序不同及蛋白质的空间结构不同。(2)(2)相同种类、数目的氨基酸组成的蛋白质可能不同。相同种类、数目的氨基酸组成的蛋白质可能不同。()()(3)(3)蛋白质和多肽的主要区别在于蛋白质分子的空间结蛋白质和多
5、肽的主要区别在于蛋白质分子的空间结构更复杂。构更复杂。()()(4)(4)高温使蛋白质变性后高温使蛋白质变性后,蛋白质的空间结构没有发生蛋白质的空间结构没有发生变化。变化。()()提示提示:蛋白质遇高温变性后蛋白质遇高温变性后,空间结构发生改变空间结构发生改变,会变得会变得伸展、松散。伸展、松散。【激疑激疑】催产素和血管舒缓素两种多肽所含氨基酸数目相同催产素和血管舒缓素两种多肽所含氨基酸数目相同,但但其生理作用不同其生理作用不同,为什么为什么?提示提示:两种多肽中氨基酸的数目相同两种多肽中氨基酸的数目相同,但氨基酸的种类但氨基酸的种类和排列顺序可能不同和排列顺序可能不同,导致二者功能有所不同。
6、导致二者功能有所不同。知识点一组成蛋白质的氨基酸知识点一组成蛋白质的氨基酸1.1.组成元素分析组成元素分析:主要由主要由C C、H H、O O、N N四种元素组成四种元素组成,有有的氨基酸还含有的氨基酸还含有S,S,其可作为区分蛋白质与其他有机物其可作为区分蛋白质与其他有机物的特征元素。的特征元素。2.2.结构通式分析结构通式分析:“中心碳原子中心碳原子”有四个有四个“邻居邻居”,其中三个固定不变其中三个固定不变,即即-NH-NH2 2、-COOH-COOH、-H,-H,还有一个是可变的还有一个是可变的-R-R。【思考思考讨论讨论】1.1.某物质水解后得到如图所示的产物某物质水解后得到如图所示
7、的产物,根据生物学知识根据生物学知识判断它是不是构成蛋白质的氨基酸判断它是不是构成蛋白质的氨基酸,并说出判断依据。并说出判断依据。(科学思维科学思维)提示提示:不是不是,该物质所含氨基和羧基没有连在同一个碳该物质所含氨基和羧基没有连在同一个碳原子上。原子上。2.2.营养学家认为营养学家认为,最好的饮食其实是平衡膳食最好的饮食其实是平衡膳食,要增加要增加食物的多样性和均衡性食物的多样性和均衡性,五谷杂粮、肉类等要均衡。试五谷杂粮、肉类等要均衡。试从氨基酸角度分析平衡膳食的合理性。从氨基酸角度分析平衡膳食的合理性。(社会责任社会责任)提示提示:组成蛋白质的氨基酸有必需氨基酸和非必需氨基组成蛋白质的
8、氨基酸有必需氨基酸和非必需氨基酸两类酸两类,必需氨基酸人体细胞不能合成必需氨基酸人体细胞不能合成,只能从外界食只能从外界食物获取物获取,平衡膳食可保证人体对必需氨基酸的摄入平衡膳食可保证人体对必需氨基酸的摄入,利利于身体健康。于身体健康。【素养案例素养案例】如图为组成蛋白质的氨基酸分子的结构通式如图为组成蛋白质的氨基酸分子的结构通式,下列叙述下列叙述正确的是正确的是()A.A.结构决定氨基酸的种类结构决定氨基酸的种类B.B.氨基酸脱水缩合产生水氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自和水中的氢来自和C.C.结构中含有的氨基或羧基也可参与脱水缩合结构中含有的氨基或羧基也可参与脱水缩合D.D.生物体内生
9、物体内n n个氨基酸形成的多肽链就有蛋白质的功能个氨基酸形成的多肽链就有蛋白质的功能【解题导引解题导引】(1)(1)提取图示信息提取图示信息:为氨基、为氢原子、为羧基为氨基、为氢原子、为羧基、为、为R R基。基。(2)(2)联系关键知识联系关键知识:氨基酸的种类由氨基酸的种类由R R基决定基决定;一个氨基一个氨基酸中心碳原子上的氨基与另一个氨基酸中心碳原子上酸中心碳原子上的氨基与另一个氨基酸中心碳原子上的羧基进行脱水缩合。的羧基进行脱水缩合。【解析解析】选选A A。R R基决定氨基酸的种类基决定氨基酸的种类,A,A项正确项正确;氨基酸氨基酸脱水缩合产生的水中的氢来自氨基和羧基脱水缩合产生的水中
