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

本高中生物学课件聚焦“蛋白质是生命活动的主要承担者”，涵盖蛋白质功能、氨基酸结构、蛋白质结构多样性及相关计算等核心内容。课堂以非洲儿童蛋白质缺乏导致腹水的案例导入，从功能切入，通过任务驱动探究氨基酸结构特点，再到脱水缩合形成肽链、各级结构及多样性原因，最终联系变性、盐析及疾病案例，构建完整知识脉络。 课件亮点在于融合生命观念（如镰刀型细胞贫血症体现结构决定功能）、科学思维（氨基酸结构“思考·讨论”、肽键计算规律推导）与探究实践（观察讨论氨基酸结构通式）。以问题导向设计互动环节，结合朊病毒空间结构差异等实例，助力学生深化理解并培养探究能力，教师可借助案例与练习提升教学实效。

蛋白质是生命活动的主要承担者 1 观察图片，你发现这些儿童有什么特点？ 1 蛋白质的功能 Function of protein 1 蛋白质的功能 Function of protein 蛋白质缺乏而导致的腹水 在我们身体中有一个非常重要的蛋白质（白蛋白），它可以维持血浆胶体渗透压【帮助血液吸住水分】 非洲儿童由于蛋白质长期摄入不足，导致白蛋白的含量低,使得水分从血液流出跑到了腹膜腔 参与组成 细胞结构 催化作用 运输功能 信息传递 （调节作用） 免疫功能 请阅读教材P28 图2-8，图中的例子说明蛋白质具有哪些功能？ 蛋白质是生命活动的主要承担者。 1 蛋白质的功能 Function of protein 问题探讨 如：肌肉、头发、羽毛蛛丝 如：蛋白质类激素（胰岛素、胰高血糖素、生长激素等） 如：绝大多数酶 如：血红蛋白 如：抗体 （抗体与抗原特异性结合） 肌原纤维由肌动蛋白、肌球蛋白组成 4 生活中有哪些富含蛋白质的食物，这些食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢? 1 蛋白质的功能 Function of protein 5 任务1：找一找下列氨基酸相同的部分和不同的部分 2 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 The basic unit of a protein------Amino acids -NH2 氨基 -COOH 羧基 R 基 观察、讨论：氨基酸的结构有什么特点？ 氨基酸的结构通式（两种写法都可以） (3)各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。 (1)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在同一个碳原子上。 (2)这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示。 2 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 The basic unit of a protein------Amino acids H2N— C— COOH H | | R N— C— C—OH H | O || | R H H 结构式 结构简式 分子式 C2H4O2NR 7 要点：看分子结构中是否有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上 2 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 The basic unit of a protein------Amino acids 半胱 氨酸 巯基 8 易错警示 最简单的、相对分子质量最小的氨基酸是甘氨酸。 R基中含有S元素的氨基酸有甲硫氨酸和半胱氨酸 甲硫氨酸 半胱氨酸 易错警示 R基中含有羧基的氨基酸有天冬氨酸，谷氨酸。 R基中含有氨基的氨基酸有赖氨酸、精氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺 天冬氨酸 谷氨酸 赖氨酸 精氨酸 天冬酰胺 谷氨酰胺 非必需氨基酸：13种（人体细胞能合成） 必需氨基酸：8种（人体细胞不能合成，必须从外界获取） 在人体中组成蛋白质的氨基酸有21种 2 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 The basic unit of a protein------Amino acids 小口诀：甲携来一本亮色书 甲硫（蛋）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; 氨基酸：21种 蛋白质： 1010～1012种 ？ 蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。 