2023学年完整公开课版第4节蛋白质

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1说明氨基酸的结构特点及其种类。2描述氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程。3阐明蛋白质结构及其多样性。4概述蛋白质的主要功能。素养要求1生命观念：认同蛋白质是生命活动的主要承担者，形成结构与功能相适应的观点。2科学思维：通过推导氨基酸的结构、脱水缩合过程，培养归纳与推理的能力。课标要求内容索引一、蛋白质的主要功能二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸随堂演练知识落实三、蛋白质的结构及其多样性01一、蛋白质的主要功能DANBAIHIDEHUYAOGONGNENG1蛋白质是目前已知的的分子。细胞核中的遗传信息，往往要才能起作用。基础梳理·夯实教材基础结构最复杂、功能最强大表达成蛋白质2主要功能及举例类别功能举例结构蛋白许多蛋白质是_________________

的重要物质肌动蛋白、肌球蛋白等功能蛋白_________对细胞和生物体的生命活动有重要的调节作用胰岛素、生长激素等_________催化细胞内的多种化学反应大多数酶等运输作用有些蛋白质具有运输的功能

等免疫作用能抵御侵入人体或高等动物体内的抗原物质

等构成细胞和生物体结构调节作用催化作用血红蛋白抗体拓展提升酶、激素、抗体与蛋白质的关系1并非所有酶的本质都是蛋白质，只是大多数酶的本质是蛋白质。2并非所有激素的本质都是蛋白质，如性激素的本质不是蛋白质，而是固醇。3抗体的本质都是蛋白质。1蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能2血液中O2的运输不能体现蛋白质的功能3抗体抵抗病毒的入侵体现蛋白质的调节功能正误判断·矫正易混易错×××1为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者？提示蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能；人体内有数万种不同的蛋白质，能够承担多种多样的功能，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。2你能够说出多少种富含蛋白质的食品？提示富含蛋白质的食品有大豆制品，如豆浆、豆腐、腐竹；奶类制品，如奶粉、酸奶、纯牛奶；还有肉、蛋类食品，如烤肉、肉肠、鸡蛋等。深化探究·解决问题疑难02二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸DANBAIHIDEJIBENUCHENGDANWEIANJISUAN1氨基酸的种类组成蛋白质的氨基酸有种，其中8种是人体细胞不能合成的，称为氨基酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取；另外，种氨基酸是人体细胞能够合成的，称为氨基酸。基础梳理·夯实教材基础21必需12非必需巧记8种必需氨基酸甲甲硫氨酸来赖氨酸写缬氨酸一异亮氨酸本苯丙氨酸亮亮氨酸色色氨酸书苏氨酸。2氨基酸的元素组成及结构特点1组成氨基酸的共有元素是，有的氨基酸含有等元素。2氨基酸的结构特点：观察教材中四种氨基酸的化学结构式，可以发现：①每种氨基酸分子至少含有一个—NH2和一个—COOH。②每种氨基酸分子中都有一个和一个连接在同一个碳原子上，该碳原子还连接一个和一个侧链基团，这个侧链基团用表示。各种氨基酸的区别在于基的不同。③写出氨基酸的结构通式：。C、H、O、NS氨基羧基氨基羧基氢原子RR特别提醒1类比推理法理解氨基酸的结构1类比：把氨基酸分子比喻成人，两只手分别代表氨基和羧基，两条腿代表氢，头代表R基，躯干代表中心碳原子。2图示2氨基、羧基、R基的书写1正确的格式：—NH2、—COOH、—R千万不要忘记在原子团前面加“—”。2避免两种错误格式①写成NH2、COOH、R。②写成NH3、—NH3、HCOOH等。3结构通式及氨基和羧基不同表达形式的辨别1蛋白质的组成元素只有C、H、O、N2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3氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上4酪氨酸和精氨酸理化性质不同的原因是R基不同正误判断·矫正易混易错×××√观察下列四种氨基酸的结构，探究以下问题：学以致用·链接典例拓展1构成蛋白质的氨基酸共有的部分是______________________________________，这四种氨基酸分子不同的R基分别是：_____________________________________。提示—CH3、—CH2—SH、—CH24—NH2、—CH2—COOH2“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？提示“氨基酸”代表了其分子结构中的主要部分，即氨基和羧基。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？如何解释“至少”？提示大多数氨基酸分子只含有一个氨基和一个羧基，而且都连接在同一个碳原子上，部分氨基酸分子中含有两个氨基、一个羧基或者两个羧基、一个氨基，多出来的氨基或羧基属于R基。“至少”是指组成蛋白质的氨基酸分子中至少含有一个氨基和一个羧基且连接在同一个碳原子上。03三、蛋白质的结构及其多样性DANBAIHIDEJIEGOUJIQIDUOYANGING1脱水缩合一个氨基酸分子的羧基—COOH和另一个氨基酸分子的氨基—NH2相连接，同时脱去一分子的水。基础梳理·夯实教材基础1这种结合方式称为脱水缩合，两个氨基酸分子经该过程形成的产物是和水。2产物中虚线框内的化学键名称是。注：①肽键有三种表示形式：—CO—NH—、—NH—CO—、，但不能忽略其中的“—”。