2.4蛋白质生命活动的主要承担者教学设计-高一上学期生物人教版（2019）必修1

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
一、教学目标
（一）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。
（二）分析蛋白质分子结构多样性和功能多样性的关系，距离说明蛋白质的结构是与功能相适应的。
（三）说出氨基酸构成多肽链霍蛋白质分子的过程。
（四）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、健康的部分关系密切。
二、教学重点和难点
（一）教学重点
1.蛋白质的功能与结构。
2.氨基酸的结构特点及其形成蛋白质的过程
（二）教学难点
1.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
三、教学方法与用具
1.多媒体课件形象展示引导学生探究
2.学生小组之间探究、归纳、总结。
四、自主学习
（一）蛋白质的功能
1．与生命活动的关系：细胞的各项生命活动都离不开 ，蛋白质是生命活动的主要 。
2．功能举例
(1)结构蛋白：构成的重要物质，如肌动蛋白。
(2)功能蛋白：
① 作用，如酶；
② 作用，如胰岛素、生长激素；
③ 作用，如抗体；
④ 作用，如红细胞中的血红蛋白。
（二）氨基酸的种类与结构
1．氨基酸的种类：人体中组成蛋白质的氨基酸有 种。依据人体细胞能否合成，又可分为必需氨基酸（8种）和非必需氨基酸（13种）。
2．氨基酸的结构
(1)结构通式：
(2)结构特点：①数量上，至少含有一个_____和一个_______
氨基和一个羧基连接在_______上。③不同氨基酸的_______
答案：（一）、1．蛋白质 承担者 2．催化 调节 免疫 运输 （二）、1． 21 2．（2）氨基 羧基 同一个碳原子 R基不同
（三）蛋白质的形成
（1）由于氨基酸之间能够形成________等，从而使得肽链能够__________，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。
（2）两条或多条肽链之间通过一定的化学键（如________）相互结合在一起，形成具有更为复杂的________的蛋白质。
（四）蛋白质结构多样性的原因
（1）氨基酸方面：氨基酸的种类、数目、________不同。
（2）肽链方面：肽链的________及其形成的________千差万别。
（三）（1）氢键 盘曲、折叠 （2）二硫键 空间结构 （四）（1）排列顺序 （2）盘曲、折叠方式 空间结构
五、合作研究
任务一：
阅读教材P29 “思考·讨论”，观察4种氨基酸的结构式，找出它们的共同点，写出氨基酸的结构通式。
任务二：按照脱水缩合的方式，写出二肽，三肽的结构。
任务三：根据多肽的形成方式，概括肽链中氨基酸数、脱水数、肽键数间的关系。
任务四、总结蛋白质多样性的原因。
六、小组展示与评价
展示合作研究的若干问题。
七、课堂练习
完成教材第32页练习与应用，限时3分钟。
八、反思小结
师生的总结与反思
九、课后作业
1．下列关于蛋白质的叙述，正确的是（　　）
A．蛋白质主要由C、H、O、N、P五种元素组成
B．蛋白质的基本组成单位是氨基酸
C．血红蛋白运输氧，还有催化功能
D．蛋白质变性是由于肽键断裂造成的
2．下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是（ ）
A．人体细胞产生的抗体可发挥防御作用
B．肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程
C．蛋白质结合Mg2＋形成的血红蛋白参与O2的运输
D．人体内的胰岛素有调节机体生命活动的作用
3．如果一个氨基酸分子有两个氨基，则这两个氨基分别位于（ ）
A．中心碳原子和氨基上 B．羧基和中心碳原子上
C．氨基和R基上 D．中心碳原子和R基上
4．已知甲硫氨酸的R基是 CH2 CH2 S CH3，则甲硫氨酸的分子式是（ ）
A．C5H11O2NS B．C6H12O2NS C．C5H11OS D．C8H18O2NS2
5．下列不属于蛋白质功能的是（ ）
A．将蛋白质消化分解为氨基酸 B．胰岛素可以帮助人体抵御病菌和病毒
C．将氧气运到全身各处的组织细胞 D．是构成细胞和生物体的结构物质
6．下列有关生物蛋白质的叙述，不正确的是（　　）
A．蛋白质单体中至少有一个—NH2（氨基）和一个—COOH（羧基）连接在同一个碳原子上
B．蛋白质中结构最简单的氨基酸是甘氨酸，组氨酸是婴儿的必需氨基酸
C．载体蛋白、血红蛋白都具有运输功能，血红蛋白由C、H、O、N、Fe等元素组成
D．蛋白酶在强酸中变性的原因是该蛋白质的空间结构受到破坏，肽键被水解
7．下图为某多肽物质分解反应示意图，下列说法正确的是（ ）
A．该多肽物质是由 7 个氨基酸经过脱水缩合形成
B．图示反应前后游离的氨基和羧基数目不变
C．产物为三肽和二肽
D．反应物中有 8 个肽键
8．下图为脑啡肽的结构简式，据图分析下列叙述错误的是（　　）
A．脑啡肽是由5个氨基酸失去4分子的水形成的
B．该化合物中有1个羧基和1个氨基
C．脑啡肽分子是由4种氨基酸形成的
D．该化合物属于四肽，因为含有4个肽键
9．如图是由280个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，对其叙述正确的是（　　）
A．该蛋白质至少有两个羧基
B．该蛋白质完全水解需要277个水分子
C．该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、排列顺序三方面决定
