高中生物《生命活动的主要承担者——蛋白质》文字素材7 新人教版必修1

高中生物必修高中生物必修 新人教版 新人教版 2 2 生命活动的主要承担者生命活动的主要承担者 蛋白质蛋白质 知识知识 巧学巧学 升华升华 一 氨基酸及其种类一 氨基酸及其种类 氨基酸是组成蛋白质的基本单位 对于组成蛋白质的氨基酸必须是至少含有一个氨基 和羧基 并且都有一个氨基和羧基连在一个碳原子上 不同的氨基酸具有不同的 R 基 组 成蛋白质的 20 种氨基酸的区别在于 R 基的不同 如 这 20 种氨基酸根据人体细胞能否合成划分为两大类 一类是人体细胞不能合成的 必 须从外界环境中直接获取的 主要从饮食获得 这些氨基酸叫必需氨基酸 共 8 种 婴 儿有 9 种 它们是 赖氨酸 色氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 苏氨酸 甲硫氨 酸 缬氨酸 组氨酸 另一类是人体细胞能够合成的 叫非必需氨基酸 共 12 种 它 们是 甘氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 半胱氨酸 酪氨酸 精氨酸 脯氨酸 组氨 酸 谷氨酰胺 天冬酰胺 丝氨酸 知识拓展知识拓展 动物蛋白食品要比植物蛋白食品营养价值更高 因为动物蛋白含的氨基酸 种类要比植物蛋白丰富 另外 动物蛋白所含各种必需氨基酸的比例比植物蛋白更接近人 体必需氨基酸的比例 二 蛋白质的结构及其多样性二 蛋白质的结构及其多样性 1 氨基酸分子互相结合的方式是 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 这种结合方式叫做脱水缩合 连结两个氨基酸分子的化学键叫做肽键 肽键的结构为 NH CO 或者 方法点拨方法点拨 关于蛋白质的计算问题 记住下面两个算式即可 1 肽键数 失水数 氨基 酸数 肽链数 2 蛋白质分子量 氨基酸数 氨基酸平均分子量 18 失水数 也可以参照下表 氨基酸数氨基酸数肽键数肽键数脱去水分子数脱去水分子数氨基数氨基数羧基数羧基数 一条肽链一条肽链nn 1n 1至少 1 个至少 1 个 m 条肽链条肽链nn mn m至少 m 个至少 m 个 在计算多肽分子中含有的氨基和羧基数目时 需要把 R 基中的氨基和羧基的数目加上 蛋白质相对分子量的计算公式 n a n m 18 其中 n 为氨基酸总数 a 为氨基酸的平均相对分子质量 m 为肽链数 2 蛋白质的结构具有多样性 其原因包括三方面 1 氨基酸的数目不同 一般蛋白质都含有 20 种氨基酸 但每种氨基酸的数目是不 一样的 2 氨基酸的排列顺序千变万化 当 n 个 多数 氨基酸脱水缩合形成多肽时 n 个 氨基酸的排列方式就有 n 种 所以能形成 n 种多肽 3 肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构千差万别 蛋白质的空间结构是指蛋白 质分子中原子和基团在空间的排列分布和肽链的走向 分为一级 二级 三级 四级结构 如 二级结构有 螺旋 折叠等结构类型 深化升华深化升华 两个氨基酸脱水缩合形成二肽 三个氨基酸脱水缩合形成三肽 多个形成 多肽 开始形成的多肽链是直线形的 然后经过折叠盘绕形成有生物活性的蛋白质 三 蛋白质的功能三 蛋白质的功能 蛋白质结构的多样性决定了蛋白质具有多种功能 1 构成细胞和生物体结构的重要物质 如 动物的毛发 指甲等 2 运输作用 如 血红蛋白能运载氧 细胞膜上的载体能运载物质 脂蛋白能随血流 将脂质从肝运到身体其他部位 3 调节机体生命活动 