第2章 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 课件1-2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞同步课件PPT（人教版2019）

第4节　蛋白质是生命活动的主要承担者 第2章 组成细胞的分子 生物 教学目标 ①科学思维：概述蛋白质的功能，认同蛋白质是生命活动的主要承担者。 ②科学思维：归纳总结氨基酸的结构通式和特点。 ④科学思维：学会氨基酸形成蛋白质过程中相关公式的推导。 ⑤生命观念：阐述蛋白质结构多样性的原因，认同生物体结构和功能相适应的观点。 ③科学思维：说出氨基酸形成蛋白质的过程。 教学重难点 重点： 1.氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。 2.蛋白质的结构和功能。 难点： 1.氨基酸形成蛋白质的过程。 2.蛋白质结构和功能多样性的原因。 导入新课 问题思考 下图为医院医生给病人做手术的缝合线，这种特殊的缝合线是从动物蛋白中提取的,手术一段时间后病人可以将其吸收,免除拆线的痛苦。请问为什么这种缝合线可以被人体吸收? 提示：作为手术缝合线的胶原蛋白之所以能被人体组织吸收，是因为胶原蛋白被分解为可以被人体吸收的小分子——氨基酸，氨基酸再被人体利用合成自身需要的蛋白质。 导入新课 问题思考 人体中还有哪些蛋白质分解成氨基酸的例子? 提示：食物中的蛋白质被消化酶被分解成氨基酸，氨基酸被人体吸收后用于合成自身的蛋白质。 一、蛋白质的功能 新课讲授 新课讲授 请阅读教材P28“图2-8蛋白质的功能举例”，总结并交流蛋白质具有的功能。 [探究一]蛋白质的功能 一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者 新课讲授 根据生物学中的结构与功能相适应的原理，蛋白质功能的多样性是由什么直接决定的? [探究一]蛋白质的功能 提示：蛋白质的功能多样性主要由其结构的多样性直接决定。蛋白质的结构可以分为四个层次，每一层次都对蛋白质最终的功能有着重要的影响：蛋白质的一级结构（氨基酸序列）是基础，它决定了蛋白质如何折叠成特定的二级、三级乃至四级结构，而这些高级结构又直接决定了蛋白质的功能。 新课讲授 蛋白质有多种多样的功能肯定与蛋白质的结构密不可分。那么组成蛋白质的基本单位是什么?又有什么特点呢? [探究一]蛋白质的功能 二、氨基酸的特点及其种类 新课讲授 新课讲授 [探究二]氨基酸的特点及其种类 请阅读教材P29内容、“思考·讨论”及氨基酸分子结构通式图，回答下列问题: (1)蛋白质的基本结构单位是什么?大约有多少种? (2)“思考·讨论”中，四种氨基酸在结构上具有什么共同点和不同点? (3)“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗? (4)讨论并总结出氨基酸的结构通式。 新课讲授 [探究二]氨基酸的特点及其种类 提示：这四种氨基酸的结构中，都含有一个“—NH2”，一个“—H”和一个“—COOH”，并且有一个“—NH2”和一个“—COOH”连接在同一个碳原子上。它们仅有一个侧链不同，可用R表示，如甘氨酸的R基是“—H”，丙氨酸的R基是“—CH3”。因为氨基酸分子中都具有一个氨基(—NH2)、一个羧基(—COOH)，羧基呈酸性，所以称其为氨基酸。 新课讲授 [探究二]氨基酸的特点及其种类 请画出氨基酸的结构通式。 新课讲授 [探究二]氨基酸的特点及其种类 判断某分子是不是构成蛋白质的氨基酸的依据是什么? 提示：至少含有一个氨基、一个羧基和一个氢原子，且一个氨基和一个羧基要连接在同一个碳原子上。 不同氨基酸的区别在哪儿? 提示：R基的不同。 新课讲授 [探究二]氨基酸的特点及其种类 根据氨基酸的结构通式，请分析蛋白质的元素组成。 提示：从氨基酸结构通式中可看出氨基酸由C、H、O、N四种元素组成，因此，蛋白质必然含有C、H、O、N四种元素。但事实上，有些氨基酸还含有其他元素，如半胱氨酸还含有S元素，因此说，蛋白质主要由C、H、O、N四种元素组成，但少部分蛋白质还含P、S等其他元素。 氨基酸的结构通式 新课讲授 [探究二]氨基酸的特点及其种类 阅读课本P30小字部分，回答组成人体的氨基酸有多少种?分为几类呢? 提示：据统计，构成蛋白质的氨基酸约有21种。在人体中，这21种氨基酸可分为两大类，其中有8种氨基酸是人体细胞不能合成的，这些氨基酸称为必需氨基酸，如赖氨酸、苯丙氨酸等。