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

该高中生物学课件聚焦“蛋白质是生命活动的主要承担者”，系统涵盖蛋白质功能、氨基酸结构、脱水缩合、结构多样性及相关计算等核心内容。通过“与生活联系”“问题探讨”等导入，从食物蛋白质、手术缝合线吸收等实例切入，衔接细胞分子基础，搭建易错辨析、公式表格、分步练习等学习支架。 其亮点在于以结构与功能观统领，结合科学思维训练与探究实践设计，如通过镰刀型细胞贫血症分析结构异常影响功能，用盐析与变性对比表格培养分析能力，大量计算推导题提升逻辑思维。学生能深化理解，教师可直接用丰富资源高效教学。

第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 人教版必修1《分子与细胞》 第2章 组成细胞的分子 蛋白质是细胞中含量最多的有机物 我们每天需要摄入一定量富含蛋白质食物,你能说出哪些食物富含蛋白质呢？ 蛋白质具有什么功能呢？ 与生活联系 1、结构蛋白：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。如肌肉、头发、羽毛、蛛丝、蚕丝等主要是蛋白质。 蛋白质的功能 2、催化作用：细胞内的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。（右图所示为胃蛋白质酶的分子结构示意图） 酶不一定都是蛋白质，少数酶是RNA。 蛋白质的功能 3、运输作用：有些蛋白质具有运输功能。如血红蛋白运输O2。 细胞膜上的载体蛋白运输葡萄糖、离子等。 蛋白质的功能 4、调节生命活动：有些蛋白质是激素起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素能降血糖。 激素不一定都是蛋白质，比如性激素。 蛋白质的功能 5、免疫作用：有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。 　 抗体本质：免疫球蛋白。抗原不一定是蛋白质。 蛋白质的功能 构成细胞和生物体结构：如结构蛋白 催化作用：如大多数酶 运输作用：如血红蛋白、载体蛋白 信息传递和调节作用：如胰岛素、生长激素等 免疫功能：如抗体 催狗运面条 蛋白质的功能 运动功能：肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白 (1)所有激素的化学本质都是蛋白质(　　) (2)蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能(　　) (3)蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子(　　) × 1.辨析易错易混 练前清障 × √ 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．酶的主要成分 C．组织修复的原料 D．能量的主要来源 酶绝大多数是蛋白质，极少的为RNA 主要能源物质是糖类 结构蛋白 D 练习 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。 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? 蛋白质 氨基酸 被组织吸收 酶 水解 甘氨酸 缬氨酸 亮氨酸 丙氨酸 H C H H2N C OH O CH CH3 CH3 C H H2N C OH O CH CH3 CH3 CH2 C H H2N C OH O CH3 C H H2N C OH O 观察分析：下面四种氨基酸都有的组成元素是什么？结构有哪些共同的特点？ 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 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 氢原子 简写： R H H2N—C—COOH 分子通式：R—C2H4O2N 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 R基中也可能含有氨基（—NH2）或羧基（—COOH） 一定有C、H、O、N，有的含S、Fe等 C H R NH2 COOH 1 组成元素 2 结构通式 3 结构特点 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 练习1：判断以下哪些是组成蛋白质的氨基酸? C H H2N COOH CH2 SH C H NH2 COOH CH2 SH CH H2N COOH CH2 COOH C H H2N H CH2 COOH × √ √ × 方法: “一查”: 是否有氨基和羧基； “二看”: 是否有一个氨基和一个羧 基连接在同一个碳原子上。 注意: 只有两者同时具备才是组成生物体蛋白质的氨基酸。 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 苏氨酸 CH3 CH OH CH NH2 COOH 苯丙氨酸 CH2 CH NH2 COOH 练习2：请找出下面两种氨基酸的R基？ 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 某氨基酸的分子式为C3H7O2N,求R基？ C2H4O2N-R 练一练： -CH3 C H COOH H2N R 方法： 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 氨基酸 21种 人体内能合成 人体不能合成 必需氨基酸(8种；婴儿9种) 非必需氨基酸(13种) 评价蛋白质食品营养价值的主要 依据是必需氨基酸的种类和含量 4 氨基酸的种类 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 甲携来一本亮色书 （婴儿多组氨酸） 增加必须氨基酸的种类 1.非必需氨基酸是人体不需要的氨基酸。（ ） 判断： 错误 必需和非必需氨基酸都是合成人体蛋白质所必需的，只是来源不同。 2.非必需氨基酸的来源就只能是人体细胞合成这一途径。（ ） 错误 非必需氨基酸来源。也可以从食物中获取。 3.每种蛋白质都包含人体所需的21种氨基酸。（ ） 错误 水稻缺乏赖氨酸和色氨酸，玉米缺乏赖氨酸。 4.判断蛋白质的营养价值主要根据食物里蛋白质中必需氨基酸的种类和数量（比例）。（ ） √ × × × 为什么人和牛羊等动物的蛋白质结构不同，但却可以通过摄食牛羊肉中的蛋白质中来合成自身蛋白质？ ？ 人摄入的蛋白质在体内被消化为氨基酸，人体又可以氨基酸为原料，合成自身所需的蛋白质。 氨基酸如何构成蛋白质？ 1.氨基酸如何形成蛋白质？ 结合教材P30内容完成探究过程： 2.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 蛋白质的结构及其多样性 1 脱水缩合 H2O 肽键 － OH ‖ O －C－C R2 H － － －N H － －C －C R1 H2N H － － ‖ O OH － H 二肽 注意：肽链的命名与氨基酸个数一致。 蛋白质的结构及其多样性 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 脱水缩合 1 肽的名称确定： 由几个氨基酸构成，就称为几肽 2 H2O中各元素的来源： H来自于__________，O来自于_____ 氨基和羧基 羧基 三肽 公式：肽键数＝脱水数=氨基酸数-肽链数 蛋白质的结构及其多样性 合成场所：核糖体（所有生物） 20 【检测】下图为脑啡肽的结构简式，据图回答： （1）脑啡肽分子是由_______种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是________不同。 (2)脑啡肽中含有____个肽键，脑啡肽的名称是_____肽，形成过程称为___________，形成过程中共脱去___个水分子。 4 R基 4 五 脱水缩合 4 (3)脑啡肽中有 个氨基和 个羧基。 1 1 蛋白质的结构及其多样性 蛋白质的结构及其多样性 思考： 1. 3个氨基酸脱水缩合，形成几肽？其中含几个肽键？脱去几分子水？ 2. 该3肽中的氨基酸序列是怎样的？ 三个不同种氨基酸可形成多少种三肽？ —COOH —COOH H2N— H2N— 6 三个不同种氨基酸可形成多少种三肽？ 体内21种常见氨基酸，能形成多少种三肽？ 若21种氨基酸组成含1000个氨基酸的大分子蛋白质，有多少种可能？ 6 213 211000 肽链中氨基酸的种类、数目、排列顺序千变万化 蛋白质的结构及其多样性 蛋白质的结构及其多样性 氨基酸之间脱水缩合形成多肽链 一条多肽链的特定区域进行有规律的盘曲折叠 这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构 ----氢键 2 肽链连接方式 H O C CH2 C H2N OH SH H2C O C H C H2N OH SH H O C CH2 C H2N OH S H2C O C H C H2N OH S 二硫键 肽链之间可通过二硫键相连接 ----二硫键 2 肽链连接方式 蛋白质的结构及其多样性 3 蛋白质多样性原因 结构多样性 功能多样性 决定 氨基酸______ 氨基酸______ 氨基酸_________ 肽链数目和盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同 功能蛋白 结构蛋白 (组成细胞和生物体) ________ (蛋白质类激素) ________ (大多数酶) ________ (载体蛋白， 血红蛋白) ________ (抗体，溶菌酶，淋巴因子) 种类 数目 排列顺序 调节 催化 运输 免疫 不同生物体：基因多样性 ________ (肌球蛋白) 运动 直接原因： 根本原因： 同一生物体：基因的选择性表达 胰岛素、生长激素 蛋白质的结构及其多样性 蛋白质的结构及其多样性 3 蛋白质结构异常 单个氨基酸 改变 蛋白质结构 异常 红细胞形态 异常 镰刀型细胞 贫血症 蛋白质的功能 肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构 氨基酸的种类、顺序和排列方式 盐析 蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出 溶解度的变化，空间结构未变 可逆 变性 氨基酸顺序 ，肽键 ， 空间结构 ，功能 。 不变 不变 改变 改变 5 蛋白质的盐析、变性和水解 蛋白质的结构及其多样性 环境因素可引起蛋白质结构或功能的改变（ ） 导致变性的因素：高温、强酸、强碱、重金属离子 肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸 水解 蛋白质 多肽 氨基酸 蛋白酶 肽酶 初步水解 彻底水解 用蛋白酶水解后的蛋白质仍能够与双缩脲试剂发生反应 高温使蛋白质的空间结构改变，变得伸展、松散，更易被蛋白酶水解。 