10、的氢来自氨基和羧基,B,B项错误项错误;参参与脱水缩合的氨基和羧基与中心碳原子相连与脱水缩合的氨基和羧基与中心碳原子相连,R,R基中的基中的氨基或羧基不参与脱水缩合反应氨基或羧基不参与脱水缩合反应,C,C项错误项错误;多肽链经盘多肽链经盘曲折叠形成复杂空间结构才具有蛋白质的功能曲折叠形成复杂空间结构才具有蛋白质的功能,D,D项错项错误。误。【方法规律方法规律】判断组成蛋白质的氨基酸的两个标准判断组成蛋白质的氨基酸的两个标准(1)(1)数量标准数量标准:至少含有一个氨基和一个羧基。至少含有一个氨基和一个羧基。(2)(2)位置标准位置标准:都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳都有一个氨基和一个羧基连
11、在同一个碳原子上。原子上。【素养素养探究探究】母题追问母题追问(1)(1)生命观念生命观念结构与功能观结构与功能观同为组成生物体蛋白质的氨基酸同为组成生物体蛋白质的氨基酸,酪氨酸几乎不溶于水酪氨酸几乎不溶于水,而精氨酸易溶于水而精氨酸易溶于水,这种差异与上题图中何种基团有这种差异与上题图中何种基团有关关?说出你的判断依据。说出你的判断依据。提示提示:,组成蛋白质的氨基酸的种类及性质由组成蛋白质的氨基酸的种类及性质由R R基的种基的种类决定。类决定。(2)(2)科学思维科学思维模型与建模模型与建模某同学依据组成蛋白质的氨基酸的结构通式某同学依据组成蛋白质的氨基酸的结构通式,构建了氨构建了氨基酸基
12、酸“人体模型人体模型”,分别用人体的躯干、左手、右手、分别用人体的躯干、左手、右手、下肢、头部表示上题图中氨基酸的中心碳原子、氨基下肢、头部表示上题图中氨基酸的中心碳原子、氨基、羧基、氢和、羧基、氢和R R基基,请你绘出该图。请你绘出该图。提示提示:【素养素养迁移迁移】缬氨酸的缬氨酸的R R基为基为CC3 3H H7 7,则则1 1分子缬氨酸含有的分子缬氨酸含有的C C、H H、O O、N N原子数依次是原子数依次是()A.2A.2、4 4、2 2、1 1 B.5B.5、1111、2 2、1 1C.5C.5、9 9、4 4、1 1D.5D.5、8 8、2 2、1 1【解析解析】选选B B。由组
13、成蛋白质的氨基酸的结构通式可知。由组成蛋白质的氨基酸的结构通式可知,组成蛋白质的氨基酸的分子式为组成蛋白质的氨基酸的分子式为C C2 2H H4 4O O2 2NR,NR,缬氨酸的缬氨酸的R R基为基为CC3 3H H7 7,则则1 1分子缬氨酸含有的分子缬氨酸含有的C C、H H、O O、N N原子数原子数依次是依次是5 5、1111、2 2、1 1。【补偿训练补偿训练】组成人体蛋白质的氨基酸的组成人体蛋白质的氨基酸的R R基基()A.A.与一个氢原子和一个与一个氢原子和一个CC2 2H H4 4O O2 2N N相连相连B.B.约有约有2121种种C.C.一定含有碳原子一定含有碳原子D.D
14、.至少有一个氨基或一个羧基至少有一个氨基或一个羧基 【解析解析】选选B B。组成人体蛋白质的氨基酸的。组成人体蛋白质的氨基酸的R R基与中心基与中心碳原子相连碳原子相连;组成人体蛋白质的氨基酸的组成人体蛋白质的氨基酸的R R基约有基约有2121种种,因此组成人体蛋白质的氨基酸约有因此组成人体蛋白质的氨基酸约有2121种种;组成蛋白质的组成蛋白质的氨基酸的氨基酸的R R基最简单的是基最简单的是H,H,即甘氨酸即甘氨酸;组成人体蛋白组成人体蛋白质的氨基酸的质的氨基酸的R R基中可能含有氨基、羧基基中可能含有氨基、羧基,也可能不含也可能不含有氨基或羧基。有氨基或羧基。知识点二蛋白质的结构及其多样性知
