2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者-【精准备课】2024-2025学年高一生物同步教学精优课件（人教版2019必修1）

第2章 组成细胞的分子 1 问题探讨 从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术后过一段时间，这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。 讨论：为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？ 组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。 教材P28 2 2. 组成细胞的化合物 图2-1 组成细胞的主要化合物及相对含量 教材P17 细胞内含量最多的有机化合物？ 3 第4节 蛋白质是生命活动的 主要承担者 主讲教师：zeg 4 聚焦 1 怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者？ 2 氨基酸的结构有什么特点？ 3 为什么细胞中蛋白质的种类如此多样？ 1 蛋白质的功能 6 1.1 蛋白质的功能 举例说明蛋白质承担的功能？ 教材P28 7 1.1 蛋白质的功能 结构蛋白 许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。 如：肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。 8 细胞内的化学反应离不开酶的催化。 绝大多数酶都是蛋白质。 催化作用 1.1 蛋白质的功能 有些蛋白质具有运输功能。 如：血红蛋白可以运输氧气。 运输作用 1.1 蛋白质的功能 血红蛋白 胰腺 胰岛 有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素。 分泌 糖尿病患者注射胰岛素 1.1 蛋白质的功能 调节作用 有些蛋白质有免疫功能。 人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。 抗原 抗体 1.1 蛋白质的功能 免疫作用 具有免疫功能，如抗体；等等。 构成细胞和生物体的重要物质，称为结构蛋白。 对细胞内的化学反应有催化作用。 具有运输功能，如血红蛋白。 起信息传递作用，能够调节机体的生命活动。 口诀：狗催运面条 1.1 蛋白质的功能 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。细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才能表现出该基因的性状，从而对生物体起作用。可以说，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。 1.2 蛋白质是生命活动的主要承担者 教材P28 小结：蛋白质是生命活动的主要承担者 15 问题探讨 从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术后过一段时间，这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。 讨论：这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收？这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？ 被分解为氨基酸，小分子物质，才能被人体吸收。 初中学习过食物中的蛋白质要水解为氨基酸才能被吸收。 教材P28 16 2 蛋白质的基本组成单位 ——氨基酸 17 思考·讨论 观察下列几种氨基酸的结构。 教材P28 思考讨论以下问题，展示学习成果： 这些氨基酸的结构具有什么共同特点？不同点？ 归纳氨基端结构特点。写出氨基酸结构通式。 “氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？ 氨基酸分子都组成蛋白质吗，组成蛋白质的氨基酸特点？人体内组成蛋白质的氨基酸有多少种？ 思考·讨论 教材P28 19 C C C C 思考·讨论 氨基 羧基 教材P28 这些氨基酸的结构具有什么共同特点？不同点？ 或： —NH2 或： H2N— H 化学结构式: —N—H 氨基 羧基 思考·讨论 或： —COOH O 化学结构式： —C—OH 或：HO— C — O 思考·讨论 这些氨基酸的结构具有什么共同特点？不同点？ 每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(-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。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（-R）。 教材P28 至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)。 2.1 氨基酸结构特点 并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（-R）。 各种氨基酸的区别就在于R基的不同。 COOH NH2 R H C 教材P28 2.1 氨基酸结构特点 图2-1 氨基酸分子结构通式 C H H H H 教材P28 “氨基酸”代表了氨基酸分子结构中的主要组成部分——氨基和羧基。 羧基中的氢氧键（O-H）易断裂，生成H+ ，呈酸性，所以称为氨基酸。 思考·讨论 “氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？ 酸 氨基 笔记P28 自然界中的氨基酸种类很多，氨基酸是指含有氨基(-NH2)和羧基(-COOH)的一类有机物。 