3 蛋白质的结构及其多样性 The structure and diversity of proteins 12 1、氨基酸分子的结合方式 脱水缩合 C H H2N C R1 O OH COOH H C R2 N H H H2O 3 蛋白质的结构及其多样性 The structure and diversity of proteins 羧脱羟基氨脱氢 13 肽键 C H H2N C R1 O COOH H C R2 N H 二肽 1、氨基酸分子的结合方式 3 蛋白质的结构及其多样性 The structure and diversity of proteins 14 含肽键结构的写法 C O N H C O N H CO NH CO NH C H H2N C R1 O COOH H C R2 N H 3 蛋白质的结构及其多样性 The structure and diversity of proteins 15 3 蛋白质的结构及其多样性 The structure and diversity of proteins 3 蛋白质的结构及其多样性 The structure and diversity of proteins 以此类推，由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫做多肽（通常由3个或3个以上氨基酸脱水缩合而成）。多肽通常呈链状结构，叫做肽链。 氨基酸脱水缩合形成肽链 一级结构 （肽键） 氨基酸脱水缩合形成肽链后，就能发挥功能了吗？ 肽链需通过盘曲折叠，形成具一定空间结构的蛋白质分子。 氨基酸脱水缩合形成肽链 肽链有规律地盘曲折叠 一级结构 （肽键） 二级结构 （氢键） 氨基酸脱水缩合形成肽链后，就能发挥功能了吗？ 常见的二级结构形式：α螺旋、β折叠 氨基酸脱水缩合形成肽链 肽链有规律地盘曲折叠 肽链进一步盘绕形成一定的空间结构 一级结构 （肽键） 二级结构 （氢键） 三级结构 （次级键、二硫键） 氨基酸脱水缩合形成肽链后，就能发挥功能了吗？ —SH —SH —S—S— + 2H 巯基 二硫键 由一条肽链构成的蛋白质具有 一级、二级、三级结构 （肌红蛋白等） 由多条肽链构成的蛋白质具有 一级、二级、三级、四级结构 （血红蛋白等） 3 蛋白质的结构及其多样性 The structure and diversity of proteins 氨基酸脱水缩合形成肽链 肽链有规律地盘曲折叠 肽链进一步盘绕形成一定的空间结构 四条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构 一级结构 （肽键） 二级结构 （氢键） 四级结构 （非共价键） 氨基酸脱水缩合形成肽链后，就能发挥功能了吗？ 三级结构 （次级键、二硫键） 纤维状蛋白质 球状蛋白质 3 蛋白质的结构及其多样性 The structure and diversity of proteins 氨基酸层面 氨基酸的种类不同 氨基酸的数目不同 氨基酸的排列顺序不同 ◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎ ◎-◎-◎-◎ ◇-◇-◇-◇-◇-◇ ★-★-★-★-★-★ ☆-○-◎-▲-● ●-▲-◎-○-☆ 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 蛋白质结构多样 蛋白质功能多样 结构与功能相适应 思考：两条肽链中氨基酸的排列顺序分别为： 这两种多肽链是否相同？ ☆-○-◎-▲-● ●-▲-◎-○-☆ N端 C端 N端 肽链是有方向性的，所以 这两条多肽链是不同的。 ☆-○-◎-▲-● ●-▲-◎-○-☆ C端 镰刀型细胞贫血症的发生 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。 （P31） 小试牛刀 朊病毒蛋白 PrPc PrPsc 空间结构 以螺旋为主 以折叠为主 溶解度 高 低 致病性 不致病 致病 肽链中氨基酸排列顺序 相同 “羊瘙痒症”和“疯牛病”的致病因子是朊病毒蛋白（PrP）。朊病毒蛋白有两种：一种是PrPc，一种是PrPsc，它们的比较如下表。由此推测两种蛋白质表现出不同性质的原因是： A. 溶解度不同 B.氨基酸的种类不同 C.空间结构不同 D.氨基酸的数量不同 √ 蛋白质变性 在某些物理和化学因素（高温、强酸、强碱、重金属盐）作用下，蛋白质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。 *注意：蛋白质的变性是化学反应，无法复原。