生物导学人教必修一讲义：第2章+组成细胞的分子+2

高中生物必修一

1 第2节 生命活动的主要承担者——蛋白质

课前自主预习案

一、氨基酸及其种类

1．氨基酸的结构

(1)写出图中结构名称：

①氨基； ②④R基；

③羧基。

(2)比较图中两种氨基酸，写出氨基酸分子的结构通式：

H O HNCCOH H R

(3)氨基酸的结构特点：

①数量关系：至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)。

②位置关系：都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。

2．氨基酸的种类

(1)根据R基的不同，可将组成蛋白质的氨基酸分为20种。

(2)根据人体细胞能否合成：

①人体细胞能合成的是非必需氨基酸。

②人体细胞不能合成的是必需氨基酸。

[巧学助记] 氨基酸结构通式的形象记忆

中心碳原子——人的躯干；

氨基、羧基——人的左、右臂；

H——人的下肢；

R基——人的头。

如图

二、蛋白质的结构

1．蛋白质的结构层次[填图] 高中生物必修一

2

2．脱水缩合的过程

(1)过程①名称：脱水缩合。

(2)物质②名称：二肽。

(3)结构③名称：肽键，其结构简式为 O HCN

[巧学助记] 蛋白质形成的“四个一”

一组成 一种键 一过程 一场所

至少含一个—NH2

和一个—COOH 肽键 脱水缩合 核糖体

三、蛋白质结构多样性和功能多样性 高中生物必修一

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1.判断下列叙述的正误

(1)人体需要的氨基酸称为必需氨基酸( )

(2)各种氨基酸共有的结构是：2HNCCOOH H ( )

(3)二肽是由两个氨基酸分子脱水缩合形成的化合物，含有2个肽键( )

(4)氨基酸种类、数量及排列顺序都相同的蛋白质是同一种蛋白质( )

[答案](1)× (2)√ (3)× (4)×

2．试判断下列有机酸，哪些属于组成蛋白质的氨基酸？并说明判断理由。

(1)32 CHHNCCOOH H  判断： 是或不是理由： 。

(2)2 H COOHHNCCCOOH H H  判断： 是或不是理由： 。

(3)3 HCHCCOOH H  判断： 是或不是理由： 。

[答案]

(1)是 —NH2和—COOH连在同一个碳原子上

(2)不是 —NH2和—COOH没连在同一个碳原子上

(3)不是 没有—NH2 高中生物必修一

4

3．分析表中图示，说明蛋白质多样性形成的原因。(图示中：□、○代表氨基酸；“—”代表肽键)

类型 图示 原因

(1) A链：—□—□—□—□—□—□—

B链：—○—○—○—○—○—○— 氨基酸种类不同

(2) A链：—□—□—□—□—□—

B链：—□—□—□—□— 氨基酸数目不同

(3) A链：—□—○—○—□—○—

B链：—○—□—○—□—○— 氨基酸排列顺序不同

(4) A链

B链 多肽链的盘曲、折叠方式不同

4.连线蛋白质功能的多样性。

课堂互动探究案

[课程标准]

阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成，它的功能取决于由氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成

[素养达成]

1．说出氨基酸的结构特点及氨基酸形成蛋白质的过程。(科学思维)

2．概述蛋白质的结构和功能。(科学思维)

3．认同蛋白质是生命活动的主要承担者。(社会责任)

当我们购买食品时，包装上常附有成分说明，你会发现蛋白质是许多食品的重要成分，有时你还会看到蛋白质中含有某些氨基酸的介绍。氨基酸和蛋白质之间有什么关系呢？

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5 探究点一 组成蛋白质的氨基酸

[师问导学]

下图是几种氨基酸的结构图，请分析回答下列问题：

22 OHNCHCOH CH SH

半胱氨酸

2242 H OHNCHCCOH NH

赖氨酸

22 O H OHOCCHCCOH NH

天冬氨酸

1．半胱氨酸的组成元素有哪些？

[答案]C、H、O、N、S。

2．赖氨酸和天冬氨酸的R基分别是什么？

[答案]赖氨酸的R基：—(CH2)4—NH2；天冬氨酸的R基：—CH2—COOH。

3．结合上图分析：一个氨基酸中是否都只含有一个—NH2和一个—COOH?

