2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件围绕“蛋白质是生命活动的主要承担者”这一核心概念，系统梳理了氨基酸结构、脱水缩合形成多肽、蛋白质空间结构及其多样性与功能的关系，通过问题探讨、结构图示和计算训练层层递进，构建起从分子基础到生命现象的认知支架，帮助学生建立结构与功能相统一的生命观念。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，以“氨基酸种类差异”“肽键形成过程”“蛋白质变性实验”等真实情境为载体，引导学生进行归纳推理、模型建构与批判质疑，体现生命观念、科学思维和态度责任的深度融合。例如，通过对比不同氨基酸R基结构，理解蛋白质多样性的根本原因，再结合盐析与变性实验分析物质变化本质，既强化了知识迁移能力，又培养了严谨求实的科学态度。学生能清晰掌握蛋白质结构与功能的内在逻辑，教师可借此提升课堂深度与教学效率。

人教版生物学 必修一 第二章 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 更多精品素材：http://shop248912786.taobao.com/index.htm （下拉可隐藏） 1 阅读教材P28“蛋白质的功能举例”，归纳蛋白质的不同功能,并举例说明。 一、蛋白质的功能 一、蛋白质的功能 1 结构蛋白 构成细胞和生物体结构的重要物质 2 调节（信息传递） 有些蛋白质能够起信息传递的作用，调节机体的生命活动，如胰岛素、胰高血糖素。 胰腺 胰岛 一、蛋白质的功能 3 催化 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。 胃蛋白质酶结晶 一、蛋白质的功能 4 运输 有些蛋白质具有运输功能，如血红蛋白、载体蛋白。 一、蛋白质的功能 5 免疫 抗体是具有免疫功能的蛋白质，可帮助人体抵御细菌和病毒的侵害。 抗体结构示意图 一、蛋白质的功能 一、蛋白质的功能 肌肉纤维 黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素 胃蛋白酶结晶 血红蛋白 与抗原结合的某种抗体 结构蛋白 调节 免疫 运输 催化 细胞的各项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 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。 1．为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？ 2．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？ 组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。 变为小分子物质才能被吸收，初中学习过食物中的蛋白质要分解为氨基酸才能被吸收，因此说蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。 问题探讨 C H H2N H C O OH 甘氨酸 C H H2N CH C O OH CH3 CH3 缬氨酸 C H H2N C O OH CH3 C H H2N CH C O OH CH3 CH3 CH2 亮氨酸 丙氨酸 观察下列四种氨基酸的结构，比较它们的相同点与不同点,思考并回答问题： 1、下列四种氨基酸都有的元素是？ 2、下列四种氨基酸的结构有什么共同特点？ 一、氨基酸的结构 主要是C、H、O、N 共同结构: 氨基： 羧基： 氢原子:—H 中心碳原子: 3、不同氨基酸分子的区别（不同点）在哪里？ C H H2N H C O OH 甘氨酸 C H H2N CH C O OH CH3 CH3 缬氨酸 C H H2N C O OH CH3 C H H2N CH C O OH CH3 CH3 CH2 亮氨酸 丙氨酸 侧链基团（R基） 一、氨基酸的结构 (1)总有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-C00H)连在同一碳原子上； 这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R表示）； (2)至少含一个氨基(-NH2)和一个羧基(-C00H)； (3)R基的不同决定了氨基酸分子的不同。 1.元素组成： 一定有C、H、O、N，有些含S、Se等 2.结构简式： 侧链基团 R C H C H2N OH O 氨基 羧基 结构特点 C R H COOH H2N 一、氨基酸的结构 精品PPT 可修改 1、已知一种氨基酸的R基是—CH2—OH,在这种氨基酸分子中，含有C、H、O的原子分别是（ ）。 A.3、4、7 B.3、7、3 C.7、1、4 D.4、3、7 氨基酸分子式：C2H4O2N—R B 2、指出下列式子中的错误并改正。 氨基:NH2、羧基:COOH。 提示:正确的书写:—NH2、—COOH(千万不要忘记在原子团前面加“—”)。 3 、判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么？ C COOH CH3 HOOC H C NH2 CH3 H2N H C H HOOC H CH2 NH2 C NH2 HOOC H CH2 NH2 CH NH2 HOOC CH NH2 HOOC 1 2 3 4 5 × × × √ √ 我们人体中能够合成氨基酸吗？