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，系统构建了从氨基酸结构到蛋白质功能、结构多样性及计算规律的知识体系。通过生活实例导入（如肉蛋奶豆类食品），自然衔接蛋白质的功能分类与实例分析，再以脱水缩合过程为桥梁，层层递进至多肽链形成与空间结构变化，最终落脚于蛋白质的多样性和相关计算，形成清晰的学习支架。 其亮点在于深度融合生命观念、科学思维与探究实践三大核心素养。例如，通过血红蛋白运输氧气和胰岛素调节血糖等实例强化结构与功能观，借助氨基酸通式比较培养归纳推理能力，设计环肽与链状肽对比实验提升建模与批判性思维。课件还巧妙融入例题解析与合作学习任务，如盐析与变性的区分、肽键数计算等，既巩固知识又发展学生解决真实问题的能力。此资料有助于学生建立系统的生物学认知框架，也便于教师高效开展以学生为中心的教学活动。

2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 你能够说出几种富含蛋白质的食品？ 大豆制品 奶类制品 肉蛋食品 蛋白质在生命活动中有哪些作用？ 目标一：蛋白质的功能 目标一：蛋白质的功能 目标一：蛋白质的功能 目标一：蛋白质的功能 目标一：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。 功能 实例 结构蛋白 组成生物体结构 羽毛、肌肉、蛛丝、头发等含有结构蛋白 功能蛋白 ________功能 绝大多数酶是蛋白质 ______功能 能运输氧气、载体蛋白 信息传递、调节作用 胰岛素等蛋白质类激素 ______功能（防御） 可抵御病原菌的侵害 催化 运输 免疫 目标一：蛋白质的功能 ①细胞的结构物质 ②信息传递和调节 ③催化功能 ④免疫功能 ⑤运输功能 a.血红蛋白运输氧 b.抗体是蛋白 c.胰岛素调节血糖浓度 d.肌肉、毛发等的主要成分 e.绝大多数酶是蛋白质 例1.连线题 问题探讨 蛋白质能被人体直接吸收吗？为什么？ 不能，蛋白质是大分子物质，需要被分解成氨基酸之后才能被人体吸收 氨基酸是蛋白质的基本单位 1.氨基酸的种类： 在人体中，组成蛋白质的氨基酸有_____种。 （1）必需氨基酸（____种）：人体细胞______合成的，需要从外界摄入的氨基酸 包括：蛋（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 （2）非必需氨基酸（___种）：人体细胞_____合成的，不是必需摄入的氨基酸 21 8 不能 13 能够 甲携来一本亮色书 婴儿九种：组氨酸 目标二：蛋白质的基本组成单位——氨基酸 目标二：蛋白质的基本组成单位——氨基酸 氨基 羧基 R基 H原子 这些氨基酸的结构具有什么共同的特点？ 3.氨基酸的结构通式：每种氨基酸至少含有一个_____（-NH2)和一个_______（-COOH），并且连接在 上，这个碳原子还连接一个________和一个__________（-R）。 氨基 羧基 同一个碳原子 氢原子 侧链基团 目标二：蛋白质的基本组成单位——氨基酸 2.氨基酸的组成元素：各种氨基酸共有的元素是 ，有的氨基酸还有 元素。 C、H、O、N S 目标二：蛋白质的基本组成单位——氨基酸 4.不同氨基酸之间的区别在于 不同，氨基酸的种类和理化性质的差异就是 的不同导致的。 R基 R基 目标二：蛋白质的基本组成单位——氨基酸 人的不同在于脸， 氨基酸的不同在于R基 氨基 （-NH2） H 羧基 （-COOH） R基 C原子 5.相对分子质量最小的氨基酸是 。 甘氨酸 甘氨酸 目标二：蛋白质的基本组成单位——氨基酸 例2.下列关于生物体内氨基酸的叙述，正确的是（ ） A.氨基酸是蛋白质分子的基本单位，由氨基和羧基组成 B.组成人体的氨基酸都在人体内合成 C.每个氨基酸分子都只有C、H、O、N四种元素 D.组成蛋白质的氨基酸共有的结构是 D 例3.根据“通式”判断，下列物质不是组成蛋白质的氨基酸是（ ） A. B. C. D. D 氨基酸：21种 蛋白质： 1010～1012 氨基酸是如何组成蛋白质的呢？ 目标三：蛋白质的结构及其多样性 C H R1 H2N OH C O H2O C H COOH R2 H N H 1.蛋白质是以 为基本单位的生物大分子。 氨基酸 目标三：蛋白质的结构及其多样性 2.脱水缩合的过程： （1）反应原理：一个氨基酸分子的 与另一个氨基酸分子的 相连接，同时脱去一分子 。 -NH2 -COOH H2O C H R1 H2N C O C H COOH R2 H N 二肽 肽键 目标三：蛋白质的结构及其多样性 肽键：连接两个氨基酸分子的 。 二肽：由 脱水缩合而成的化合物。 化学键 两个氨基酸 （3）脱去水分子中的氢原子来自 ，氧原子来自 。 2.脱水缩合的过程： 氨基和羧基 羧基 （4）-NH2和-COOH的数量和位置：一条肽链中至少含有 个游离的-NH2和 个游离的-COOH，分别位于肽链的两端，其余的-NH2和-COOH位于 中。 1 1 R基 目标三：蛋白质的结构及其多样性 C H COOH R3 H N OH H C C H R1 H2N C O C H R2 H N O 二肽 H2O 三肽 由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫做多肽；通常呈链状或环状结构，叫做肽链或环肽。 