2.4+蛋白质是生命活动的主要承担者-课件-2025-2026学年高一上学期必修1（2019）

该高中生物学课件聚焦“蛋白质是生命活动的主要承担者”，系统涵盖氨基酸结构通式、脱水缩合过程、蛋白质结构与功能多样性等核心知识。通过“三聚氰胺冒充蛋白质”“胶原蛋白缝合线”等生活实例导入，引导学生从蛋白质元素组成逐步深入氨基酸结构、种类，再到多肽形成及蛋白质空间结构，构建“组成-结构-功能”的逻辑学习支架。 其亮点在于以生命观念（结构与功能观，如蛋白质结构多样性决定功能多样性）和科学思维（分析氨基酸结构判断、推导肽键计算规律）为核心，结合探究实践（问题探讨、技能训练中氨基酸排列与多肽种类推理）。例如用血红蛋白异常导致镰刀型细胞贫血症案例具象化结构与功能关系，帮助学生深化理解，也为教师提供丰富生活案例与逻辑化教学思路，提升教学实效。

第1节 蛋白质是生命活动的 主要承担者 第2章 组成细胞的分子 (一)教学目标 4.阐明蛋白质是生命活动的主要承担者，认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切。 1.归纳概括氨基酸的结构通式和特点，阐明氨基酸是蛋白质的基本组成单位。 2.分析蛋白质分子结构多样性和功能多样性的关系，举例说明蛋白质的结构是与功能相适应的。 3.说出氨基酸构成多肽链或蛋白质分子的过程。 (二)教学重点和难点 2.教学难点 1.教学重点 (1)蛋白质的功能和结构。 (2)氨基酸的结构特点及其形成蛋白质的过程。 (2)蛋白质的结构和功能多样性的原因。 (1)氨基酸形成蛋白质的过程。 为什么三聚氰胺能冒充蛋白质提高奶粉的含N量呢？ 三聚氰胺分子结构 问题探讨 蛋白质主要由C、H、O、N 4种化学元素组成。 6 1.蛋白质化学元素组成： 蛋白质主要由C、H、O、N 4种化学元素组成。 2.蛋白质相对分子质量： 蛋白质是一种高分子化合物，也就是说的相对分子量很大的生物大分子。 蛋白质分子质量的变化范围很大，从几千一直到100万以上。 例如，牛的胰岛素的相对分子质量是5700， 很多重要的蛋白质还含有S元素， 有的也含微量元素Fe、Mn 、Cu、Zn等元素。 人的血红蛋白的相对分子质量是68000。 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。 讨论 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? 问题探讨 这种手术缝合线要变为小分子物质才能被吸收， 因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。 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。 组成细胞的有机物中含量最多的就是蛋白质(protein)。 细胞核中的遗传化信息，往往要表达成蛋白质才能起作用。 从化学角度看，蛋白质也是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。 蛋白质是生命活动的主要承担者。 各种蛋白质具有哪些功能？ 构成细胞和生物体结构的重要物质 1.结构蛋白 一.蛋白质的功能 胰蛋白酶 菠萝蛋白酶 木瓜蛋白酶 2.催化作用 细胞中的化学反应离不开酶的催化。 绝大多数酶的本质都是蛋白质。 一.蛋白质的功能 补充：少数RNA也具有生物催化作用， 即少数酶的本质是RNA。 3.运输作用 血红蛋白 通道蛋白 有些蛋白质具有运输功能。 功能：参与氧气运输 转运蛋白的功能：参与物质跨膜运输 转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。 一.蛋白质的功能 4.调节作用 有些蛋白质能够调节机体的生命活动， 图中黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素 如：胰岛素、生长激素。 一.蛋白质的功能 抗原 抗体 5.免疫功能 人体内的抗体是蛋白质 有些蛋白质有免疫功能。 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 一.蛋白质的功能小结 ⑴.构成细胞和生物体的重要物质（结构蛋白） ⑵.催化作用 ⑶.运输作用 ⑷.调节作用 ⑸.免疫作用 如羽毛、肌肉、头发等 如绝大多数酶 如血红蛋白、细胞膜上的转运蛋白 如胰岛素和生长激素等 如抗体 想一想:哪些食品富含蛋白质? 蛋白质是生命活动的主要承担者。 总体来说，蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、免疫等重要功能。 