②H2O中H的；H2O中O来源于羧基。二肽肽键2蛋白质的结构层次1蛋白质的形成过程：氨基酸→二肽→三肽→…→多肽→盘曲、折叠→具有一定的蛋白质。2许多蛋白质分子都含有条肽链，它们通过一定的化学键如相互结合在一起，同时，由于氨基酸之间能够形成键，使得肽链能盘曲折叠，因此，肽链不呈直线，也不在同一上，而是形成更为复杂的结构。多肽链空间结构两条或多二硫键平面氢空间3蛋白质种类多样性的原因在细胞中，氨基酸的成千上万，氨基酸形成肽链时，其千变万化，肽链的千差万别，因此，蛋白质分子的结构极其多样。数目排列顺序盘曲、折叠方式及其形成的空间结构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正误判断·矫正易混易错√×√√1如何区分氨基酸脱水缩合反应和蛋白质水解反应？食物蛋白被消化吸收后进入人体细胞变成人体蛋白，食物中的蛋白与人体蛋白结构一样吗？提示氨基酸脱水缩合形成多肽与蛋白质水解生成氨基酸是两个相反的过程：脱水缩合形成肽键；蛋白质水解反应破坏肽键，H2O中的—OH参与羧基形成，另一个—H参与氨基形成；脱水缩合时脱掉多少个水分子，水解时也需要相同数目的水分子。人体蛋白与食物蛋白结构不一样，食物中的蛋白质被消化分解成氨基酸，进入细胞内的氨基酸按照人体的遗传信息合成具有特定的排列顺序的多肽进而形成具有特定空间结构的蛋白质分子。深化探究·解决问题疑难2蛋白质分子是具有特定空间结构的多肽化合物，那么多肽是蛋白质吗？提示多肽不是蛋白质。蛋白质是多肽链经过盘曲、折叠等形成的具有一定空间结构的分子，具有生物活性；多肽与蛋白质最重要的区别是多肽无空间结构，往往无生物活性。3谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸三个分子通过缩合反应形成的三肽化合物，从三种氨基酸排列顺序的角度分析，可形成______种不同的三肽。提示64每种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，请举例说明蛋白质结构改变的结果如何。提示如果氨基酸的序列改变或蛋白质的空间结构改变，就会影响其功能，如：人正常血红蛋白的空间结构呈球状，正常红细胞呈两面凹的圆盘状，如果血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，就可能形成异常的血红蛋白，呈纤维状，由它参与组成的红细胞就会扭曲成镰刀状；运输氧气的能力降低。再如：鸡蛋、肉类经煮熟后再吃容易被消化，原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。补充材料蛋白质的变性高温、过酸、过碱或在重金属离子的作用下，蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，失去活性。变性属于化学变化。学习小结04随堂演练知识落实SUITANGYANLIANHISHILUOSHI1下列关于生物体内氨基酸的叙述，正确的是A氨基酸是蛋白质分子的基本单位，只由氨基和羧基组成B组成蛋白质的氨基酸共有的结构是、H、O、N四种元素D组成人体的氨基酸都能在人体内合成12345√62形成蛋白质结构的层次，从小到大依次是①氨基酸②C、H、O、N等元素③氨基酸脱水缩合④多肽链盘曲、折叠⑤多肽⑥蛋白质A②→①→③→④→⑤→⑥ B②→①→③→⑤→④→⑥C②→①→⑥→⑤→③→④ D①→②→③→⑤→④→⑥12345解析蛋白质的基本组成单位是氨基酸，氨基酸由C、H、O、N等元素组成；氨基酸经过脱水缩合形成多肽；多肽链盘曲、折叠形成一定的空间结构，构成蛋白质。所以形成蛋白质分子的结构层次，从小到大依次是②→①→③→⑤→④→⑥。6√3下列有关如图所示多肽的叙述中，正确的是123456A该化合物叫三肽 B有游离的氨基和羧基各1个基D形成过程中失去了3分子水√解析图中多肽有三个肽键—CO—NH—，由4个氨基酸组成，称为四肽，A项错误；由于该化合物中R基上也含有一个羧基，因此该多肽有两个游离的羧基和一个游离的氨基，B项错误；图中氨基酸的R基分别为—CH2—CH2—COOH、—CH3、—CH2SH、—CH3，即有3种不同的R基，C项错误；四个氨基酸脱水缩合过程中要失去3分子的水，D项正确。1234564下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是A不同蛋白质含有的氨基酸数目不尽相同B有些结构不同的蛋白质具有相似的功能C组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合D组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合12345√6解析组成蛋白质的氨基酸之间都是按形成肽键的方式脱水缩合的。5下列叙述中，能高度概括出蛋白质功能的是A细胞和生物体的重要结构物质B生命活动的主要承担者C收缩、运输、免疫等功能活动的物质基础D调节细胞和生物体的重要物质12345√6解析蛋白质结构多样，在细胞中承担的功能多样，如催化、运输、调节、免疫、构成细胞等，因此是生命活动的主要承担者。6肉毒梭菌产生的肉毒类毒素是一种致病性极高的神经麻痹毒素，该毒素是由两条肽链盘曲折叠而成的一种生物大分子。下面是肉毒类毒素的局部结构简式，请据此回答：1上图所示的片段中，共有____个肽键，____种氨基酸组成；从左向右数，第三个氨基酸不同于其他氨基酸的基团是________填化学式。解析据试题分析可知，题图部分含5种R基，即有5种氨基酸，所以肽键数＝5－1＝4个；这5个氨基酸的R基依次是—CH2—C6H4OH、—H、—CH3、—CH2—C6H5、—CH2—CHCH32；第三个氨基酸不同于其他氨基酸的基团是R基—CH3。12345645—CH32肉毒类毒素是在细胞中由氨基酸经过____________过程形成的；一分子肉毒类毒素至少含有_____个氨基。123456解析肉毒类毒素的化学本质是蛋白质，是由氨基酸经