另外的氨基酸是人体细胞能够合成的，称为非必需氨基酸。有些食品中要添加某些氨基酸，这些氨基酸属于必需氨基酸。 三、氨基酸形成蛋白质的过程 新课讲授 新课讲授 请仔细阅读教材P30氨基酸脱水缩合的相关内容，观看视频并回答问题。 两个氨基酸之间的结合方式是什么?形成的产物是什么? [探究三]氨基酸形成蛋白质的过程 提示：两个氨基酸之间的结合方式是脱水缩合,形成的化合物是二肽和水 新课讲授 连接两个氨基酸之间的化学键叫什么?这个化学键是怎样形成的? [探究三]氨基酸形成蛋白质的过程 提示：连接两个氨基酸之间的化学键叫肽键，肽键是由一个氨基酸的羧基(—COOH)和另一个氨基酸的氨基(—NH2)间脱去一分子水形成的。 新课讲授 请同学们写出两个氨基酸脱水缩合的反应式。 [探究三]氨基酸形成蛋白质的过程 新课讲授 请思考形成二肽的过程中，脱去的水分子中的H和O分别来自氨基酸的哪个基团? 提示：脱去的水分子中的H来自氨基酸的氨基和羧基，O来自氨基酸的羧基。 [探究三]氨基酸形成蛋白质的过程 肽的名称取决于什么的个数? 提示：取决于氨基酸的个数。 什么是三肽，多肽和肽链？ 新课讲授 [探究三]氨基酸形成蛋白质的过程 提示：由三个氨基酸缩合成的化合物叫三肽;由多个氨基酸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。 肽链又是如何形成蛋白质的呢? 阅读教材P30~31“蛋白质的结构及其多样性”的相关内容，探讨氨基酸形成蛋白质的过程。 新课讲授 [探究三]氨基酸形成蛋白质的过程 提示：氨基酸形成蛋白质的过程称为蛋白质合成，这个过程是通过脱水缩合反应将氨基酸连接成肽链，最终形成蛋白质。 有哪些化学键参与氨基酸形成蛋白质的过程? 新课讲授 [探究三]氨基酸形成蛋白质的过程 提示：氢键、二硫键等。 多肽链和蛋白质有什么关系? 提示：一条或多条肽链盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。 新课讲授 [探究三]氨基酸形成蛋白质的过程 观察教材P31图2-12，请总结从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次。 提示：氨基酸→二肽→三肽→……→多肽→蛋白质。 四、氨基酸形成蛋白质过程中相关公式的推导 新课讲授 两个氨基酸脱水缩合形成二肽过程中相对分子质量减少了多少? 新课讲授 [探究四]氨基酸形成蛋白质过程中相关公式的推导 提示：形成的二肽的相对分子质量会比原来减少一个水分子的相对分子质量(18)。 氨基酸与氨基酸脱水缩合形成二肽后，氨基和羧基的数量发生了什么变化? 新课讲授 [探究四]氨基酸形成蛋白质过程中相关公式的推导 提示： 当两个氨基酸通过脱水缩合反应形成一个二肽时，其中一个氨基酸的羧基（-COOH）与另一个氨基酸的氨基（-NH2）之间会失去一分子水（H2O），形成一个肽键（-CO-NH-）。在这个过程中，每个参与反应的氨基酸都会失去一个官能团： 第一个氨基酸失去一个羧基（-COOH），留下一个羰基（-CO-）。 第二个氨基酸失去一个氨基（-NH2），留下一个亚氨基（-NH-）。 氨基酸脱水缩合形成肽链时，形成的肽键数、脱去的水分子数、形成蛋白质的相对分子质量分别是多少?例如，形成一条肽链时，两个氨基酸脱水缩合生成肽键数、脱去水分子数分别是多少? 新课讲授 [探究四]氨基酸形成蛋白质过程中相关公式的推导 提示：形成一条肽链时，两个氨基酸脱水缩合生成一分子水和一个肽键。 三个氨基酸脱水缩合呢? 提示：生成两分子水、两个肽键。 1、由n分子氨基酸形成一条肽链的情况: 新课讲授 [探究四]氨基酸形成蛋白质过程中相关公式的推导 氨基酸分子数(个) 生成的水分子数(个) 肽键数目(个) 2 1 1 3 2 2 4 3 3 5 4 4 6 5 5 n n—1 n—1 2、由n分子氨基酸形成两条肽链的情况: 新课讲授 [探究四]氨基酸形成蛋白质过程中相关公式的推导 氨基酸分子数(个) 形成的水分子数(个) 肽键数目(个) 4 2 2 6 4 4 8 6 6 10 8 8 12 10 10 n n-2 n-2 在脱水缩合过程中,产生的水分子数与形成的肽键数有什么关系? 新课讲授 [探究四]氨基酸形成蛋白质过程中相关公式的推导 形成的水分子数与肽键数相等。 肽键数=氨基酸数-肽链数。 肽键数、氨基酸数与肽链数,三者间又有什么关系? 几条肽链,至少含有的氨基或羧基数就是几个。 一条肽链上至少含有的氨基和羧基数是多少?两条肽链呢?n条呢?