蛋白质能够承担如此多样的功能，这与蛋白质的多样性有关。 可以说，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。 为什么蛋白质能有这么多的种类和这么多样的功能? ①人体内有数万种不同的蛋白质。 这与它的组成和结构有关吗? ②生物界的蛋白质种类多达1010~1012种。 请仔细比较下述氨基酸，讨论： 二.组成蛋白质的基本单位: ---氨基酸 ①.它们在结构上有什么共同点？ ②.判断某分子是不是氨基酸的依据是什么？ ③.不同氨基酸区别在哪里？ ②.且都有一个氨基和一个羧基连接在　　　　　　 上。 ①.每种氨基酸分子　　　都含有　　　　 （　　 　） 和　　　　　（　　 　　）。 至少 一个氨基 —NH2 一个羧基 —COOH 同一个碳原子 1.氨基酸共同点： 讨论：①.它们在结构上有什么共同点？ H2N—C—COOH H R H2N—C—C—OH H O R 或 ③这个同一个碳原子上 1.氨基酸共同点： 讨论：①.它们在结构上有什么共同点？ “C”还连接一个氢原子和一个侧链基团(R基)。 H2N—C—COOH H R H2N—C—C—OH H O R 或 讨论：①.它们在结构上有什么共同点？ 2.氨基酸的结构通式为： 3.判断是氨基酸的依据： ①至少含有一个—NH2与一个—COOH， 小结： ②并且—NH2与—COOH连在同一个“C”上， ③这个“C”还连接一个氢原子和一个侧链基团(R基)。 其中三个固定不变， —R 即：—NH2、—COOH、—H， “中心碳原子”有四个邻居。 还有一个是可变的: ②.判断某分子是不是氨基酸的依据是什么？ H2N—C—COOH H R H2N—C—C—OH H O R 或 思考1:哪些是组成蛋白质的氨基酸? C H NH2 COOH CH2 SH C H NH2 COOH CH2 SH CH NH2 COOH CH2 OH C H NH2 H CH2 COOH √ √ × × ①有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 两者不是连接在同一个碳原子上的氨基酸就不是构成蛋白质的氨基酸。 思考2:根据什么判断氨基酸的种类？ 侧链基团：R基 H2N—C—COOH H R 4.氨基酸的种类 不同氨基酸区别在哪里？ ③.不同氨基酸在结构上区别在哪里？ CH CH3 CH3 思考3:根据氨基酸通式，写出下面六种氨基酸的R基： —H —CH3 CH2 CH3 CH3 CH H2N—C—C—OH H O H 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 CH H2N—C—C—OH H O CH2 CH3 CH3 H2N—C—C—OH H O CH3 H2N—C—C—OH H O CH CH3 CH3 亮氨酸 R基分别是: 思考3:根据氨基酸通式，写出下面六种氨基酸的R基： C H2N COOH CH NH2 HOOC H C H H2N COOH CH2 NH2 R基分别是: CH NH2 HOOC CH2 NH2 思考4: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 H HOOC H CH2 NH2 C NH2 HOOC H CH2 NH2 CH NH2 HOOC CH NH2 HOOC 1 C NH2 CH3 H2N H 2 3 4 5 ①决定氨基酸的种类和理化性质。 5.氨基酸分子的一个决定键：R基 ②决定氨基酸中所含有氨基和羧基的数目： 除了连接在同一碳原子上的氨基和羧基外，多余的氨基和羧基一定位于R基中。 C H2N COOH CH NH2 HOOC H C H H2N COOH CH2 NH2 ③决定氨基酸的组成元素：氨基酸结构通式中含有C、H、O、N四种元素，若含有其他元素则一定位于R基中。 5.氨基酸分子的一个决定键：R基 ④氨基酸在形成蛋白质时，R基上氨基和羧基不参与脱水缩合反应，R基上其它基团参与其它反应， H2N—C—COOH H R 如:R基中的—SH会参与形成蛋白质不同多肽链之间的—S—S—。 —C— H NH2 COOH CH3 —C— H NH2 COOH CH2 SH —CH2— NH2 COOH —C— H NH2 COOH CH2— H ② ① ③ ④ （2）如果是氨基酸，则它们的R基分别是: 。 1. （1）以上属于氨基酸的是_____________________ ①②④ —CH3 —H SH CH2 课堂练习 非必需氨基酸 必需氨基酸 组成人体的21种氨基酸 6.