15、识点二蛋白质的结构及其多样性1.1.蛋白质的结构层次蛋白质的结构层次:(1)(1)一级结构一级结构:指肽链中氨基酸的排列顺序指肽链中氨基酸的排列顺序,主要由肽键主要由肽键维持。维持。(2)(2)二级结构二级结构:指邻近几个氨基酸形成一定的结构形状指邻近几个氨基酸形成一定的结构形状,是多肽链主链骨架本身的折叠和盘绕的方式是多肽链主链骨架本身的折叠和盘绕的方式,不包括侧不包括侧链的构象链的构象,主要由氢键维持。主要由氢键维持。(3)(3)三级结构三级结构:是指整条肽链盘绕折叠形成一定的空间是指整条肽链盘绕折叠形成一定的空间结构形状结构形状,如纤维蛋白和球状蛋白如纤维蛋白和球状蛋白,是蛋白质分子处于
16、是蛋白质分子处于它的天然折叠状态的三维构象它的天然折叠状态的三维构象,维持三级结构的有氢键维持三级结构的有氢键、二硫键等。、二硫键等。(4)(4)四级结构四级结构:指由两条或两条以上具有完整三级结构指由两条或两条以上具有完整三级结构的多肽链之间的位置和结构。四级结构只存在于的多肽链之间的位置和结构。四级结构只存在于2 2条或条或2 2条以上多肽链组成的蛋白质中条以上多肽链组成的蛋白质中;每一条多肽链都有其每一条多肽链都有其完整的三级结构完整的三级结构,称为亚基。缺少一个亚基或亚基单独称为亚基。缺少一个亚基或亚基单独存在都不具有活性。存在都不具有活性。2.2.结构层次之间的关系结构层次之间的关系
17、:蛋白质的空间结构取决于它的一级结构蛋白质的空间结构取决于它的一级结构,多肽链主链上多肽链主链上的氨基酸排列顺序包含了形成复杂的三维结构的氨基酸排列顺序包含了形成复杂的三维结构(即正确即正确的空间结构的空间结构)所需要的全部信息。所需要的全部信息。3.3.蛋白质结构多样性与功能多样性蛋白质结构多样性与功能多样性:【思考思考讨论讨论】哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用,加压素具有加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如图所示升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如图所示,其中各氨基酸残基用其中各氨基酸残基用3 3个字母缩写表示。个字母缩写表示。(1
18、)(1)结合图示结合图示,分析催产素与加压素功能不同的原因。分析催产素与加压素功能不同的原因。(科学思维科学思维)提示提示:两种激素间有两种激素间有2 2个氨基酸种类不同。个氨基酸种类不同。(2)(2)依据催产素的结构简式图依据催产素的结构简式图,某同学认为催产素所含某同学认为催产素所含游离氨基数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关。你游离氨基数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关。你是否同意他的说法是否同意他的说法?说出你的理由。说出你的理由。(科学思维科学思维)提示提示:同意同意,不同的氨基酸中游离的氨基数目不同不同的氨基酸中游离的氨基数目不同,所以所以催产素含游离氨基数目与参与构成肽链的氨基酸种
19、类催产素含游离氨基数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关。有关。【素养案例素养案例】如图所示如图所示,一分子的胰岛素原切去一分子的胰岛素原切去C C肽肽(图中箭头表示切图中箭头表示切点点)后后,可转变成由可转变成由A A、B B两条肽链构成的有活性的胰岛两条肽链构成的有活性的胰岛素素(图中数字表示氨基酸序号图中数字表示氨基酸序号)。下列分析正确的是。下列分析正确的是()A.A.胰岛素分子具有胰岛素分子具有5050个肽键个肽键,合成它的过程中共脱去合成它的过程中共脱去50 50 分子水分子水B.B.胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基C.C.沸水浴