破坏了空间结构，肽键仍存在，因此还能用双缩脲试剂检测 资料卡片 （1）加热食物 高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展松散，易于消化 （2）高温消毒灭菌 利用加热使细菌蛋白质凝固从而杀死细菌 （3）酒精消毒 酒精渗透到细菌体内，使细菌蛋白质变性 （4）鲜奶解毒 不慎误食了重金属离子，应立即喝大量牛奶缓解毒性，以减少人体蛋白中毒的程度 铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等 蛋白质盐析 向蛋白质水溶液中加入大量中性盐，使得蛋白质溶解度降低沉淀出来的现象。常见的中性盐有氯化钠 NaCl ，硫酸钠 Na2SO4， 硫酸铵（NH4)2SO4 *注意：蛋白质的变性是物理反应，可以复原。 资料卡片 资料卡片 当堂练习 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。 （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？ （1）5，4，4。 （3）不能，因为氨基酸的排列顺序决定了脑啡肽的功能，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 1.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。 公式1：肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数-肽链数 （若氨基酸脱水缩合形成环肽，则肽链数按照0代入公式计算） 公式2：游离的氨基（羧基）数目=肽链数+R基中的氨基（羧基）数 公式3：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 公式4：C原子数= 氨基酸数×2 + R基上C原子数 公式5：N原子数=氨基酸数×1+R基上N原子数 公式5：H原子数=各氨基酸H原子总数－脱去水分子数×2 公式6：O原子数=氨基酸数+肽链数+R基上O原子数 点 拨 蛋白质的相关计算 蛋白质的相关计算 “规律法”计算肽键数和脱去水分子数计算 一、 代表一个氨基酸 代表一个肽键 肽链数 氨基酸数 肽键数 脱水数 肽链数为1时：肽键数 = 脱去水分子个数= 氨基酸数-1 3 1 2 2 1 4 3 3 1 5 4 4 氨基酸数-1 氨基酸数-1 总氨基酸数-2 氨基酸数-1 总氨基酸数-3 ...... 总氨基酸数-n 公式1：肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数-肽链数 31 蛋白质的相关计算 一、 “规律法”计算肽键数和脱去水分子数计算 15个氨基酸组成的环状多肽 如m个氨基酸构成1个环状多肽，有____个肽键；m个氨基酸构成n个环状多肽，有____个肽键。 公式2：肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数 32 蛋白质的相关计算 “规律法”计算氨基数和羧基数 二、 —C NH2 H R1 —C— O N— H C H R2 C— COOH H R3 一条肽链至少含有____个氨基和_____个羧基。 一 一 n条肽链至少含有____个氨基和_____个羧基。 n n 蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=肽链数 —C— O N— H 公式3：游离的氨基（羧基）数目=肽链数+R基中的氨基（羧基）数 33 蛋白质的相关计算 “质量守恒法”计算蛋白质的相对分子质量 三、 H2O C H H2N C R1 O OH COOH H C R2 N H H 1.无二硫键 公式4：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 34 蛋白质的相关计算 “质量守恒法”计算蛋白质的相对分子质量 三、 2.有二硫键 公式5：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 S S SH + HS + 2H 35 蛋白质的相关计算 四、 “原子守恒法”计算蛋白质中的原子数 在脱水缩合形成多肽时，C、N原子数不变，H、O原子数改变 （1）C原子数= 氨基酸数×2 + R基上C原子数 （2）N原子数=各氨基酸N原子总数=氨基酸数×1+R基上N原子数 （3）H原子数=各氨基酸H原子总数－脱去水分子数×2 （4）O原子数=各氨基酸O原子总数－脱去水分子数=肽键数＋2×肽链数＋R基上O原子数=氨基酸数+肽链数+R基上O原子数 C2H4O2N-R 36 蛋白质是生命活动的主要承担者 蛋白质 氨基酸 肽链 构成结构 催化作用 调节作用 运输作用 免疫功能 功能 结构通式 分类 必需氨基酸 （甲携来一本两色书） 非必需氨基酸 功能多样性 结构多样性 氨基酸的数目、种类 排列顺序不同 肽链盘曲折叠方式不同 盘曲折叠 脱水缩合 $