氨基酸的具体种类 共13种，人体细胞能合成的氨基酸 共8种，人体细胞不能合成的氨基酸 这些氨基酸必须从外界环境(或食物中)中获取，因此，被称为为必需氨基酸。 它们是：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋(甲硫)氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸， 经常食用奶制品、肉类、蛋类和大豆制品，人体一般就不会缺乏必需氨基酸。 所以要判断食品是否有营养，主要是看必需氨基酸种类与含量的多少。 三.蛋白质的结构及其多样性 蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子， 氨基酸分子首先通过互相结合的方式进行连接： 一个氨基酸的一个羧基（-COOH）和另个氨基酸的一个氨基（—NH2）相连接，同时脱去一分子的水，这种结合方式叫作脱水缩合。 33 HO OH 葡萄糖 HO OH 葡萄糖 脱水缩合 H2O HO OH 葡萄糖 HO OH 葡萄糖 水解 HO O OH 麦芽糖 H2O HO O OH 麦芽糖 1.脱水缩合过程： 2.水解过程： H2O + —C H2N H R1 — C — O N— H C— H R2 COOH 肽键 （二肽） H2O OH N H R1 —C— C— O H2 + —C— CO — N H R2 OH H H + 1.氨基酸的结合方式---脱水缩合 肽键有以下几种写法： —CO—NH—或—NH—CO—或 一个氨基酸的一个羧基（-COOH）和另个氨基酸的一个氨基（—NH2）相连接，同时脱去一分子的水，这种结合方式叫作脱水缩合。 需注意的是，不管哪一种写法，两端均需要留有短线。 C H R1 NH2 OH C O H2O C H COOH R2 H N H 肽键 2.氨基酸脱水缩合形成二肽的过程 一个氨基酸的一个羧基（-COOH）和另个氨基酸的一个氨基（—NH2）相连接，同时脱去一分子的水，这种结合方式叫作脱水缩合。 36 H2O + + — N H R2 OH —C— CO H H —C H2N H R1 —C— O N— H C— H R2 C—OH O H C R1 —C H2N — C— O N— H C— H R2 — C— — N H R2 OH CO H O （二肽） （三肽） （多肽） （四肽） 3.氨基酸脱水缩合形成三肽的过程 氨基酸 二肽 三肽 多肽 一条多肽链折叠形成蛋白质 几条多肽链折叠形成蛋白质 4.氨基酸到蛋白质的结构层次 氨基酸 二肽 多肽 蛋白质 38 5.氨基酸到蛋白质的结构层次举例 由氨基酸形成血红蛋白示意图 39 相关名词解释 连接两个氨基酸分子的那个化学键(－NH－CO－) 由两个氨基酸分子缩合而成的化合物 由3个或3个以上氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键 多肽通常呈链状结构，叫做肽链。 1.肽键： 2.二肽： 3.多肽： 4.肽链： 5.蛋白质的结构层次 氨基酸 脱水缩合 多肽 盘曲、折叠 蛋白质 知识梳理 氨基酸的排列与多肽种类多的关系 ⑴.A、B、C三种氨基酸，在每种氨基酸的数目无限的条件下，形成的多肽种类为： ①.形成二肽的种类为： 3 3 3 3 3 （32=9种） （33=27种） 技能训练 ②.形成三肽的种类为： ⑵.A、B、C三种氨基酸，在每种氨基酸的数目只有一个的条件下，形成的多肽种类为： ①.形成二肽的种类为： ②.形成三肽的种类为： 3 3 2 2 1 （3×2=6种） （3×2×1=6种） 氨基酸的排列与多肽种类多的关系 Administrator (A) - 某种胰岛素空间结构示意图 人体组织蛋白酶 ⑴.蛋白质的结构 6.蛋白质的结构及其多样性原因 球状蛋白质 纤维状蛋白质 ⑴.蛋白质的结构 ⑵.蛋白质分子结构多样性的原因： ◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇ ★-★-★-★-★-★-★-★-★-★ ◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎ ①氨基酸数目相同，种类不同， ②氨基酸种类相同，数目不同， ③氨基酸种类相同，数目相同，氨基酸排列顺序不同， ◇-◇-◇-◇-◇-◇ ◇-◇-◇-◇-◇-◇ ◇-◇ ◇-◇-◇-◇ - ★-★-★-★ ★-★-★-★ - ◇-◇-◇-◇ 肽链结构不同 肽链结构不同 肽链结构不同 ④氨基酸种类相同，数目相同，氨基酸排列顺序相同，肽链空间结构不同， 蛋白质种类不同 肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别 氨基酸数目不同 氨基酸种类不同 氨基酸排列顺序不同 肽链的空间结构不同 蛋白质结构的多样性 蛋白质种类的多样性 蛋白质功能的多样性 生物种类的多样性 ⑵.