20、时肽键断裂导致胰岛素生物活性丧失沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性丧失D.D.切去切去C C肽不需要破坏二硫键肽不需要破坏二硫键【解题导引解题导引】(1)(1)明题干明题干:一分子的胰岛素原切去一分子的胰岛素原切去C C肽可转变成一分子肽可转变成一分子的胰岛素。的胰岛素。(2)(2)析图示析图示:A:A链由链由2121个氨基酸构成个氨基酸构成,B,B链由链由3030个氨基酸构个氨基酸构成。成。【解析解析】选选D D。胰岛素分子含。胰岛素分子含5151个氨基酸、两条肽链个氨基酸、两条肽链,则具有则具有51-2=4951-2=49个肽键个肽键,合成过程中脱去合成过程中脱去4949分子水分子水,A,
21、A项项错误错误;胰岛素分子含有两条肽链胰岛素分子含有两条肽链,至少含有至少含有2 2个游离的氨个游离的氨基和基和2 2个游离的羧基个游离的羧基,B,B项错误项错误;沸水浴时蛋白质的空间沸水浴时蛋白质的空间结构发生改变导致胰岛素生物活性的丧失结构发生改变导致胰岛素生物活性的丧失,但肽键并未但肽键并未断裂断裂,C,C项错误。由图知项错误。由图知,切去切去C C肽需要破坏肽键肽需要破坏肽键,不需要不需要破坏二硫键破坏二硫键,D,D项正确。项正确。【误区警示误区警示】盐析盐析变性变性(1)(1)盐析盐析:鸡蛋清中加入食盐溶液看到白色絮状物鸡蛋清中加入食盐溶液看到白色絮状物,加水加水后白色絮状物消失。盐
22、析属于物理变化。后白色絮状物消失。盐析属于物理变化。(2)(2)变性变性:在高温、过酸、过碱或重金属离子的作用下在高温、过酸、过碱或重金属离子的作用下,蛋白质的分子结构变得伸展、松散蛋白质的分子结构变得伸展、松散,失去活性。变性属失去活性。变性属于化学变化。于化学变化。【素养素养探究探究】情境迁移情境迁移临床医学检验过程中临床医学检验过程中,常通过测定常通过测定C C肽含量来评估产生肽含量来评估产生胰岛素的胰岛细胞的分泌功能胰岛素的胰岛细胞的分泌功能,对糖尿病的诊断和治疗对糖尿病的诊断和治疗具有很大的意义。具有很大的意义。(科学思维科学思维)(1)(1)请分析其原理是什么。请分析其原理是什么。
23、提示提示:由于由于C C肽与胰岛素以等分子数一同被释放肽与胰岛素以等分子数一同被释放,两者的两者的分泌量呈平行关系分泌量呈平行关系,所以可通过测定所以可通过测定C C肽含量来反映胰肽含量来反映胰岛细胞的分泌情况。岛细胞的分泌情况。(2)(2)测定测定C C肽含量和直接测定胰岛素的含量相比肽含量和直接测定胰岛素的含量相比,有哪些有哪些优点优点?提示提示:C C肽检测具有不受外源胰岛素干扰、不受胰岛素肽检测具有不受外源胰岛素干扰、不受胰岛素抗体影响的优点抗体影响的优点,较胰岛素检测更能准确反映胰岛细胞较胰岛素检测更能准确反映胰岛细胞的分泌功能。的分泌功能。【素养素养迁移迁移】科学家使用巯基乙醇和尿
24、素处理牛胰核糖核酸酶科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶(一种一种蛋白质蛋白质),),可以将该酶去折叠转变成无任何活性的无规可以将该酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。若通过透析的方法除去导致酶去折叠的则卷曲结构。若通过透析的方法除去导致酶去折叠的尿素和巯基乙醇尿素和巯基乙醇,再将没有活性的酶转移到生理缓冲溶再将没有活性的酶转移到生理缓冲溶液中液中,经过一段时间以后经过一段时间以后,发现核糖核酸酶活性得以恢发现核糖核酸酶活性得以恢复。下列叙述正确的是复。下列叙述正确的是()A.A.由于巯基乙醇和尿素处理破坏了蛋白质中的肽键由于巯基乙醇和尿素处理破坏了蛋白质中的肽键,故故该酶失去了活