D．该蛋白质至少含280个氨基
10．由n个肽键、2条多肽链组成的蛋白质。若氨基酸的平均相对分子质量为a，则该蛋白质的相对分子质量为（ ）
A．(a-18)n-2a B．(a-18)n+2a C．an-18(n-2) D．an-18(n+2)
11.我国中科院上海生化所于1982年5月合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物——脑啡肽，下面是它的结构简式。请根据此化合物的结构分析回答：
（1）该化合物有________个氨基和________个羧基。
（2）该化合物是由________个氨基酸失去________分子水而形成的，这样的反应叫做________，该化合物叫________肽。在形成时，相对分子质量减少了________。
（3）脑啡肽水解后可产生________种氨基酸，造成氨基酸种类不同的原因是_______。
参考答案：
1．B 蛋白质主要由C、H、O、N四种元素组成，有的还含有S、Fe等元素，A错误；构成蛋白质的基本单位是氨基酸，B正确；血红蛋白可运输氧，具有运输功能，没有催化功能，C错误；蛋白质变性过程中肽键没有断裂，只是空间结构改变，D错误。
2．C 人体细胞产生的抗体可参与体液免疫过程中，与抗原特异性结合，从而发挥防御作用，A正确；肌肉具有收缩的功能，肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程，B正确；
C、蛋白质结合Fe2+形成的血红蛋白参与O2运输，C错误；人体内的胰岛素可降低人体血糖浓度的作用，D正确。
3．D 由组成蛋白质的氨基酸的结构特点可知，组成蛋白质的氨基酸的结构通式是： ，因此如果一个氨基酸分子的结构中有两个氨基，那么这两个氨基分别位于中心碳原子和R基上，D正确。
4．A 由氨基酸的结构通式可知，结构通式中各原子数是-C2H4O2N，连上R基 CH2 CH2 S CH3，可推出甲硫氨酸的分子式是C5H11O2NS，A正确。
5．B 蛋白酶将蛋白质消化分解为氨基酸，蛋白酶的化学本质是蛋白质，A不符合题意；胰岛素是激素，能降血糖，对人体起调节作用，而不是帮助人体抵御病菌和病毒，B符合题意；氧和血红蛋白结合成氧合血红蛋白，通过血液循环输送到全身各处的组织细胞，血红蛋白是蛋白质，C不符合题意；有的蛋白质是构成细胞和生物体的结构物质，例如蚕丝蛋白，D不符合题意。
6．D 组成蛋白质的单体是氨基酸，每个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，且连接在同一个碳原子上，A正确；甘氨酸的R基是-H，分子量最小，是结构最简单的氨基酸，组氨酸是婴儿的必需氨基酸，B正确；载体蛋白和血红蛋白都具有运输功能，组成血红蛋白的组成元素有C、H、O、N、S、Fe等，C正确；蛋白酶的化学本质是蛋白质，蛋白质在强酸中空间结构受到破坏，但是肽键没有被水解，D错误。
7．A 图示多肽链含有7个氨基酸，经过脱水缩合脱去6分子水形成该肽链，A正确；每条肽链至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，该反应前后游离的氨基和羧基数目发生改变，反应前至少为一个氨基一个羧基，反应后至少为两个氨基、两个羧基，B错误；图中反应产物为四肽和三肽，C错误；反应物为七肽，含有6个肽键，D错误。
8．D 脑啡肽中有4个肽键，是由5个氨基酸失去4分子的水形成的 ，A正确；该化合物中R基中没有羧基和氨基，只有肽链两侧分别有1个羧基和1个氨基，B正确；组成脑啡肽分子的5个氨基酸分子中有两个氨基酸的R基都是-H，则脑啡肽分子是由4种氨基酸形成的，C正确；该化合物是由5个氨基酸分子脱水缩合形成的五肽，含有4个肽键，D错误。
9．A 由图可知，该蛋白质有两条肽链和1个环状肽，一条肽链至少含有一个氨基和一个羧基，环状多肽至少含有0个氨基和0个羧基，所以该蛋白质至少有两个羧基，A正确；
B、该蛋白质形成过程中失去水分子数为280-2=278，所以蛋白质完全水解需要278个水分子，B错误；该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、排列顺序以及肽链盘曲折叠形成的空间结构等决定的，C错误；由图可知，该蛋白质有两条肽链和1个环状肽，一条肽链至少含有一个氨基和一个羧基，环状多肽至少含有0个氨基和0个羧基，所以该蛋白质至少有两个氨基，D错误。
10．B 蛋白质相对分子质量=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量-失去水分子数×水的相对分子质量，所以该蛋白质的相对分子质量为（n+2）×a-n×18=（a-18）n+2a，B正确，ACD错误。
11.【答案】（1） 1 1 （2） 5 4 脱水缩合 五 72
（3） 4 R基不同
【解析】分析题图：图示为脑啡肽的结构简式，该化合物由5个氨基酸脱水缩合形成，这5个氨基酸的R基团依次为-CH2-C6H5-OH、-H、-H、-CH2-C6H5、-CH2-CH（CH3）2。（1）
分析题图中的脑啡肽是多肽类物质，该化合物中含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH）。
（2）分析题图可知，该化合物有4个肽键，因此该化合物含有五个氨基酸，该化合物是由5个氨基酸失去4分子水而形成的，氨基酸形成多肽链的过程叫脱水缩合反应，由5个氨基酸分子脱水缩合形成的化合物称为五肽。在脱水缩合过程中失去了4分子水，因此形成该化合物时，相对分子质量减少4×18=72。（3）分析题图可知，该化合物中含有5个R基，但只有4种，因此该化合物由4种氨基酸构成，氨基酸的种类不同的原因是氨基酸的侧链基团（R基）不同。