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”，涵盖蛋白质功能、氨基酸结构与种类、脱水缩合及结构多样性等核心知识点。以“手术缝合线被人体吸收”的问题探讨导入，联系生活实际，引导学生从功能切入，逐步学习氨基酸、脱水缩合至结构多样性，形成递进式学习支架。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过类比推理氨基酸结构通式、模拟脱水缩合等活动，培养归纳分析与建模能力。突出结构与功能观的生命观念，结合随堂检测和规律总结（如肽键数公式），助力学生系统掌握知识，同时为教师提供丰富教学活动设计，提升教学效果。

2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 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。 纤细 强韧 可吸收 胶原蛋白线 传统缝合线 1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？ 组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。胶原蛋白被分解为可被人体直接吸收的氨基酸 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？ 这种手术缝合线要变成小分子物质才能被吸收，初中学习过食物中的蛋白质要分解成氨基酸才能被吸收，因此蛋白质在化学组成上应该能分为更小的分子。 新知探究 一、蛋白质的功能 蛋白质的功能 活动1 阅读教材P28图2-8“蛋白质的功能举例”，完成以下任务（连线）： 一.蛋白质的功能 结构蛋白 功能蛋白 构成细胞和生物体结构的重要物质。 例如：肌肉、头发、羽毛、蛛丝等。 1. 调节作用，传递信息：例如胰岛素、受体 2. 催化作用：例如绝大多数酶是蛋白质 3. 运输作用：例如血红蛋白、转运蛋白 4. 免疫防御作用：抗体、细胞因子 蛋白质是生命活动的主要承担者 4 随堂检测 1.下列关于蛋白质功能的举例合理的是(　 　) A.催化—抗体 B.运输—血红蛋白 C.调节—性激素 D.免疫—胰岛素 2.下列哪项不是蛋白质在人体内的生理功能(　 　) A.生物体和细胞的“建筑”材料 B.作为具有催化作用的有机物 C.组织修复的原料 D.能量的主要来源 B D 新知探究 一、蛋白质的功能 随堂检测 新知探究 一、蛋白质的功能 3.下列有关细胞中化合物的叙述错误的是（　　） A．糖类代谢发生障碍时，脂肪会转化成糖类用于分解供能 B．胶原蛋白可被制成手术的缝合线，可以被细胞直接吸收 C．几丁质是一种多糖，可以用于制作人造皮肤和废水处理 D．长跑后发生肌肉抽搐是由于大量出汗排出了过量钙盐 B 胶原蛋白是大分子蛋白质，必须被分解为氨基酸后才能被细胞吸收 请思考 蛋白质可以被人体直接吸收利用吗？ 蛋白质必须经过消化，成为各种氨基酸，才能被人体吸收和利用 氨基酸的结构有什么特点呢？ ？ 氨基酸是组成蛋白质的基本单位 新知探究 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 1.氨基酸的结构 观察下列四种氨基酸的结构，探究以下问题： 类比推理法理解氨基酸的结构通式 活动2 （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联系？ — — | | 新知探究 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 H2N— —COOH C H | | R 碳原子含有4个价电子，可以与其他原子或化学基团形成4个共价键。 组成元素: C、H、O、N （ S、P、Se 等） 位于R基中 C H C H2N OH O R 氨基 羧基 侧链基团 2.特点： 氨基酸分子结构通式 (1)R基不同→氨基酸不同(21种)。 (2)每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并且都连在同一个碳原子上。 C2H4O2NR (3)元素： C、H、O、N(S、Fe等) 千万不要忘记在原子团前面加“—” 1.结构 二、蛋白质的基本单位 —氨基酸 H 丨 C 丨 SH─ ─COOH CH2─NH2 H 丨 C 丨 H2N─ ─COOH CH2─SH 丨 C 丨 H HOOC─ ─CH2─NH2 NH2 H2N─ CH ─COOH 丨 CH2 丨 OH H 丨 C 丨 H2N─ ─H CH2─COOH ① ② ③ ④ ⑤ CH3 丨 丨 H HOOC─ C ─COOH ⑥ 新知探究 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 （3）判断以下结构哪些是构成蛋白质的氨基酸？并说明理由。 新知探究 方法归纳 “两看法”判断组成蛋白质的氨基酸 一看数量：至少含有一个氨基与一个羧基。 ①H2N—CH2—CH2—OH ②HOOC—CH—CH2—COOH 丨 COOH 二看位置：必需有一个氨基与一个羧基连接在同一个碳原子上。 ③H2N—CH—(CH2)2—COOH NH2 丨 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 新知探究 方法归纳 氨基酸的正确书写 —NH2 —N—H H | —COOH —C—OH O ‖ 氨基 羧基 H2N— —COOH C H | | R H—N—C—C—OH O ‖ H | R | | H C H R NH2 COOH 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 3.氨基酸结构通式及氨基和羧基不同表达形式的辨别 新知探究 2.氨基酸的种类 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 组成人体蛋白质的氨基酸有21种 氨基酸种类 必需 氨基酸 非必需 氨基酸 人体细胞不能合成， 必须从外界环境中 获取，共8种（婴儿 9种，组氨酸） 人体细胞可以合成，共13种 甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、硒代半胱氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸、酪氨酸、组氨酸、脯氨酸（13种） 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（8种，“甲携来一本亮色书”） 新知探究 2.氨基酸的种类 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 决定氨基酸类型的关键——R基 — — | | H2N— —COOH C R | | H （1）决定氨基酸中所含有氨基数和羧基数： 除了连接在同一个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。 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（如S、Se、I、Fe等元素），一定位于R基中。 （2）决定氨基酸的组成元素： 最简单的氨基酸是甘氨酸，R基是“—H” 新知探究 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 随堂检测 5.谷氨酸的R基为—C3H5O2，一分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是(　 　) A.5，9，4，1 B.4，8，5，1 C.5，8，4，1 D.4，9，4，1 D 【解析】根据氨基酸的结构通式可知,氨基酸的分子简式为C2H4O2NR，谷氨酸的R基为—C3H5O2，及谷氨酸分子式为C5H9O4N,所以C、H、O、N原子数依次是5、9、4、1。 — — | | H2N— —COOH C R | | H 新知探究 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 随堂检测 6.下图甲、乙、丙、丁为四种物质，下列相关叙述错误的是（　　） A．四种物质都是组成蛋白质的氨基酸，它们的结构可用一个结构通式表示 B．甲和丙的R基中有羧基，丁的R基中有氨基 C．氨基酸要通过脱水缩合形成肽链后才能形成蛋白质 D．若三分子甲形成一条肽链，则该肽链中有四个羧基 A 图中只有甲、丙、丁为组成蛋白质的氨基酸，这三种氨基酸可用一个结构通式表示 氨基酸：21种 蛋白质： 1010～1012种 ？ 新知探究 三、蛋白质的结构及其多样性 1.氨基酸脱水缩合的过程 C H R1 H2N2 C O COOH C H R2 H N H OH C H COOH R3 H N C O H2O 肽键 二肽 H OH H2O 肽键 三肽 →四肽 →多肽 氨基酸分子首先通过互相结合的方式进行连接：一个氨基酸分子的__________________与另一个氨基酸的_______________相连接，同时脱去一分子的水。 —COOH（羧基） —NH2（氨基） 新知探究 三、蛋白质的结构及其多样性 模拟氨基酸的脱水缩合 活动3 （1）肽链形成过程中，失去的水分子中氢和氧的来源分别是什么？ （2）由2个氨基酸脱水缩合而成的化合物的名称是什么？共形成多少个肽键，失去多少分子水？ （3）由n个氨基酸脱水缩合而形成的含一条肽链的化合物的名称是什么？共形成多少个肽键，失去多少分子水？ 氢来自氨基和羧基；氧来自羧基。 1个 1分子 二肽 n肽 （n－1）个 （n－1）分子 新知探究 三、蛋白质的结构及其多样性 模拟氨基酸的脱水缩合 活动3 （4）若n个氨基酸形成m条肽链，则形成肽键数和失去水分子数分别是多少？试总结形成肽键数与氨基酸数和肽链条数的关系。 （5）一条肽链中至少含有多少个游离的—NH2和—COOH？若m条肽链呢？