3.蛋白质的形成： （1）命名 目标三：蛋白质的结构及其多样性 氨基酸 二肽 三肽 多肽 一条多肽链折叠形成蛋白质 脱水缩合 盘曲折叠 脱水缩合 （2）蛋白质的形成过程 目标三：蛋白质的结构及其多样性 几条多肽链盘曲折叠形成具有空间结构的蛋白质 思考与讨论 进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？ 蛋白质 多肽 二肽 氨基酸 多肽 蛋白质 胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等 消化道 人体细胞 ◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇ ◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎ ①氨基酸种类不同 ②氨基酸数目不同 ◇-◇-◇-◇-◇-◇ ◇-◇-◇-◇ ③氨基酸排列顺序不同 ◇-◇-◎-◎- ◇-◇-◎-◎ ◎-◎- ◇-◇ -◎-◇-◇-◎ ④肽链盘曲、折叠形成的 空间结构不同 蛋白质结构极其多样 蛋白质种类极其多样 蛋白质功能极其多样 （3）蛋白质多样性的决定性因素 目标三：蛋白质的结构及其多样性 4.多肽与蛋白质的区别 （1） 具有生物活性， 一般没有生物活性。 （2）多肽形成具有特定 的蛋白质分子后才具有相应的生物活性。 蛋白质 多肽 空间结构 目标三：蛋白质的结构及其多样性 （2）二硫键是指不同 或者同一肽链的 的化学键，在蛋白质分子之间起着稳定肽链空间结构的作用。 （1）肽键是指连接两个 分子之间的化学键。 （3）氨基酸分子之间能够形成 等，最终能使肽链能 、 形成具有一定空间结构的蛋白质分子。 氢键是分子间的相互作用力，不是化学键！ 氨基酸 肽链 不同部分 氢键 盘曲 折叠 目标三：蛋白质的结构及其多样性 5.区分各类“键” 1.蛋白质的变性 【合作学习】蛋白质的变性、盐析、水解、消化与吸收： 蛋白质的变性：一般认为蛋白质的变性作用，主要是蛋白质分子的空间结构发生了改变。因为蛋白质分子是通过 、 等，使蛋白质形成一定的空间结构，而促使变性的理化因素可使氢键、离子键等断裂，但 没有被破坏，还能与 产生 反应。 不可逆 空间结构被破坏 氢键 离子键 肽键 双缩脲试剂 紫色 镰状红细胞 物理因素：加热、剧烈振荡或搅拌、超声波、强磁、紫外线及X射线等。 化学因素：强酸、强碱、重金属离子，及某些弱酸、尿素、酒精、丙酮等。 应用：通过加热、加酸、加酒精灯引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。 1.蛋白质的变性 【合作学习】蛋白质的变性、盐析、水解、消化与吸收： 蛋白质的盐析：向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以降低蛋白质的 ，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，这种作用叫作盐析。盐析是 变化，盐析过程中蛋白质的结构不发生变化，可复原。 2.蛋白质的盐析 溶解度 物理 可逆 【合作学习】蛋白质的变性、盐析、水解、消化与吸收： 蛋白质的盐析：向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以降低蛋白质的 ，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，这种作用叫作盐析。盐析是 变化，盐析过程中蛋白质的结构不发生变化，可复原。 溶解度 物理 可逆 3.蛋白质的水解 （1）氨基酸脱水缩合的逆过程， 被水解，H2O中的一个H原子和O原子参与羧基的形成，另一个H原子参与氨基的形成。 （2）脱水缩合时脱掉了多少个水分子水解时就需要多少个水分子。 （3）蛋白质初步水解（不完全水解）产物是大小不等的肽段和氨基酸：彻底水解（完全水解）产物是氨基酸。 （4）蛋白质可被酸碱或蛋白酶催化水解。 肽键 【合作学习】蛋白质的变性、盐析、水解、消化与吸收： 4.蛋白质的消化与吸收 （1）消化：能对食物中的蛋白质进行消化的器官是胃和小肠。在胃部，胃液中的胃蛋白酶将蛋白质初步消化为多肽；在小肠中，肠液和胰液中的酶将多肽分解为氨基酸。 （2）吸收：蛋白质经过消化形成的氨基酸在小肠部位被吸收进入血液中。 【合作学习】蛋白质的变性、盐析、水解、消化与吸收： 例4.右图为某多肽的结构示意图，下列有关叙述正确的是（ ） A.该化合物为三肽 B.形成该多肽的过程中产生的H2O中的O全部来自羧基 C.该多肽中含有4个肽键 D.形成该多肽的过程中脱去的水分子数与氨基酸数相等 B 例5.（多选）骨骼肌和心肌细胞的主要成分都是蛋白质，但是两者在功能上不尽相同，其原因可能是（     ） A.组成肽键的化学元素不同 B.组成蛋白质的氨基酸排列顺序不同 C.肽链的空间结构不同 D.