28 肽链数目 氨基酸数 肽键数目 脱去水分子数 多肽链相对分子质量 氨基数目 羧基数目 1条 m n条 m m-1 m-1 m × a-18 ×(m-1) m-n m-n m × a-18 ×(m-n) 公式一：肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数－肽链条数 （环状肽：肽键数=水分子数=氨基酸个数） 公式二：蛋白质相对分子质量 =氨基酸总量－水分子总量 =氨基酸个数×氨基酸平均分子质量－18 ×水分子数 —二硫键(—S—S—)个数×2 -SH + -SH -S-S- +2H 至少1个 至少1个 至少n个 至少n个 蛋白质的相关计算 设氨基酸的平均质量为a 公式四： 氧原子 =肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数 =各氨基酸中O原子总数-脱去的水分子数 氮原子 =肽键数+肽链数+R基上的N原子数 =各氨基酸中N原子总数 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 公式三--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 -NH2（肽链数） N原子数= -CO-NH- -R中N数 -COOH×2（肽链数×2） O原子数= -CO-NH- -R中O数 蛋白质的相关计算 1．已知氨基酸的平均相对分子质量是128，现有一蛋白质分子由3条肽链组成，在肽链形成空间结构时，产生了4个二硫键(—SH＋—SH→—S—S—＋2H)，共有肽键97个，此蛋白质分子的相对分子质量最接近(　　) A．11 046 B．11 060 C．12 800 D．12 280 √ 公式一：肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数－肽链条数 （环状肽：肽键数=水分子数=氨基酸个数） 公式二：蛋白质相对分子质量 =氨基酸总量－水分子总量 =氨基酸个数×氨基酸平均分子质量－18 ×水分子数 31 A．牛胰岛素为51肽，其中含有50个肽键 B．牛胰岛素中至少有2个—NH2和2个—COOH C．牛胰岛素水解产物含有20种不同的氨基酸 D．牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882 2．下图为牛胰岛素结构模式图，该物质中 —S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的，下列说法正确的是(　　) √ 32 B　解析：牛胰岛素含51个氨基酸，由2条肽链组成，含有的肽键数为51－2＝49个，A错误；由题图可知牛胰岛素由2条肽链组成，每条肽链都至少有一个—NH2和一个—COOH，所以牛胰岛素中至少含2个游离的 —NH2 和2个游离的—COOH，B正确；牛胰岛素水解可得到51个氨基酸，但并非一定是20种，C错误；牛胰岛素形成时，51个氨基酸脱水缩合的同时还减少了6个H，故减少的相对分子质量为49×18＋6＝888，D错误。 33 3．科学家发现了生物体内的第21种氨基酸——硒代半胱氨酸(R基为—CH2—SeH)。由两个硒代半胱氨酸和三个谷氨酸[R基为—(CH2)2—COOH]所构成的含有一条肽链的化合物，其名称、游离羧基数目分别为(　　) A．四肽，5 B．四肽，3 C．五肽，4 D．五肽，3 C　解析：五个氨基酸构成的化合物为五肽，三个谷氨酸R基上共有3个游离的羧基，多肽链一端还有1个游离的羧基，共4个游离的羧基，C正确。 √ 34 A．形成该蛋白质时共脱掉126个水分子 B．该蛋白质含有两条肽链 C．该蛋白质的R基中共含17个氨基 D．该蛋白质共有111个肽键 4．有关下图中蛋白质的叙述，正确的是(　　) √ 35 B　解析：氨基酸脱水缩合反应中形成的肽链数＝蛋白质中的羧基总数－R基上的羧基总数＝17－15＝2条，B正确；126个氨基酸经过脱水缩合反应形成2条肽链脱去的水分子数是126－2＝124个，A错误；蛋白质中R基上的氨基数＝蛋白质中氨基的总数－肽链数＝17－2＝15个，C错误；蛋白质中的肽键数＝氨基酸脱水缩合反应脱去的水分子数＝氨基酸个数－肽链数＝126－2＝124个，D错误。 36 5．某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少含有氧原子的个数是(　　) A．n－m B．n－2m C．n＋m D．n＋2m √ 37 A．肽键数目减少4个 B．氨基和羧基分别增加4个 C．氢原子数目增加8个 D．氧原子数目增加2个 6．某五十肽中有丙氨酸(R基为—CH3)2个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如下图)得到几种不同的有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述，错误的是(　　) √ 38 D　解析：五十肽脱掉其中的2个丙氨酸，在丙氨酸的两侧各断裂一个肽键，因此肽键数目减少4个，A正确；断裂4个肽键，即水解形成4个氨基和4个羧基，B正确；脱掉丙氨酸的过程需要4个水分子参与水解，所以氢原子数目增加8个，氧原子数目增加4个，C正确，D错误。 39 三 570 4 2.下图是某蛋白质的肽链结构示意图(图1中的数字表示氨基酸序号)及部分肽链放大示意图(图2)，据图回答下列问题： (1)图1化合物由氨基酸脱去 个水分子形成，这种结合方式叫做 ，发生在细胞中的 处。(2)图2中表示R基的编号为 (填序号)；③⑤⑦表示的结构称为 。据图2推测，该肽链至少有 个游离的羧基。 (3)现有800个氨基酸，其中氨基总数为810个，羧基总数808个由这些氨基酸合成的含有5条肽链的蛋白质，共有 个肽键和 个游离的氨基。 123 脱水缩合 核糖体 ②④⑥⑧ 肽键 3 795 15 达标练习 Lavf58.29.100 $