2.4　蛋白质是生命活动的主要承担者 课件(共40张PPT) 2023-2024学年高一生物人教版（2019）必修第一册

(共40张PPT)
第2章　组成细胞的分子
第4节　蛋白质是生命活动的主要承担者
课 程 标 准
1.认识到蛋白质是生命活动的主要承担者,初步形成生命的物质观,为树立辩证唯物主义世界观打下基础。
2.认识到蛋白质分子是生物所特有的,是生命赖以存在的物质,也是生命活动的产物,进而提升生命的物质观。
3.说明蛋白质的功能是由其组成和结构决定的,建立结构与功能相适应的观念。
基础落实 必备知识全过关
重难探究 能力素养全提升
目录索引
重难探究 能力素养全提升
基础落实 必备知识全过关
知识点一 蛋白质的功能及其基本组成单位—— 氨基酸
1.蛋白质的功能
(1)蛋白质是生命活动的____________________。
(2)
主要承担者
细胞和生物体
催化作用
免疫作用
2.组成蛋白质的氨基酸
种类
氨基
羧基
R基
知识点二 蛋白质的结构及其多样性
1.氨基酸的结合方式——脱水缩合
(1)过程a:__________(一个氨基酸的________和另一个氨基酸的________相连接,同时____________________)。结构b:__________。
(2)H2O中H来源于____________________;O来源于__________。
脱水缩合
氨基
羧基
脱去一分子水
肽键
氨基和羧基
羧基
2.蛋白质的结构层次
C、H、O、N
盘曲、折叠
旁栏边角 想一想
(1)[教材P30与社会的联系]必需氨基酸和非必需氨基酸的分类依据是什么 食物的营养价值取决于哪类氨基酸
(2)[教材P32与社会的联系]吃熟鸡蛋、熟肉更容易消化,其原理是什么 鸡蛋、熟肉中蛋白质的肽键是否已断裂、破坏
提示 必需氨基酸和非必需氨基酸都是人体细胞合成蛋白质所需的氨基酸。必需氨基酸是指在人体细胞内不能合成的,必须从外界摄入的氨基酸;非必需氨基酸是指人体细胞能够合成的氨基酸。食物中含有的必需氨基酸种类、数量越多,其营养价值越高。
提示 熟鸡蛋、熟肉中的蛋白质已经变性,其空间结构变得伸展、松散,肽键暴露出来,更容易被蛋白酶催化水解。蛋白质变性并没有使肽键断裂、破坏。
(3)[教材P32拓展应用]民间有“吃什么补什么”的说法,请你以蛋白质为例,对这种说法做出评价。
提示 这种说法是不科学的。食物中的蛋白质是大分子有机物,它们都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质才能被人体吸收,这些小分子物质都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质,在人体内执行不同的功能。
结论语句 辨一辨
(1)蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能。(　　)
(2)蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。(　　)
(3)氨基酸分子中至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。(　　)
(4)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸。(　　)
(5)含有两个肽键的化合物叫作二肽。(　　)
(6)蛋白质变性是由肽键的断裂造成的。(　　)
(7)变性的蛋白质也能与双缩脲试剂发生紫色反应。(　　)
(8)蛋白质所有的变性均是可逆的化学反应。(　　)
×
√
×
×
×
×
√
×
重难探究 能力素养全提升
主题一　组成蛋白质的氨基酸
情境探究
下面是几种氨基酸的结构式,请分析讨论并回答下列问题。
(1)构成蛋白质的氨基酸共有的部分是___________________________。
(3)组成蛋白质的氨基酸分子中都只含有一个氨基和一个羧基吗 若有一个以上的氨基或羧基,多出来的氨基或羧基分布在哪里
(2)这三种氨基酸分子不同的R基分别是__________________________。
提示 —H、—CH2—CH2—COOH、—CH2—CH2—CH2—CH2—NH2
提示 每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,部分氨基酸分子中含有一个以上的氨基或羧基,多出来的氨基或羧基位于R基上。
(4)请用一句话概述氨基酸分子的结构特点。