你能总结出什么规律? n个氨基酸发生脱水缩合形成m条肽链时，形成的肽键数、脱去的水分子数、形成蛋白质的相对分子质量分别是多少? 新课讲授 [探究四]氨基酸形成蛋白质过程中相关公式的推导 提示： 脱去的水分子数=肽键数=氨基酸数(n)-肽链数(m)，进而得出蛋白质分子量的计算公式 蛋白质的相对分子质量=氨基酸数(n)×氨基酸的平均相对分子质量-脱去的水分子数×水的相对分子质量(脱去的水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数)。 五、蛋白质的结构多样性 新课讲授 请阅读教材P31最后两段内容，尝试总结蛋白质分子结构具有多样性的原因。 新课讲授 [探究五]蛋白质的结构多样性 提示：氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。 如果以ABCD代表不同的氨基酸，则下列几种情况由氨基酸构成的肽链是否相同?并说明理由。 新课讲授 [探究五]蛋白质的结构多样性 新课讲授 [探究五]蛋白质的结构多样性 新课讲授 [探究五]蛋白质的结构多样性 组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，导致肽链不同。 氨基酸的种类，数目，排列顺序都一样，形成的蛋白质一定一样吗? 新课讲授 [探究五]蛋白质的结构多样性 提示：不一定，因为肽链盘曲折叠的方式可能不同，会导致蛋白质的空间结构不同。 1．氨基酸结构通式的分析 新课讲授 [核心归纳] 新课讲授 [核心归纳] 2．“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸 新课讲授 [核心归纳] 3．“两看”法分析多肽 新课讲授 [核心归纳] 4．理清蛋白质的变性和水解的区别 (1)变性： 是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间构象发生了不可逆的变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。 (2)水解： 在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。 【练习1】 当堂训练 下列选项中不能作为“蛋白质是生命活动的主要承担者”证据的是( ) A.胃蛋白酶起催化作用 B.血红蛋白能运输氧气 C.性激素能促进生殖器官的发育 D.肌肉的成分主要是蛋白质 C 【练习2】 当堂训练 在下列分子中，属于组成生物体蛋白质的氨基酸是( ) A.①②④ B.①④⑤ C.①③⑤ D.②③⑤ C 【练习3】 当堂训练 组成生物体蛋白质的氨基酸中，酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生取决于( ) A.酪氨酸的氨基比较多 B.两者R基组成不同 C.精氨酸的羧基比较多 D.两者的结构不同 B 【练习4】 当堂训练 已知苯丙氨酸的分子式是C9H11NO2，那么该氨基酸的R基(　　) A.—C7H7O B.—C7H7 C.—C7H7N D.—C7H5NO B 【练习5】 当堂训练 如图为人的两种功能不同的多肽类激素——催产素和抗利尿激素的结构示意图，数字表示氨基酸的序号，文字表示氨基酸的缩写，如半胱氨酸缩写为“半胱”。两种激素功能不同的原因是( ) A.连接氨基酸间的化学键不同 B.氨基酸种类不同 C.氨基酸结合方式不同 D.氨基酸数目不同 B 【练习6】 当堂训练 我国科学家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，如图是该物质的结构简式。脑啡肽的合成采用的是蛋白质工程技术，这是生物发展在分子水平上的又一突破。请根据此化合物的结构分析回答下列问题： (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，这样的反应叫作____________，该化合物叫______肽。在形成时，相对分子质量减少了________。 1 1 5 4 脱水缩合　 五 72 (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_____________。 (4)其基本单位的结构通式为： 4 R基的不同 课堂小结 谢谢大家 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$