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，从手术缝合线的生物相容性问题切入，通过胶原蛋白被人体吸收的实例，自然引出氨基酸结构、脱水缩合形成多肽、蛋白质空间结构及其功能多样性的知识链条，构建了由现象到本质、由宏观到微观的学习支架。 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，以“缝合线为何可被吸收”为真实情境，引导学生运用结构与功能观理解蛋白质分解过程，再通过氨基酸结构比较和肽链计算任务发展科学思维，最后借助血红蛋白变异案例深化对结构决定功能的理解，体现学科育人价值。学生在问题驱动下主动建构知识体系，教师则能高效落实素养导向的教学目标。

新课导入 问题探讨 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。 这种手术缝合线要变为小分子物质才能被吸收； 蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。 第二章　组成细胞的分子 2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 ①组成细胞的有机物中含量最多的就是蛋白质 ②从化学角度看，蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子 ③细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才能起作用 怎么理解蛋白质是生命活动的主要承担者？ 一、蛋白质的功能 1.结构蛋白 2.调节蛋白 3.催化蛋白 4.运输蛋白 5.免疫蛋白 信息传递功能 大多数的激素是蛋白质（性激素除外） 少数酶是RNA酶 防御功能 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 蛋白质 结构蛋白 构成细胞和生物体结构的重要物质。如肌肉、头发、羽毛、蛛丝等 功 能 催化 绝大多数酶都是蛋白质，如胃蛋白酶 运输 如血红蛋白能运输氧气 调节、 信息传递 能够调节机体的生命活动、信息传递，如胰岛素 免疫 （防御） 抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害 一、蛋白质的功能 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氨基酸。在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。氨基酸是蛋白质的基本组成单位。 组成元素：C、H、O、N，有的还有S。 蛋白质 氨基酸 被组织吸收 酶 水解 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 观察下列几种氨基酸的结构。 C C H H2N OH O C C H2N OH O CH3 CH3 CH 甘氨酸 缬氨酸 C C H H2N OH O H H C H C H2N OH O CH3 C C H2N OH O CH2 CH3 CH3 CH 丙氨酸 亮氨酸 H —NH2：氨基 —COOH：羧基 侧链基团：R基 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 —H：氢原子 （1）每种氨基酸至少都含有一个氨基（—NH2）和一个酸基（—COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 （2）这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R表示）。 （3）各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。 “氨基酸”代表了氨基酸分子结构中的主要部分——氨基和羧基。 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 讨论： 1、这些氨基酸的结构具有什么共同特点？ 2、“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？ C R C H2N OH O H 氨基 羧基 侧链基团 氨基、羧基、R基的书写 1、正确的格式：—NH2、—COOH、—R （千万不要忘记在原子团前面加“—”） 2、结构通式及氨基和羧基不同表达形式的辨别 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 氨基酸的种类：组成人体蛋白质的氨基酸有21种 根据能否在人体内合成 必需氨基酸（8种）：人体细胞不能合成，必须从外界获取的氨基酸 非必需氨基酸（13种）：人体细胞能够合成的氨基酸 甲硫氨酸、赖氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸 （甲携（缬）来（赖）一（异）本（苯）亮色书（苏）） 氨基酸： 21种 蛋白质： 1010～1012 脱水缩合 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 婴幼儿细胞也不能合成组氨酸 脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基（—COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（—NH2）相连接，同时脱去一分子的水，这种结合的方式叫脱水缩合。 脱下的水中，O来自—COOH，H来自—COOH和—NH2。 H2O 肽键 － OH ‖ O －C－C R2 H － － －N H － －C －C R1 H2N H － － ‖ O OH － H 二肽 脱出来的H2O H来自氨基和羧基 1 O来自羧基 2 三、蛋白质的结构及其多样性 以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫多肽。 多肽通常呈链状结构，叫作肽链。 