为什么要吃氨基酸片来补充氨基酸呢？ 3.氨基酸的种类： 组成人体蛋白质的氨基酸有21种 必需氨基酸: 人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取的氨基酸，共8种。 非必需氨基酸: 人体细胞能够合成的氨基酸，共13种。 （婴儿9种，组氨酸） 甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸 甲 携 来 一 本 亮 色 书 （1)必需氨基酸是指人必需的氨基酸（ ） （2)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸（ ） (3)衡量蛋白质食物营养价值的重要依据是必需氨基酸的种类和含量( ) × × √ 一、氨基酸的结构 我们知道人体中氨基酸有21种，蛋白质有1010-1012种。那么21种氨基酸是如何形成种类繁多的蛋白质的呢？ 氨基酸： 21种 蛋白质： 1010～1012 脱水缩合 蛋白质是生物大分子，由许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键相连而成。 二、氨基酸的结合方式 氨基酸脱水缩合过程视频（视频） H O NH2－C－C－ 　　　 R1 OH H －NH－C－COOH 　　　 R3 H H 羧基 氨基 H H －N－C－CO 　　　 R2 H2O 肽键 二肽 OH H2O 三肽 肽键 － 蛋白质是生命活动的主要承担者 1 氨基酸的结合方式——脱水缩合 一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子的水，这种结合方式叫脱水缩合。 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。 脱水缩合过程中脱出来的H2O分子中的H来自_____________；O来自于_______。 氨基和羧基 羧基 二、氨基酸的结合方式 下图为脑啡肽的结构简式，据图回答： （1）脑啡肽分子是由_______种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是________不同。 （2）脑啡肽中含有____个肽键，脑啡肽的名称是_____肽，形成过程称为___________，形成过程中共脱去___个水分子。形成的肽链上各有 个游离的氨基和羧基。 4 R基 4 五 脱水缩合 4 第一步：找肽键 第二步：找R基 第三步：看头尾 1 1、氨基酸形成蛋白质的过程 1氨基酸之间脱水缩合形成肽链 2 一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠 3 肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构 4 四条肽链聚集形成复杂空间结构 → → → 这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。例如，血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含四条多肽链。 一级结构 二级结构 三级结构 四级结构 三、蛋白质的结构及其多样性 2.肽链的连接方式： 二硫键 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。 二硫键可以形成在肽链内，也可以形成在肽链间 —SH —SH + —S—S— + 2H 二硫键 两条肽链 三、蛋白质的结构及其多样性 3.蛋白质结构多样性的原因： 氨基酸的数目不同 氨基酸的种类不同 活动1：观察以下四条多肽链，总结出它们不同的原因？ (2)原因二： (1)原因一： 三、蛋白质的结构及其多样性 3.蛋白质结构多样性的原因： 活动2：3位同学模拟3种不同的氨基酸合成一条肽链，能形成多少种不同的肽链？ 氨基酸的排列顺序不同 (3)原因三： 肽链盘曲、折叠形成的空间结构多样 (4)原因四： 三、蛋白质的结构及其多样性 3.蛋白质结构多样性的原因： 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 三、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质空间结构改变或破坏 蛋白质的功能减弱或丧失 导致 正常红细胞 运氧能力强 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 赖氨酸 原因 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 缬氨酸 谷氨酸 赖氨酸 镰状红细胞 运氧能力弱 氨基酸序列改变 影响蛋白质功能 结果 4.蛋白质结构与功能相适应 三、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。例如，鸡蛋、肉类经煮熟后蛋白质变性就不能恢复原来状态。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，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。又如，经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。 