蛋白质分子结构多样性的原因： ①.在细胞内，组成一种蛋白质的氨基酸数目可能成百上千， ⑶.蛋白质分子结构多样性原因的小结： ②.氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化， ③.肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别， 因此，蛋白质分子的结构极其多样， 这就是细胞中蛋白质种类繁多的原因。 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， ⑷.蛋白质分子结构多样性与其功能的关系 例如，人正常血红蛋白的空间结构呈球状，由它参与组成的红细胞呈两面凹的圆盘状， 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。 如果血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，就可能形成异常的血红蛋白。 这样的血红蛋白可聚合成纤维状，性质也与正常血红蛋白有差异，由它参与组成的红细胞就会扭曲成镰刀状(图2-13)，运输氧的能力会大为削弱。 ⑸.拓展知识：蛋白质分子空间结构 蛋白质的一级结构 蛋白质的二级结构 α螺旋 蛋白质的三级结构 蛋白质的四级结构 ⑸.拓展知识：蛋白质分子空间结构 ⑴.蛋白质可逆的变性： 指在一定的条件下，蛋白质沉淀，但是空间结构不改变，当撤去变性条件后，蛋白质恢复活性。 如用盐析，高浓度盐中，蛋白质变性沉淀，加适量水后又恢复活性。 七.蛋白质的变性 例如，鸡蛋、肉类经煮熟后蛋白质变性就不能恢复原来状态。 ⑵.蛋白质不可逆的变性： 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。 又如，经经过加热、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。 原因是高温使蛋白质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。 七.蛋白质的变性 ⑵.蛋白质不可逆的变性： 发生变性的过程中不发生肽键的断裂， 主要发生二硫键等次级键的破坏，破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。 所以蛋白质不可逆的变性，加入双缩脲试剂的颜色有影响吗？ 蛋白质变性后不影响颜色反应。还是紫色。 七.蛋白质的变性 元素组成 C、H、O、N等 基本单位 氨基酸 脱水缩合 多肽 蛋白质 功能多样性 结构多样性 决定 肽键 21种 结构通式 种类 形成化学键 盘曲折叠 课堂总结 1.一条多肽链中含有162个肽键，那么形成这条肽链的氨基酸数目和产生的水分子数分别为( ) A.161个和160个 B.163个和162个 C.163个和164个 D.162个和161个 2.牛的胰岛素有A、B两条链，A链含21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，这两条链共有多少个肽键（ ） A.48 B.49 C.50 D.51 B B 课堂练习 肽键数 = 脱去水分子个数 = 氨基酸数－肽链条数= n－m 3.已知21种氨基酸的平均相对分子质量是128，现有一蛋白质由两条肽链构成，共有肽键98个，则此蛋白质的相对分子质量接近于( ) A.12800 B.12544 C.11036 D.12288 C 蛋白质分子量 = 氨基酸数×氨基酸平均分子量－失去的水分子数×18 肽键数 = 脱去水分子个数 = 氨基酸数－肽链条数= n－m 4.下面关于蛋白质的叙述中，正确的是（ ） A.蛋白质是酶，其基本组成单位是氨基酸 B．每种蛋白质都是由21种氨基酸组成的 C.蛋白质是肽链通过一定的方式而形成的具有复杂空间结构的高分子化合物 D.各种蛋白质都含有C、H、O、N、P等元素 C 5.下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是（ ） A.蛋白质是生命活动的主要承担者 B.蛋白质只含有C、H、O、N四种元素 C.蛋白质是一种高分子有机化合物 D.蛋白质被消化的产物是氨基酸 B 再 见 $