肽键 H2O －C－COOH R3 H － － －N H － H OH － 肽键 ‖ O －C R1 H2N H － － －C －C－C R2 H － － －N H － ‖ O H2O 三肽 三、蛋白质的结构及其多样性 氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。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 氨基酸到蛋白质的结构层次 氨基酸之间脱水缩合形成肽链 1 肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构 3 多条肽链聚集形成复杂空间结构 4 一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠 2 三、蛋白质的结构及其多样性 氨基酸 二肽 三肽 四肽 多肽（肽链） 盘 曲 折 叠 肌球蛋白 胰岛素 血红蛋白 三、蛋白质的结构及其多样性 讨论：1、氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 蛋白质 讨论：2、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？ 三、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质 胃蛋白酶 胰蛋白酶 多肽 肠肽酶 氨基酸 （1） （2） 氨基酸 脱水缩合 二肽 脱水缩合 三肽 脱水缩合 ···多肽（肽链） 盘曲折叠 蛋白质 （3） 不一样，食物中的蛋白质进入人体后会被消化分解为氨基酸（或小分子肽）；人体中的蛋白质则是利用这些分解后的氨基酸，在自身细胞内合成的。 讨论：3、如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？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）。 三、蛋白质的结构及其多样性 可以写出2110条互不相同的长链 补充：由n个氨基酸组成的肽链，可以写出的21n条互不相同的长链 蛋白质结构多样性的原因 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 α-螺旋 β-折叠 肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同 三、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质的相关计算：氨基酸数（n） ； 氨基酸平均分子相对质量（a） 三、蛋白质的结构及其多样性 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 至少含有的氨基或羧基数 n-1 n-1 18（n–1） na-18(n–1) 1 n-m n-m 18（n–m） na-18(n–m) m n 18n na-18n 0 n H2N—— ——COOH 蛋白质结构与功能的关系 蛋白质结构 蛋白质功能 决定 圆饼状红细胞 镰刀状红细胞 血红蛋白 的谷氨酸 血红蛋白 的缬氨酸 运输氧气能力正常 运输氧气能力下降 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。（变性蛋白质不能恢复） 变性使蛋白质的空间结构变得 伸展、松散，容易被蛋白酶水解 更易消化 使蛋白质变性的因素：加热、加酸、加酒精、加碱、辐射、重金属盐 三、蛋白质的结构及其多样性 与社会的联系 变性的蛋白质氨基酸顺序不变，肽键不变，空间结构改变，功能改变 种类 蛋白质 氨基酸 多 肽 脱水缩合 盘曲 折叠 C、H、O、N、（S） 元素组成 21种 结构 通式 C COOH H H2N R 氨基酸的种类、数量、排列顺序、肽链的空间结构 结构多样性 功能 结构蛋白 调节、信息传递 催化 运输 免疫、防御 功能多样性 生命活动的主要承担者 课堂小结 判断下列物质是否为氨基酸，若是请找出该氨基酸的R基 巩固练习 C H NH22 COOH CH22 SH C H NH22 COOH CH22 SH CH NH22 COOH CH22 OH C H NH22 H CH22 COOH × √ √ × $可吸收缝合线根据材质及吸收程度不同分为羊肠线、化学合成线、纯天然胶原蛋白缝合线。羊肠线取材于健康动物羊羊肠所制成，含有胶原成分，所以缝合以后不需要进行拆线。化学合成线是采用线化化学技术制成的一种高分子线性材料，经抽线、涂层等工艺制成，一般60至90天内吸收纯天然胶原蛋白。缝合线取材于特种动物塔雷肌腱部位，纯天然胶原蛋白含量高，生产工艺不经化学成分参与，具备了胶原蛋白应用的特性，为真正意义上的第四代缝合线。 在转移过程中，氨基酸从核糖体中出现时会形成蛋白质的一级结构及不同长度的链状序列。该肽链通过共价键在安和羧基末端之间进行连接，随着肽链延长，继而形成氢键。有些氨基酸会连接到邻近的其他氨基酸上，导致肽链缩短或弯曲。进而产生螺旋结构，称为alpha螺旋结构。其他肽链则侧向键合产生贝塔折叠。这些结构就是所谓的蛋白质二级结构。发生在氨基酸侧基之间的其他化学反应包括输水力、离子键和二硫键。进一步促进折叠并形成三维球状的三级结构，这也是许多蛋白质的最终功能形式。如果三级结构的两个或多个肽链结合生成更大的复合物，就会形成四级结构，以便于相互反应。 白质一般由碳氢、氧氮、硫等元素组成，那么氨基酸是如何合成蛋白质的呢？蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。氨基酸分子通过脱水缩合的方式相连接，即一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基连接在一起，形成二肽，同时脱去一分子的水。以此类推，多个氨基酸通过脱水缩合可以形成一个链状结构的多肽分子，又称肽链。由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。人体内负责运输氧气的血红蛋白就是四条肽链聚集在一起形成的具有复杂空间结构的蛋白质。它在红细胞中帮助我们运输氧气，给每一个细胞组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序的不同，使得蛋白质的结构及其多样性，这也就是细胞中蛋白质种类繁多的原因。