2.4.1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“组成细胞的分子”中的蛋白质展开，从水和无机盐等化合物引入，通过胶原蛋白缝合线的生活实例激发兴趣，自然过渡到蛋白质的功能、结构与多样性，层层递进构建知识体系，形成清晰的学习支架。 其亮点在于融合生命观念、科学思维与探究实践，如以镰刀型贫血症案例引导学生理解结构与功能观，通过氨基酸结构分析训练归纳推理能力，借助脱水缩合模型深化对肽键形成的认知。教学设计注重真实情境问题驱动，强化学生对蛋白质变性机制的理解，既提升学科核心素养，又助力教师高效落实课堂目标。

知识回顾：细胞中的化合物 水：占85%~90% 无机盐：占1%~1.5% 脂类：占1%~2% 蛋白质：占7%~10% 核酸和糖共占1%~1.5% 无机化合物 有机化合物 _____是细胞中含量最多的化合物； _________是细胞中含量最多的有机化合物。 水 蛋白质 第二章 组成细胞的分子 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 第一课时 学习目标 1.理解蛋白质是生命活动的主要承担者； 2.了解氨基酸的结构特点； 3.理解细胞中蛋白质的种类多样的原因。 【新课导入】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。 组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质 思考：为何这种缝合线可以被人体组织吸收？ 蛋白质是细胞中含量最多的有机物，我们每天需要摄入650g左右富含蛋白质的食物。那么哪些食物中富含蛋白质呢？ 考点一 细胞的多样性和统一性 富含蛋白质的食物：大豆制品、奶制品、肉蛋制品 一、蛋白质的功能 【活动①】 阅读教材P28，举例说出蛋白质承担的功能。 结构 调节 免疫 运输 催化 “催狗运面条” 蛋白质是生命活动的主要承担者 考点一 细胞的多样性和统一性 牛刀小试，完成以下任务（连线）： 一、蛋白质的功能 随堂检测 肌肉、头发、羽毛、蛛丝、蚕丝等的成分主要是蛋白质，说明蛋白质有什么功能? 是构成细胞和生物体结构的重要物质。 催化、调节、运输、免疫等。 思考回答下列问题： 胃蛋白酶具有催化蛋白质水解的功能，胰岛素具有降低血糖的功能，血红蛋白具有运输氧气和少量二氧化碳的功能，抗体具有抵御病原体的功能。这分别说明蛋白质具有哪些功能? 蛋白质在体内氧化分解可产生能量。一般成人每日约有 的能量来自蛋白质，但糖与脂肪可以代替蛋白质提供能量。蛋白质能作为主要的能源物质吗?为什么? 不能。蛋白质是细胞内重要的结构物质和功能物质，大多不能分解。 怎么理解蛋白质是生命活动的主要承担者? 细胞的各项生命活动离不开蛋白质。 问题探讨 蛋白质能够承担如此多的功能，这与蛋白质的多样性有关；人体内有数万种不同的蛋白质；生物界的蛋白质种类多达1010-1012种。 民间有一种说法叫“吃什么补什么”，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨，从食物中摄取的蛋白质能被人体直接吸收吗？ 蛋白质是生物大分子，必需经过胃肠的消化分解成氨基酸才能被人体吸收和利用 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 氨基 羧基 侧链基团 二、蛋白质的基本组成单位-氨基酸 （二）、氨基酸的结构 问题2：不同氨基酸的区别又在哪里？ 问题3：由氨基酸的结构推测蛋白质的元素组成？ 问题1：这些氨基酸的结构具有什么共同特点？ 【任务】 观察下列几种氨基酸，回答以下问题： 二、蛋白质的基本组成单位---氨基酸 思考 这些氨基酸的结构具有什么共同特点？ 氨基 结构式：—N—H H 或:—NH2 或:H2N— 或:—COOH 羧基 结构式：—C—OH O 氢 结构式：—H ★不一样的基团，统称为侧链基团（简称R基），可用R来表示。 总结氨基酸的结构通式及特点 R 氨基 羧基 侧链基团：决定氨基酸的种类和理化性质 O C OH C H H H N 中心碳原子 氢基 简写： 至少含一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH) 总有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)连在同一碳原子上 ①结构通式 ②结构特点 R基中也可能含有氨基(—NH2) 或羧基(—COOH) C R H COOH H2N 考点一 细胞的多样性和统一性 二、蛋白质的基本组成单位---氨基酸 ③分类： 人体内有21种氨基酸，根据 分为两类。 人体细胞是否能够合成 氨基酸（8种）：人体细胞不能合成，必需从外界环境中获取。 氨基酸（13种）：人体细胞能够合成的。 苯丙氨酸、蛋（甲硫）氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸 笨 蛋 来 宿 舍 晾 一晾 鞋 必需 非必需 【判断】非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸。（ ） × 21种氨基酸都是人需要的氨基酸，非必需氨基酸是指人体细胞能够合成的。 ④组成元素 各种氨基酸共有的元素是 ，其中半胱氨酸和甲硫氨酸还含有 元素，硒代半胱氨酸还含有 元素。 