与社会的联系 5.蛋白质的盐析、水解和变性 盐析 蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出 可逆 变性 肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸 水解 氨基酸顺序 ，肽键 ， 空间结构 ，功能 。 不可逆 不变 不变 改变 改变 变性因素：化学因素（如强酸、强碱、重金属离子、酒精） 物理因素（如加热、剧烈振荡、超声波、射线等） 三、蛋白质的结构及其多样性 结构多样性 功能多样性 决定 氨基酸______ 氨基酸______ 氨基________ 肽链数目和盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同 功能蛋白 结构蛋白 (组成细胞和生物体) ________ (蛋白质类激素) ________ (大多数酶) ________ (载体蛋白， 血红蛋白) ________ (抗体，溶菌酶，淋巴因子) 种类 数目 排列顺序 调节 催化 运输 免疫 不同生物体：基因多样性 ________ (糖蛋白) 识别 直接原因： 根本原因： 同一生物体：基因的选择性表达 胰岛素、生长激素 三、蛋白质的结构及其多样性 1.氨基酸数和肽链数、肽键数、脱水数之间的关系 氨基酸 肽键 2 1 1 6 3 8 5 2 6 2 5 6 － = － = － = = = = 氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数 1.链状：氨基酸数-肽链数=肽键数=脱去的水分子数 四、蛋白质的相关计算 2.环肽：氨基酸数=肽键数=脱去的水分子数 2.氨基酸数和肽链数、肽键数、脱水数之间的关系 氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数 5 5 5 0 四、蛋白质的相关计算 1. 某蛋白质分子含2条肽链，在形成的时相对分子量减少900，则此蛋白质分子中含有的氨基酸数是（ 　） 　　A.49 B.50 C.51 D.52 D 2.蛋白质相对分子质量的计算： 蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量—脱去的水分子数×18 — 二硫键数×2 H2O C H H2N C R1 O OH COOH H C R2 N H H S S SH + HS + 2H 游离氨（羧）基数目= 肽链数+R基中氨（羧）基数 四、蛋白质的相关计算 34 2.组成生物体蛋白质的21种氨基酸的平均相对分子质量为128，则由100个氨基酸脱水缩合形成2条肽链的蛋白质，其相对分子质量为（　） A.12800 B.11036 C.2688 D.1764　 B 相关计算公式小结 氨基酸数（n） ； 氨基酸平均分子相对质量（a） 一条肽链 m条肽链 环肽 肽键 脱去水分子 减轻的质量 多肽相对分子质量 游离的氨基或羧基数 H2N—— ——COOH n-1 n-1 18（n–1） na-18(n–1) 至少1 n-m n-m 18（n–m） na-18(n–m) 至少m n n 18n na-18n 0 四、蛋白质的相关计算 36 1、下图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子,“ —S—S—”是将两条链连接起来的二硫键(由两个 —SH形成,即 —SH+—SH→ —S—S—+2H)。下列叙述正确的是( )。 A.该分子中含有197个肽键 B.该蛋白质中至少含有2个游离的 —NH2 C.参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有200个氨基 D.合成该蛋白质的过程中,其相对分子质量减少了3568 D 四、蛋白质的相关计算 ①碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数。②氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。④氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。 由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。 H NH2－C－COOH 　　　 R 肽链中的原子数的计算规律 在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。 38 组成 元素 C、H、O、N、（S、Fe） 氨基酸 种类： 通式： C H C H2N OH O R 特点： 脱水缩合 多肽 组成蛋白质的氨基酸种类不同 氨基酸的数目不同 氨基酸排列顺序不同 多肽的空间结构不同 折叠盘旋 蛋白质 结构多样性 功能多样性 构成生物体，如结构蛋白 运输作用，如血红蛋白 催化作用，如酶 调节作用，如胰岛素 免疫作用，如抗体 组成 基本单位： 形成 导致 21种 至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上 核糖体 课堂小结 Lavf58.33.100 Lavf58.33.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder r0.2.61(gap_fixed:False) $