试总结蛋白质中至少含有游离氨基数和游离羧基数与肽链条数的关系。 （6）假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸形成1条肽链，则该多肽的相对分子质量是多少？ 肽键数为（n－m）个； 失去水分子数为（n－m）个； 肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。 各1个； 各m个。 至少含有的游离氨基数或羧基数＝肽链条数。 na－18（n－1） 环状多肽呢？ 由肽链形成蛋白质 氨基酸之间脱水缩合形成肽链 1 一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠 2 肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构 3 四条肽链聚集形成复杂空间结构 4 氨基酸 二肽 多肽 蛋白质 脱水 缩合 脱水 缩合 盘曲 折叠 特定的R基（巯基—SH）间形成二硫键等，将多条肽链结合起来 想一想： 在形成一个二硫键时，相对分子质量减少多少？ 下面是一肽链结构示意图，据图回答问题 （1）该结构式中表示氨基的是（填序号） 。表示羧基的是（填序号） ；该化合物共有 个氨基和 个羧基 （2）该化合物由 个氨基酸失去 分子水而形成的，这种反应叫做 。 （3）该物质氨基酸种类不同，是由 决定，其序号 。 （4）该化合物称为 ，含有 个肽键，其序号是 （5）蛋白质中的氮主要存在于 。 ① ⑨ 2 3 4 3 脱水缩合 R基 ②④⑥⑧ 四肽 3 ③⑤⑦ 肽键 7、9班14页讲完了 24 四、蛋白质结构的多样性 氨基酸层面 氨基酸的种类不同 氨基酸的数量不同 氨基酸的排列顺序千变万化 肽链层面 肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别 原因：物理因素（高温、紫外线等） 化学因素（强酸、强碱、重金属盐、乙醇等） 结果：空间结构破坏，肽键没有破坏，仍能与双缩脲试剂发生紫色反应 特点：不可逆 原因：轻金属盐的加入使得蛋白质的溶解度降低 结果：蛋白质析出 特点：可逆，加水后絮状物消失 蛋白质的变性 蛋白质的盐析 蛋白质的水解 新知探究 蛋白质在酸、碱或酶的作用下，逐步水解生成相对分子质量较小的多肽，最终水解得到氨基酸的过程。 水解 ＋ 肽键断裂 新知探究 三、蛋白质的结构及其多样性 知识拓展 蛋白质的变性、盐析和水解 蛋白质 多肽 小分子肽 氨基酸 蛋白质的水解 根据蛋白质的水解程度，可以分为完全水解和部分水解两种。 完全水解（或称彻底水解），得到的水解产物是各种氨基酸的混合物； 部分水解（或称不完全水解），得到的产物是各种大小不等的肽段和氨基酸。 新知探究 三、蛋白质的结构及其多样性 知识拓展 蛋白质的变性和盐析 思考：吃煮熟的鸡蛋、肉类等更容易消化，这是为什么？ 高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散 变性的蛋白质肽链变得松散， 易被蛋白酶水解。故更容易消化。 肽键数、肽链数（m）与氨基酸个数（n）的关系 肽链数 1 2 3 肽键数 n-1 n-3 n-2 氨基酸数（n） m n n-m ★规律1：肽键数=脱去水分子数=n－m=氨基酸数－肽链数 （环肽：肽键数=氨基酸数=脱去水分子数） 五、蛋白质的计算 5班 30 1.血红蛋白分子中含574个氨基酸，4条肽链，在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键的数目分别是 （ ） A．573和573 B．573和570 C．570和573 D．570和570 D 2.蛋白质相对分子质量的计算 蛋白质→氨基酸-水 —SH —SH + —S—S— + 2H 二硫键 两条肽链 C H C R1 H2N O N H C H C R2 O N H C H C R3 O N H C H C R4 O N H C H C R5 O N H C H C R6 O N H C H COOH R7 ★规律2：蛋白质相对分子质量＝氨基酸个数×氨基酸平均相对分子质量－18×脱水个数 （巯基） – 2×二硫键个数 2.免疫球蛋白IgG的结构示意图如下图，其中-s-s-为二硫键。若该IgG由m个氨基酸构成，则该IgG的肽键数和相对分子质量为(氨基酸的平均性对分子质量为a)（ ） A、m个； ma- 18（m-4）+6 B、m-4个； ma- 18（m-4） C、m-2个； ma- 18m+6 D、m-4个；ma- 18（m-4）-6 D 3、氨基、羧基的计算 一条多肽链中至少含有 个游离的氨基， 个游离的羧基。其他的氨基和羧基来自 n条多肽链中至少含有有 个游离的氨基， 个游离的羧基。其他的氨基和羧基来自 1 1 R基 n n R基 ★规律3：至少含有游离的氨（羧）基数=肽链数 游离的氨（羧）基数 =肽链数+R基中氨（羧）基 C H C R1 H2N O N H C H C R2 O N H C H C R3 O N H C H C R4 O N H C H C R5 O N H C H C R6 O N H C H COOH R7 7班 34 3.