25、性该酶失去了活性B.B.该蛋白质的氨基酸序列可以决定蛋白质的空间结构该蛋白质的氨基酸序列可以决定蛋白质的空间结构C.C.这个实验证明结构并不一定决定功能这个实验证明结构并不一定决定功能D.D.这个实验说明蛋白质的结构从根本上讲是由外界环这个实验说明蛋白质的结构从根本上讲是由外界环境决定的境决定的【解析解析】选选B B。用巯基乙醇和尿素处理。用巯基乙醇和尿素处理,可以将牛胰核可以将牛胰核糖核酸酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构糖核酸酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构,说明因破坏了蛋白质中的空间结构而导致该酶失去了说明因破坏了蛋白质中的空间结构而导致该酶失去了活性活性,A,A项错误项错
26、误;蛋白质的空间结构取决于组成蛋白质的蛋白质的空间结构取决于组成蛋白质的氨基酸种类、数目、序列以及空间结构氨基酸种类、数目、序列以及空间结构,B,B项正确项正确;这个这个实验证明了蛋白质的结构决定其功能实验证明了蛋白质的结构决定其功能,C,C项错误项错误;这个实这个实验说明外界环境可以影响蛋白质的结构验说明外界环境可以影响蛋白质的结构,D,D项错误项错误。【课堂回眸课堂回眸】1.根据近十年的高考全国卷真题，总结出文言文阅读中文本概括分析题这一题型的特点，每一个选项都由论点和论据的形式组成陈述的。1、涉及的问题一般都是现实政治的反映。一个王朝成功的经验和失败的教训往往成为后来的政治家和思想家的素
27、材。他们思考和论证往事的得失，以史为鉴，为当朝和后代的统治者提供新的治国方针。2.赵括初学兵法之时，便认为自己非常聪慧，性格自大狂妄，认为天下没有敌手，兵家之事是需要慎重考虑而代价惨重的，但赵括并不在意，随口就谈兵。3.态度不端正，赵括只会纸上谈兵，不知道在战场上如何应用，如何变通。赵括不尊重士兵，军中士兵一不信服他，赵括心中只有赏赐的金钱，只懂得独享，而不懂得与士兵分享，贪图一己私利，没有大将风范。4文中的管子用买鹿的计策击败了军事强大的楚国，用哄抬兵器价格的计策使衡山归顺于齐国，这告诉我们做事时要灵活应对，有时需要我们避其锋芒，从其他方面解决问题。5.不论是楚君还是衡山之君，他们都中了管仲
28、的计策，因为他们认为捕鹿和卖兵器可以获得很大的利润，从而失去了理智，甚至让百姓放弃耕种，所以这就要求我们做事时不要一味贪图利益，而要顾全大局，不要见钱眼开。6.首段提出不旷人事，二、三段从不同方面论述了“不旷人事”的具体表现，四段写“不旷人事”的具体表现。二段举管仲在立君时考虑到民情对国事的影响而判断，做出不同于召忽的判断，说明尽人事时要考虑周全，完备；7.三段举晋文公采纳咎犯的建议后，成功称霸，说明尽人事时要从义与利两方面考虑，且要善于采纳他人意见；四段写管仲佐君时注重尽人事，愿倾听民生疾苦，利于安邦，且流芳百世，泽及子孙。8.这节课，我们分析了奥楚蔑洛夫的性格，窥见了当时的沙皇俄国社会，了解了作品的主题和写作特色，也谈了形形色色的“变色龙”们。9.老师相信同学们对这篇小说有了更为深刻的认识，也希望我们的同学们能对文学作品中的和生活中的“变色龙”们有着客观的评判标准，做一个不忘初心，真诚正直的少年.10.“腾出”生动地写出了珍鸟突然受到惊吓后急速飞离高粱地时的情态，机灵敏捷；“飘落”则写出了珍鸟在半空中飞旋两遭发现没有树枝可依，然后悠然落在谷穗儿上的情态，轻盈灵动。11.我虚踩在浮土和枯草上，就探身要去摸水，大家在背后叫小心。岌岌加上翼翼，我的手终于半伸进黄河。”这个细节表现了“我”触摸黄河水时紧张激动又谨慎的心理，表达了作者对黄河的热爱之情。