如胰岛素 甲状腺激素 生长激素等激素能调节控制细胞的生 长 分化以及遗传信息的表达 4 催化作用 生物体内各种化学反应几乎都是在蛋白质类的酶的催化下进行的 5 免疫作用 如抗体能帮助人体抵御细菌和病毒等抗原的侵害 凝血蛋白能保护受伤 的血管 6 收缩和运动 肌肉中的一些蛋白质 如肌动蛋白和肌球蛋白 构成骨骼肌中的收缩 系统 通过它们的相互作用 直接参与肌肉的收缩舒张过程 7 信息传递 如激素与受体的识别 视紫质参与视觉形成过程等 问题问题 思路思路 探究探究 问题问题 1 蛋白质的基本组成单位 氨基酸的结构有什么特点 为什么细胞中蛋白质的种 类如此多样 思路点拨思路点拨 每种氨基酸分子至少有一个氨基 NH2 和一个羧基 COOH 并且都有 一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上 组成蛋白质分子的氨基酸的种类不同 数目 成千上万 排列次序变化多端 多肽链的盘曲 折叠方式及其形成的空间结构千差万别 因此 蛋白质分子的结构是多样的 问题问题 2 为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者 思路点拨思路点拨 蛋白质分子结构的多样性决定了蛋白质分子具有多种重要功能 1 有些蛋白 质是构成细胞和生物体结构的重要物质 如人和动物的肌肉主要是蛋白质 2 有些蛋白 质有催化作用 如参与各种生命活动的绝大多数酶 3 有些蛋白质有运输作用 如红细 胞中的血红蛋白是运输氧的蛋白质 4 有些蛋白质有调节作用 如胰岛素和生长激素 能够调节人体的新陈代谢和生长发育 5 有些蛋白质有免疫作用 如动物和人体内的抗 体能消除外来蛋白质对身体正常生理功能的干扰 起到免疫作用 总之 蛋白质是细胞中 重要的有机化合物 一切生命活动都离不开蛋白质 典题典题 热题热题 新题新题 例例 1 人体的肌肉主要是由蛋白质构成的 但骨骼肌 心肌 平滑肌的功能各不相同 这 是因为 A 肌细胞形状不同 B 在人体的分布位置不同 C 支配其运动的神经不同 D 构成肌细胞的蛋白质分子结构不同 思路解析 思路解析 生物体的结构和功能是相适应的 结构不同可以导致功能不同 骨骼肌 心肌 平滑肌的功能各不相同 原因是构成三种肌肉的蛋白质分子的结构不同所致 答案 答案 D 方法点拨方法点拨 学习生物学要建立 结构与功能相适应 局部与整体相统一 生物与环境相统一 和 生命与非生命的组成物质具有统一性 等观点 在运用这些观点和方法分析和解决实际 问题时 能够看清问题的实质 提高学习能力 学习本节知识 要注意用 结构与功能相适 应 的观点来分析蛋白质结构与其功能之间的关系 例例 2 已知 20 种氨基酸的平均相对分子质量为 a 现有某蛋白质分子由 n 条肽链组成 相 对分子质量为 b 求此蛋白质分子中的肽键数 A b 18n a 18 B b an a 18 C b 18n a 18 1 D b n a 思路解析 思路解析 本题考查对氨基酸分子脱水缩合知识的理解 解题思路是 设肽键的数目为 x 则氨基酸的数目为 x n 缩合时脱去的水分子数为 x 可列式 a x n 18x b 求 x 答案 答案 B 例例 3 谷胱甘肽 分子式 C10H17O6N3S 是存在于动植物和微生物细胞中的重要三肽 它 是由谷氨酸 C5H9O4N 甘氨酸 C2H5O2N 和半胱氨酸缩合而成 则半胱氨酸可能的 分子式为 A C3H3NS B C3H5ONS C C3H7O2NS D C3H3O2NS 思路解析 思路解析 本题考查氨基酸及其相互缩合过程的有关知识 三肽是