提示 每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
方法突破
运用“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
视角应用
1.下列各项中,属于组成蛋白质的氨基酸的是(　　)
C
解析　A项所示结构没有氨基,不是组成蛋白质的氨基酸;B项所示结构有一个氨基和一个羧基,但这个氨基和这个羧基没有连在同一个碳原子上;C项所示结构有一个氨基和两个羧基,并且有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上;D项所示结构有两个氨基和一个羧基,但氨基和羧基没有连在同一个碳原子上。
2.下图是两种氨基酸的结构式。
图中共有_______个氨基, _______个羧基。丙氨酸和谷氨酸的R基分别是__________、____________________。
2
3
—CH3
—CH2—CH2—COOH
【题后归纳】 氨基、羧基的常见书写形式


【误区警示】 避免两种错误格式
①写成NH2、COOH、R。
②写成NH3、—NH3、HCOOH等。
主题二　蛋白质的结构及其多样性
情境探究
我们每天所食用的食物中,除了糖类、脂质外,还有蛋白质。进入人体消化道的蛋白质类食物,在消化酶的作用下分解为氨基酸,这些氨基酸进入人体细胞后,需要经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质 下图是氨基酸脱水缩合形成的多肽的模式图:
(1)肽链中有没有游离的氨基和羧基 如果有,它们位于哪里
(2)氨基酸、肽链、形成的水分子、肽键的数量关系是什么
(3)如果用21个不同的字母代表21种氨基酸(数量足够多),假设10个氨基酸组成一条肽链,那么可能有多少条互不相同的肽链
提示 有。位于肽链的两端,R基中也可能含有。
提示 氨基酸数-肽链数=形成的水分子数=肽键数。
提示 2110。
(4)人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质,但红细胞主要承担运输氧的作用,心肌细胞承担心脏律动的作用,请从蛋白质结构的角度分析红细胞和心肌细胞两种细胞功能不同的主要原因。
提示 红细胞和心肌细胞的功能不同是由于构成它们所含蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序、多肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构等存在差异,导致两种细胞中蛋白质种类、数量存在差异,进而导致两种细胞功能不同。
方法突破
蛋白质的结构多样性与功能多样性
视角应用
视角1 氨基酸的脱水缩合
1.[2023辽宁沈阳高一期中]如图为氨基酸分子的结构通式,下列叙述正确的是(　　)
A.结构④在所有生物体内均有21种
B.氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自②和③
C.结构④中含有的氨基或羧基一般不参与脱水缩合
D.生物体内n个氨基酸形成一条多肽链脱去n个水分子
C
解析　氨基酸的种类由R基决定,但并不是所有的生物体内的R基均有21种,A项错误;氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自一个氨基酸的①氨基和另一个氨基酸的③羧基,B项错误;n个氨基酸形成一条多肽链脱去(n-1)个水分子,D项错误。
2.[2023辽宁辽东区域共同体高一联考]下图是某化合物的结构式。关于该化合物的叙述,错误的是(　　)
A.图中①②④⑥⑦为侧链基团,决定了氨基酸的特异性
B.由于②④⑥的不同,该化合物由3种氨基酸组成
C.该化合物中含有1个游离的氨基和2个游离的羧基
D.若彻底水解该化合物分子,则共需要2个水分子
A
解析　图中①氨基、⑦羧基不属于侧链基团,为氨基酸共有结构,A项错误;②④⑥为R基,由于R基的不同,该化合物由3种氨基酸组成,B项正确;该化合物含有1个游离的氨基和2个游离的羧基,C项正确;该化合物由3个氨基酸脱去2分子水形成,彻底水解该化合物分子,需要2个水分子,D项正确。
视角2 蛋白质的结构、功能及其多样性
3.[2023山东高一联考]研究表明,细胞主要通过蛋白质执行复杂的调控和信息传递功能,在执行前,往往需要在蛋白质分子链上“接种”外来的分子,这称为蛋白质的修饰。“乙酰化修饰”是指在蛋白质分子链上“接种”一个乙酰基分子,这是蛋白质最主要的修饰方式之一。下列叙述错误的是(　　)