只有氨基和羧基连接在同一个碳原子上，才是组成蛋白质的氨基酸。 人体内组成蛋白质的氨基酸有21种，但是不一定每种蛋白质都含有21种氨基酸。 思考·讨论 氨基酸分子都组成蛋白质吗？人体内组成蛋白质的氨基酸有多少种？ 教材P28 2. 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 思考以下问题，展示学习成果： 氨基酸由哪几种元素组成呢？ 组成人体蛋白质的氨基酸分为哪几类？分类依据？必须氨基酸有哪些？ 教材P28 27 氨基酸结构通式中含有C、H、O、N四种元素，若某氨基酸中含有其他元素，则一定在R基中。 2.2 氨基酸元素组成 氨基酸分子一般由C、H、O、N元素组成，有的还含有S（半胱氨酸）等。 图2-1 氨基酸分子结构通式 笔记P28 与社会的联系 在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。 必需氨基酸： 非必需氨基酸： 人体细胞不能合成，必须从外界环境中获取的氨基酸，共8种。 人体细胞能够合成的，共13种。 蛋(甲硫)氨酸、赖氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸 教材P29 21种氨基酸 1010—1012种蛋白质 人体内有数万种不同的蛋白质，承担着各项生命活命，甚至生物界蛋白质种类多达1010—1012 种。但是构成蛋白质的氨基酸种类有限。 教材P29 3 蛋白质的结构及多样性 31 思考讨论以下问题，展示学习成果： 小分子物质氨基酸以怎样的方式进行连接的？ 蛋白质分子的形成过程/多肽链→蛋白质？ 3. 蛋白质的结构及多样性 32 C H COOH R2 H N 二肽 C H R1 H2N OH C O H 肽键 H2O 特别提醒：寻找肽键的方法 肽键 3.1 氨基酸结合方式 脱水缩合 教材P30 C H COOH R3 H N OH H C C H R1 H2N C O C H R2 H N O H2O H2O 3.1 氨基酸结合方式 肽键 肽键 三肽 以此类推，多个氨基酸分子脱水缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。多肽通常呈链状结构，叫作肽链。 教材P30 有的是环状，首尾两端的氨基、羧基也脱水缩合连接起来，成为环状多肽。 3.1 氨基酸结合方式 由于肽链上不同氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。 3.2 蛋白质的形成 肽链盘曲折叠形成蛋白质 图3-1 肽链通过氢键盘曲折叠 氨基酸脱水缩合形成的多肽链，就是蛋白质吗？多肽链→蛋白质？ 教材P30 许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起。 3.2 蛋白质的形成 二硫键 图3-2 某胰岛素通过二硫键连接 教材P30 构成蛋白质的这些多肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。 例如，血红蛋白是含四条多肽链的蛋白质分子，含有574个氨基酸分子。 3.2 蛋白质的形成 图3-3 血红蛋白分子空间结构图 教材P30 氨基酸之间脱水缩合形成肽链 1 肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构 3 四条肽链聚集形成复杂空间结构 4 一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠 2 思考·讨论 图3-4 氨基酸形成血红蛋白示意图 教材P31 观察分析上图，思考讨论以下问题，展示学习成果： 从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 进入人体消化道的蛋白质食物，需用经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸需要经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？人体和食物食物中蛋白质一样吗？ 如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？试着说出蛋白质种类多种多样的原因。（提示：一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸） 思考·讨论 40 思考·讨论 从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 氨基酸 脱水缩合 二肽 三肽 …… 多肽链 蛋白质的形成有哪些层次？ 一定空间结构的蛋白质分子 盘曲折叠 C、H O、N 等 元素 更复杂空间结构的蛋白质 多条肽链 笔记P31 思考·讨论 进入人体消化道的蛋白质食物，需用经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸需要经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？人体和食物食物中蛋白质一样吗？ 蛋白质 胃蛋白酶 胰蛋白酶 多肽 肠肽酶 氨基酸 氨基酸进入人体细胞后，要脱水缩合形成二肽、三肽、多肽，由多肽链盘曲折叠构成人体的蛋白质。 不一样，人体蛋白质具有完成人体生命活动的结构和功能。 笔记P31 思考·讨论 如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，由10个氨基酸组成的十肽，能形成多少种？ 2110种十肽 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 若由100个氨基酸组成的多肽长链，能形成多少种？1000个氨基酸能形成多少种多肽链呢？试着说出蛋白质种类多种多样的原因。 