组成蛋白质的氨基酸种类和数量不同 BCD 组成元素 C、H、O、N（S） 导致 氨基酸 种类：21种 必需氨基酸：8种 非必需氨基酸：13种 通式： 脱水缩合 多肽 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 组成 决定 O H H2N R C C OH 蛋白质是生命活动的 主要承担者 课堂总结 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 目标四：蛋白质的相关计算 1.蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去水分子数的关系 肽键数=氨基酸个数－1 ① ② 肽键数=氨基酸个数－2 （1）肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数。 （2）蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算 ①至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数。 ②游离氨基或羧基数目=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。 目标四：蛋白质的相关计算 （3）蛋白质相对分子质量=氨基酸数目x氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18。(不考虑形成二硫键) 已知某蛋白质有四条多肽链，共有104个氨基酸，且氨基酸的平均相对分子质量为100，则形成该蛋白质时脱掉的水分子数、形成肽键数、该蛋白质的分子质量分别是（　　） A．104、100、8600 B．100、100、8600 C．100、104、10400 D．104、104、10400 B 肽链条数 氨基酸数目 肽键数目 脱去水分子数 多肽相对分子质量 氨基数目 羧基数目 1条 m m-1 am-18（m-1） n条 m 至少n个 假设氨基酸平均相对分子质量为a，由m个氨基酸分别形成1条链状多肽或n条链状多肽 m-n m-n m-1 am-18（m-n） 至少1个 至少n个 至少1个 目标四：蛋白质的相关计算 目标四：蛋白质的相关计算 2．利用原子守恒法计算肽链中的原子数： 在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。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。 目标四：蛋白质的相关计算 其相关数量关系如下： (1)碳（C）原子数=氨基酸的分子数×2+R基上的碳原子数。 (2)氢（H）原子数=各氨基酸中氢原子的总数-脱去的水分子数×2。 (3)氧（O）原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去的水分子数。 (4)氮（N）原子数=各氨基酸中氮原子的总数。 目标四：蛋白质的相关计算 3．根据元素所在位置，计算肽链中的原子数： (1）原子位于末端氨基、肽键、R基 氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数 (2)氧原子位于末端羧基、肽键、R基 氧原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数 目标四：蛋白质的相关计算 由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以N原子数或O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。 4.环肽 肽链首尾相连会形成环状肽。计算环状肽的相关问题时，可将公式中的肽链数视为0，再进行相应计算。环状肽中氨基和羧基数目仅取决于构成环状肽的氨基酸R基中的氨基和羧基数。 环状肽中，肽键数=脱去水分子数=氨基酸数。 目标四：蛋白质的相关计算 氨基酸 肽键 环状肽中，肽键数=脱去水分子数=氨基酸数。 氨基酸数 肽键数 脱水数 = = 5 5 3 3 3 5 = = 目标四：蛋白质的相关计算 例6.某一蛋白质由4条肽链组成，共含有109个肽键，则此蛋白质分子中至少含有的-NH2和-COOH个数及合成此蛋白质所需的氨基酸数分别为（    ） A．105，105，105 B．110，110，110 C．4，4，113 D．1，1，113 C 例7.某多肽链的分子式为（C49H71N11O9，它彻底水解后只得到以下3种氨基酸，若该多肽链中含有2个甘氨酸，则此多肽中含有的苯丙氨酸和赖氨酸的个数分别为（    ） A．2个、5个 B．2个、3个 C．3个、3个 D．3个、5个 C 例8.某三十九肽中共有丙氨酸（R基为-CH3）4个，现在去掉其中的丙氨酸得到长短不等的多肽（如图），下列有关该过程的叙述中错误的是（     ） A.肽键数目减少8个 B.碳原子减少12个 C.氨基和羧基分别增加3个 D.氧原子数目减少1个 A （1）该化合物分子中有_____个肽键，该物质水解时需要_____个水分子，该化合物是_____肽。 （2）该化合物中含有游离的 个氨基， 个羧基。 （3）若氨基酸的平均分子量是128，那么该化合物的分子量应该是__。 （4）某蛋白质含n个氨基酸，有m条肽链组成，该蛋白质含氧原子数至少为 个。 例9.根据下图所示化合物的结构简式图，回答下列问题： 2 2 2 2 348 n+m 3 $