鬼笔环肽是从一种剧毒蘑菇中分离出来的多肽物质，分子式为C35H48N8O11S，其彻底水解产生的氨基酸中有4个氧原子位于R基上，下列说法正确的是（ C ） A.鬼笔环肽中存在二硫键，能维持其结构的相对稳定 B.鬼笔环肽彻底水解产生的氨基酸的R基中有2个氮原子 C.经加热处理的鬼笔环肽仍能与双缩脲试剂反应显紫色 D.鬼笔环肽通过自由扩散的运输方式进入人体细胞 4、蛋白质中N、O原子数计算： 多肽O原子数= 多肽N原子数= = 肽键数 +肽链数×2+R基中O原子数 2×氨基酸数+R基中O原子数 -水分子数 氨基酸数+R基中N原子数 ★规律4 C H C R1 H2N O N H C H C R2 O N H C H C R3 O N H C H C R4 O N H C H C R5 O N H C H C R6 O N H C H COOH R7 已知胰岛素由2条肽链，51个氨基酸组成。该蛋白质至少含有O原子 个，至少含有N原子 个。 53 51 C2H4O2NR 肽键数与氨基酸数目的关系： 10个氨基酸组成的环状多肽 肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数 如m个氨基酸构成n个环状多肽，有____个肽键 （环状结构） m 氨基酸 脱水缩合 多肽 折叠盘旋 蛋白质 种类：21种 通式： 特点：至少有一个-NH2和一个－COOH连在同一个C原子上 必需氨基酸：8种 非必需氨基酸：13种 1.氨基酸的种类不同　　2.氨基酸的数目不同 3.氨基酸排列顺序不同　4.多肽的空间结构不同 结构多样性 功能多样性 总结 能源物质的归纳 细胞中的三大能源物质—— 细胞主要的能源物质———— 重要能源物质———— 动、植物细胞共有的贮能物质—— 植物细胞特有的贮能物质—— 动物细胞特有的贮能物质—— 糖类、脂肪、蛋白质 糖类 葡萄糖 脂肪 淀粉 糖原 40 （1）该图中，①表示　      ，③表示　　 ，⑨表示　 。 （2）该化合物由　　  个氨基酸分子失去　　 个水分子而形成，这种反应叫　　　　                      反应。 （3）该化合物含有　　个肽键，该图所示化合物的名称是：　                   ，基本单位是__________。 （4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由　　　   决定的 氨基 肽键 羧基 四肽(多肽) 3 4 3 脱水缩合 R基 氨基酸 1. 两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽,同时生成一分子水,该水分子中的氢来自(　) A.氨基 B.羧基 C.氨基和羧基 D.连在C原子上的H 2. 下图为脑啡肽的结构简式,据图分析下列叙述错误的是(　　) A.脑啡肽是由5个氨基酸失去4分子的水形成的 B.该化合物中有1个羧基和1个氨基 C.脑啡肽分子是由4种氨基酸形成的 D.该化合物属于四肽,因为含有4个肽键 D c 3、如图为由50个氨基酸形成的多肽示意图，其中含有4个丙氨酸(R基为—CH3)。现脱掉其中的丙氨酸，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)，请回答下列问题： (1)水解得到的几种有机物比原五十肽增加了____个氧原子。 8 (2)新生成的4条多肽链至少含有____个游离的羧基，若将这4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去____分子H2O。 4 3 (3)若将得到的5个氨基酸缩合成五肽，则有____种不同的氨基酸序列。 5 1.由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含n条多肽，其中有z条是环状多肽，求该蛋白质含有肽键 m-n+z 个。 2.分子式为CxHyOpNqS的一条多肽链彻底水解后，只得到下列四种氨基酸：分析推算可知，这个多肽中肽键的个数为（ D ） A.q+1 B.p-1 C.q-2 D.p-2 3.蛋白质在发挥功能时往往与相应物质结合。下列叙述不正确的是（ A ） A.与氨基酸结合，转运氨基酸至核糖体合成肽链 B.与病原体结合，抑制病原体对人体细胞的黏附 C.与某些糖类物质结合，参与细胞间的信息交流 D.与DNA分子结合形成的结构可成为遗传物质的主要载体 A【解析】A.转运氨基酸的载体是tRNA，不是蛋白质，A错误； B.与病原体结合的物质是抗体，其化学本质是蛋白质，抗体与抗原特异性结合之后，可以抑制病原体对人体细胞的黏附，B正确； C.蛋白质与某些糖类物质结合可以形成糖蛋白，糖蛋白参与细胞间的信息交流，C正确；D.蛋白质与DNA分子结合形成染色体，染色体是遗传物质的主要载体，D正确。 $