C、H、O、N Se S 丙氨酸 C CH3 H2N C OH O H 硒代半胱氨酸 C CH2 SeH H2N C OH O H 半胱氨酸 C CH2 SH H2N C OH O H 二、蛋白质的基本组成单位---氨基酸 [教材P32课后习题3]下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是 方法 注意 只有两者同时具备才是组成生物体蛋白质的氨基酸 “一查” “二看” 是否有氨基和羧基 是否有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上 判断氨基酸的小技巧 考点一 细胞的多样性和统一性 缬氨酸的R基为—C3H7，则一分子缬氨酸含有的C、H、O、N原子数依次为 A.2、4、2、1 B.5、11、2、1 C.5、9、4、1 D.5、8、2、1 C3H7 解题思路：写出氨基酸结构通式，把给定的R基放进通式 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 问题探讨 1965年由我国科学家人工合成的世界上第一个有生物活性的结晶牛胰岛素，其分子量相对较小，是由51个氨基酸组成。 科学家是怎样把单个氨基酸合成蛋白质的呢？ 思考 C H R1 H2N C O OH 1.脱下的水中的氢和氧分别来自哪个基团？ 2.连接两个氨基酸分子的化学键叫什么？ 3.肽如何命名？ H H2O H N C H R2 C O OH H H2O H N C H R3 COOH 二肽 肽键 三肽 肽键 由几个氨基酸构成，就称为几肽 【任务】 观察下列氨基酸之间的脱水缩合结合过程，思考以下回答： 三、蛋白质的结构及其多样性 三、蛋白质的结构及其多样性 ★氨基酸的结合方式： + 脱水缩合 H2O + 二肽 肽键 脱水缩合 小结：一个氨基酸分子上的羧基(-COOH)和另一个氨基酸分子上的氨基(-NH2).相连接，同时脱去一分子的水，这种结合方式叫做 。连接两个氨基酸分子的化学键叫 。由两个氨基酸通过缩合而成的化合物，叫做 。 脱水缩合 肽键 二肽 三、蛋白质的结构及其多样性 氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质吗？ 思考 ①氨基酸之间 脱水缩合形成肽链 ②肽链中的氨基酸之间能够形成氢键，从而使得肽链能折叠、盘曲，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。 多肽链形成蛋白质 ③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。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。 三、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质的多样性 生物体的蛋白质种类多达1010～1012种,但构成蛋白质的氨基酸只有21种，这21种氨基酸又是如何构成数目这么大的蛋白质呢？ ? 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） 氨基酸的种类不同 氨基酸的数量不同 氨基酸的排列顺序多种多样 肽链数目、盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同 氨基酸层面 肽链层面 α-螺旋 β-折叠 考点一 细胞的多样性和统一性 随堂检测 6种。27种。 若有甘氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸各一个，能够形成几种三肽?若有足量甘氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸，则合成的三肽最多有多少种? 肽链是如何进一步形成具有一定空间结构的蛋白质的? 肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。 进入人体消化道的蛋白质类食物，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？人体的蛋白质和食物中的蛋白质一样吗？ 氨基酸 蛋白酶肽酶 脱水缩合 食物中的蛋白质 人体中的蛋白质 单个氨基酸 改变 蛋白质结构 异常 红细胞形态 异常 镰状细胞 贫血症 谷氨酸 缬氨酸 此外，如囊性纤维病，阿尔兹海默症，帕金森病都与蛋白质的错误折叠有关. 四、与社会的联系 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。 阅读P32【与社会的联系】，回答下列问题： (1)为什么吃熟鸡蛋和熟肉更容易消化？ 伸展、松散 高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，分子结构伸展松散，易被蛋白水解酶分解。 (2)胰岛素保存温度一般为2~8℃。温度太高，胰岛素会失去活性，原因是什么？ 高温破坏了胰岛素的空间结构，会导致其功能丧失 考点一 细胞的多样性和统一性 四、与社会的联系 是指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,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。 蛋白质变性： 高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散 变性因素： 高温、强酸、强碱、重金属盐、酒精等。 不可逆，肽键一般不断裂 破坏蛋白质的空间结构，但不破坏________，因此依然能用____________检测。 肽键 双缩脲试剂 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。 （ ） ✓ ✘ ✘ ✓ 随堂练习 27 随堂练习 (1)该图中，①表示　    ，③表示　　 ，⑦表示　 。 (2)该化合物由　个氨基酸分子失去　个水分子而形成，该反应叫　　　　  反应。 (3)该化合物含有　个肽键，序号是________。该图所示化合物的名称是：　             ，该化合物含有　个氨基、 个羧基。 (4)该图中所示的氨基酸种类不同，是由　　　   (序号）决定的。 氨基 肽键 羧基 四肽(多肽) 3 4 3 脱水缩合 ③⑤⑥ ②④⑧⑨ 2 2 $