21100种多肽链 211000种多肽链 笔记P31 21 20 19 18 17 16 12 15 14 13 3.3 蛋白质结构多样性 组成蛋白质的氨基酸数目不同 思考： 如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，由10个氨基酸组成的十肽，每种氨基酸只有一个，能形成多少种十肽？ 21×20×19×18…×12＝ 下图所示是同一种二肽吗？ 多肽链是有顺序的—从氨基端到羧基，对于生物大分子而言，其顺序是很重要的。 3.3 蛋白质结构多样性 氨基酸的排列顺序不同 教材P31 不是同一种二肽 B B B B B B B B B B 3.3 蛋白质结构多样性 组成蛋白质氨基酸种类 思考： 如果只有A、B 2种氨基酸，氨基酸A数量9个，B氨基酸数量1个，形成10个氨基酸的十肽，能形成多少种十肽？ 10种 思考：如果只有1种氨基酸，能形成多少种十肽？ 1种 笔记P31 3.3 蛋白质结构多样性 氨基酸的种类不同 氨基酸的数量不同 氨基酸的排列顺序千变万化 肽链层面 多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别 氨基酸层面 教材P31 归纳蛋白质种类多样的原因？ 不是同一种二肽 3.5 蛋白质功能多样性 每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。 正常血 红蛋白 异常血 红蛋白 镰状细胞贫血患者的血红蛋白运输氧的能力会大为削弱 教材P31-32 不是同一种二肽 3.5 蛋白质功能多样性 人类许多疾病与人体细胞内肽链的折叠错误有关，如囊性纤维病、阿尔茨海默症、帕金森病等 教材P31 不是同一种二肽 与社会的联系 高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散 易被蛋白酶水解 教材P32 与社会的联系 蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间结构遭到破坏，导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象，称为蛋白质变性。 变性的蛋白质不可以与双缩脲试剂发生紫色反应 高温、强酸、强碱、重金属盐、酒精等。 ✖ 注意： 变性不可逆； 只是空间结构改变，肽键一般不断裂。 教材P32 注意：盐析过程蛋白质的结构没有发生变化，变化是可逆的。 实例：在鸡蛋清中加一些食盐，会看到白色絮状物，兑水稀释后絮状物消失。 加入清水稀释 与社会的联系 蛋白质结构变化吗？ 蛋白质在某些盐（如氯化钠、硫酸钠等）的溶液中溶解度降低而析出的现象，称为蛋白质盐析。降低盐溶液浓度后，蛋白质又会重新溶解。 4 课堂小结 53 蛋白质 蛋白质的功能 蛋白质的结构 相适应 氨基酸 多肽链中氨基酸排序 多肽链有律的折叠 盘曲 多肽链进一步地盘绕 不同多肽链之间相连 缩合 主链 空间结构 变性 失去 结构 调节 催化 运输 破坏 免疫 如 基本单位 结构通式 生命活动 属于 这里的总结把氨基酸和蛋白质的结构并列。这样做的原因是蛋白质的结构包括：一级结构、二级结构、三级结构和四级结构，一级结构就是指多肽链中氨基酸的排序，因此理论上氨基酸并不属于蛋白质的结构层次，所以这里并没有像教辅那样把氨基酸放在蛋白质的结构中处理。 54 5 练习与应用 55 1.判断下列有关蛋白质的表述是否正确。 （1）蛋白质彻底水解的产物是氨基酸。（ ） （2）氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质。 （ ） （3）只有细胞内才有蛋白质分布。（ ） （4）蛋白质的空间结构与其功能密切相关。（ ） 5.1 概念检测 ✔ ✖ ✖ ✔ 56 2.质量相等的下列食物中，蛋白质含量最多的是 （ ） A.烧牛肉 B.烤甘薯 C.馒头 D.米饭 3.下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是（ ） 5.1 概念检测 A A 57 4.下列物质中，不属于蛋白质的是（ ） A.胰岛素 B.胆固醇 C.胃蛋白酶 D.抗体 5.1 概念检测 B 58 5.2 拓展应用 1. 民间有一种“吃什么补什么”的说法，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨。请你运用本节所学的知识对这种说法作出评价。 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。 59 5.2 拓展应用 2.某种脑啡肽具有镇痛作用，它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。 回答下列问题： （1）构成脑啡肽的氨基酸数目是_____；有_____种氨基酸参与了脱 水缩合反应；生成的水分子数目是______。 （2）请在图中标出其中的一个肽键。 5 4 4 60 5.2 拓展应用 2.某种脑啡肽具有镇痛作用，它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。 回答下列问题： （3）如果上图中的氨基酸顺序发生了改变，还会具有脑啡肽的功能吗？为什么？ 不能，因为氨基酸的排列顺序决定了脑啡肽的结构，结构与功能相适应，如果氨基酸排列顺序变了，新的物质就不具有脑啡肽的镇痛功能。 61 5.2 拓展应用 3.在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量。这是为什么？ 必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获得，因此在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。 62 谢谢聆听! 同学们辛苦啦！ 63 $$