A.乙酰基分子连接在构成蛋白质分子的氨基酸的氨基或羧基上
B.“乙酰化修饰”改变了蛋白质分子的结构,从而影响其功能
C.组成蛋白质分子的肽链盘曲、折叠形成一定的空间结构,从而使蛋白质分子具有一定功能
D.胰岛素和胰蛋白酶的功能不同,原因可能是组成两者的氨基酸种类、数量、排列顺序及肽链形成的空间结构等均不相同
A
解析　根据氨基酸的结构通式可知,乙酰基分子最可能连接在氨基酸的R基上,A项错误;结构决定功能,“乙酰化修饰”改变了蛋白质分子的结构,也改变了其功能,B项正确;结构与功能相适应,组成蛋白质分子的肽链盘曲、折叠形成一定的空间结构,从而使其具有一定功能,C项正确;胰岛素和胰蛋白酶的功能不同,是因为其结构的不同,而蛋白质的结构与组成蛋白质的氨基酸种类、数量、排列顺序及肽链盘曲、折叠形成的空间结构等有关,D项正确。
素养升级 情境命题强突破
蛋白质的变性和盐析
命题情境
1.变性:是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间构象发生了不可逆的变化,肽链变得松散,丧失了生物活性,但是肽键一般不断裂。变性属于化学变化。
2.盐析:鸡蛋清中加入食盐溶液看到白色絮状物,加水后白色絮状物消失。盐析属于物理变化。
高考例证
[2022湖南高考]洗涤剂中的碱性蛋白酶(一种蛋白质)受到其他成分的影响而改变构象,部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外,加热也能使碱性蛋白酶失活,如图所示。下列叙述错误的是
(　　)
A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,减少环境污染
B
解析　碱性蛋白酶的化学本质是蛋白质,根据题干,当碱性蛋白酶受到其他成分的影响或在加热等条件下部分解折叠后,可被正常碱性蛋白酶特异性识别并自溶失活,A项正确;根据题图可知,加热引起蛋白质部分解折叠后,可以通过降温恢复天然状态,说明碱性蛋白酶构象的改变在一定情况下是可逆的,B项错误;添加酶稳定剂可以使碱性蛋白酶更加稳定,可以提高洗涤剂的去污效果,C项正确;添加碱性蛋白酶能提高洗涤剂的去污能力,可以减少洗涤剂的用量,从而减少环境污染,D项正确。
新题速递
1.[2023辽宁朝阳建平实验中学高一月考]下列关于蛋白质的叙述,错误的是(　　)
A.过酸、过碱、高温和重金属盐可以破坏蛋白质的空间结构使蛋白质变性
B.变性的蛋白质仍含有肽键,但其空间结构变得松散
C.盐析不会破坏蛋白质的生物活性
D.蛋白质具有多样性是因为氨基酸的种类、数目、排列顺序和空间结构多种多样
D
解析　高温、过酸、过碱和重金属盐等可破坏蛋白质的空间结构,使蛋白质失活,即使蛋白质变性,A项正确;蛋白质失活会改变蛋白质的空间结构,但其肽键并未断裂,空间结构伸展、松散,B项正确;盐析只是物理变化,不会破坏蛋白质的生物活性,C项正确;蛋白质结构多样性是因为组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同,多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构多种多样,D项错误。
2.[2023湖南常德高一月考]某兴趣小组采用两种途径处理鸡蛋清溶液,过程如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A.过程①既没有破坏蛋白质的空间结构也没有破坏其中的肽键
B.向过程④结束后的反应体系中加入双缩脲试剂不会产生紫色反应
C.过程②会破坏蛋白质的空间结构,导致蛋白质失去其生理功能
D.图中①②两种处理方法都没有改变鸡蛋清中蛋白质的氨基酸数量
B
解析　过程①为蛋白质的盐析,既没有破坏蛋白质的空间结构也没有破坏其中的肽键,A项正确;过程④经过蛋白酶水解后,形成多肽和氨基酸,多肽中含有肽键,且该过程中加入的蛋白酶的化学本质是蛋白质,故向过程④结束后的反应体系中加入双缩脲试剂仍会出现紫色反应,B项错误;过程②加热后蛋白质会变性,蛋白质的空间结构被破坏,导致蛋白质失去其生理功能,C项正确;①和②分别是蛋白质的盐析和加热变性,盐析没有破坏蛋白质的空间结构,加热会破坏蛋白质的空间结构,但二者都没有改变鸡蛋清中蛋白质的氨基酸数量,D项正确。
【网络构建】
【经典图示】
过程①名称:脱水缩合
物质②名称:二肽
结构③名称:肽键
氨基酸脱水缩合形成二肽的示意图
本 课 结 束