[答案]不是。赖氨酸含有两个—NH2，天冬氨酸含有两个—COOH。

4．下图化合物是不是构成蛋白质的氨基酸？为什么？

22NHCHCHCOOH COOH

[答案] 不是。氨基和羧基不连在同一个碳原子上。

5．已知甘氨酸的R基为—H，其分子式可表示为C2H5NO2，而缬氨酸的R基为：—CHCH3CH3，那么缬氨酸的分子式是怎样的？

[答案]C5H11NO2

[智涂笔记]

1．“两看”法判断组成生物体内蛋白质的氨基酸

一看“数量”——至少有一个—NH2和一个—COOH。如下列分子不属于构成生物体蛋白质的氨基酸：

(1)H2N—CH2—CH2OH⇒缺少—COOH

(2)HOOC—CH2—CH2—COOH⇒缺少—NH2

二看“位置”——必须有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上。

如下不属于构成生物体蛋白质的氨基酸： 高中生物必修一

6 H2NCHNH2CH2CH2COOH⇒虽有氨基和羧基，但二者未连在同一个碳原子上。

2．有关“氨基酸”的两个误区

(1)氨基、羧基书写误区：不要将氨基错写为NH2或—NH3；不要将羧基误写为OCOH或COOH，其中的一个短线代表一个化学键，不能省略。

(2)氨基酸数目≠氨基酸种类：蛋白质分子含有多个氨基酸，构成生物体蛋白质的氨基酸约有20种。

[师说核心]

1．结构通式的分析

2．结构特点

分析 举例

氨基酸分子中－NH2、－COOH至少各有一个，因为R基中可能有－NH2、－COOH

至少一个－NH2和一个－COOH连在同一个碳原子上 反例：H2N－CH2－CH2－CH2－COOH

非构成生物体的氨基酸

生物体中氨基酸种类不同是由R基决定的 甘氨酸：R基为－H(最小)

丙氨酸：R基为－CH3

谷氨酸：R基为－CH2－CH2－COOH

[检测反馈]

1．下列物质中，属于构成人体蛋白质氨基酸的是( )

①H2N—CH2—COOH

②H2N—CH2—CH2OH

③22HNCHCHCOOH COOH

④222HNCHCH NH COOH 高中生物必修一

7 ⑤2224HNCHCHNH COOH

A．①③⑤ B．①②③ C．②③④ D．③④⑤

[解析]根据氨基酸分子的结构通式可知：②④不是构成蛋白质的氨基酸，因为构成蛋白质的氨基酸都至少有一个氨基和一个羧基且连在同一个碳原子上。

[答案]A

2．下列是四个构成蛋白质氨基酸的结构简式，相关叙述错误的是( )

甲：2 HHNCCOOH H

乙： 32 CHHNCCOOH H

丙：22 CHOHHNCCOOH H

丁：22 CHCOOHHNCCOOH H

A．构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N

B．上述四种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH、—CH2COOH

C．R基中可以有氨基或羧基

D．只要含有氨基和羧基的化合物就是构成蛋白质的氨基酸

[解析]根据氨基酸的结构通式可以看出，各种氨基酸都含有的元素是C、H、O、N四种。在甲、乙、丙、丁四个氨基酸中先找出连接在同一个碳原子上的—NH2和—COOH以及—H，则剩下的就是R基。氨基酸的R基中可能含有氨基或羧基。只根据是否含氨基和羧基不能判断某个氨基酸是否是构成蛋白质的氨基酸。

[答案]D

探究点二 蛋白质的形成过程

[师问导学]

下图是氨基酸形成蛋白质的过程图解，请分析回答下列问题： 高中生物必修一

8 1．若R基中含有氨基或羧基，在脱水缩合反应中，R基中的氨基或羧基是否参与了反应？生成的肽链中氨基或羧基位于何处？

[答案]R基中的氨基或羧基未参与反应，生成的肽链中的氨基或羧基位于肽链的一端或R基中。

2．多肽通常被称为肽链，肽链构成蛋白质的过程中主要变化是什么？

[答案]1条或者几条肽链盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。

3．分析氨基酸形成蛋白质过程中的有关计算规律：

(1)若4个氨基酸形成1条肽链，则该过程要脱去水分子多少个？形成多少个肽键？该多肽链的名称是什么？

(2)若m个氨基酸形成1条肽链，则该过程要脱去水分子多少个？形成多少个肽键？该多肽链至少有几个氨基和几个羧基？

(3)若m个氨基酸形成了n条肽链，上述问题的[答案]又分别是什么？