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、蛋白质多样性及相关计算等核心知识。以“手术缝合线被吸收”问题探讨导入，衔接蛋白质功能与基本单位，通过活动支架引导学生从功能多样性逐步探究至结构本质。 其亮点在于设计活动2观察氨基酸结构概括通式、活动3判断氨基酸等探究实践，结合思考讨论（如变性蛋白质与双缩脲试剂反应）培养科学思维，以结构多样性决定功能多样性渗透生命观念。实例丰富如蛋白质变性在高温灭菌中的应用，助力学生理解结构决定功能，教师可高效开展探究式教学，提升学生生物学科核心素养。

第二章 组成细胞的分子 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 蛋白质是细胞内重要的有机物 蛋白质是细胞中含量最高的有机物，是生物体内重要的营养物质。 组成生物体的常见蛋白质有哪些？蛋白质承担着怎样的功能呢？ 2 组成生物体的常见蛋白质 如何验证这些结构是由蛋白质组成的呢？ 蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。 血红蛋白 指甲 角蛋白 3 结构 调节 免疫 运输 催化 活动1：阅读教材P28，举例说出蛋白质承担的功能 一、蛋白质的功能 4 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，称为结构蛋白。例如，肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。 肌肉 头发 肌动蛋白、肌球蛋白 一、蛋白质的功能 蛋白质是一大类玩意儿的总称，就像食物这个名词一样。比如蛋白有血红蛋白、乳清蛋白、胶原蛋白，它们之间的结构、功能等等上的不同非常大，就好比西蓝花和猪里脊之间形状、颜色、口感等等上差异。头发中主要的蛋白成分是角蛋白，对于人来说消化吸收困难，所以吃头发补蛋白对人是不适合的。 胃蛋白酶结晶 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。 唾液淀粉酶结构 一、蛋白质的功能 胃蛋白酶是一种消化性的蛋白酶，由胃部中的胃粘膜主细胞分泌，主要功能是将食物中的蛋白质分解为小分子的肽片段，有促进食物中蛋白质消化的作用。胃有消化食物的作用，是指胃能分泌胃液，胃液中的盐酸能激活胃蛋白酶原，变成胃蛋白酶。如果体内胃蛋白酶缺乏，通常会表现为因食入蛋白质食物过多导致的消化不良、腹痛，腹胀，反酸，嗳气等。 1洗碗用的洗洁精,含脂肪酶,能快速水解油脂,还可能含其他酶成分 2洗头用的洗发水,含脂肪酶,能快速水解油脂,还可能含其他酶成分 3洗澡用的沐浴露,含脂肪酶,能快速水解油脂,还可能含其他酶成分 血红蛋白 通道蛋白 运输作用：有些蛋白质具有运输功能。 一、蛋白质的功能 K 调节生命活动：有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素。 一、蛋白质的功能 生长激素（Human Growth Hormone，hGH）是由人体脑垂体前叶分泌的一种肽类激素，由191个氨基酸组成，能促进骨骼、内脏和全身生长． 促进蛋白质合成，影响脂肪和矿物质代谢，在人体生长发育中起着关键性作用。 免疫功能：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。 一、蛋白质的功能 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 多样 结构 催化 运输 调节 免疫 每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的空间结构。 10 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? 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，食物中的蛋白质要分解为氨基酸才能被吸收，因此蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。 问题探讨 二、蛋白质的基本单位——氨基酸 活动2：观察氨基酸的分子结构，概括氨基酸结构通式 对比生物体内组成蛋白质的21种氨基酸，检验结构通式的正确性 SeH 13 1、氨基酸的结构 酸 氨基 二、蛋白质的基本单位——氨基酸 至少有一个氨基和一个羧基 ( 数量要求) 都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上（位置要求） R基决定氨基酸的种类 14 酸 氨基 COOH NH2 H R 二、蛋白质的基本单位——氨基酸 1、氨基酸的结构 15 酸 氨基 二、蛋白质的基本单位——氨基酸 一定有C、H、O、N，某些蛋白质还含有S、P，少数蛋白质还含有Fe、Zn等金属元素，都在R基中 由氨基酸的结构式推测蛋白质的元素组成？ 1、氨基酸的结构 16 H C COOH CH3 HOOC 2 C H HOOC H CH2 NH2 3 C NH2 HOOC H CH2 NH2 4 CH NH2 HOOC CH NH2 HOOC 5 × × √ √ 一看数量 二看位置 活动3：选出构成蛋白质的氨基酸，并找出R基 1 √ 2025/11/5 （1）组成蛋白质的氨基酸有21种。 （2）分类 必需氨基酸（8种） 非必需氨基酸（13种） 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（谐音：甲携来一本亮色书） 2、氨基酸的种类 二、蛋白质的基本单位——氨基酸 C H R1 NH2 OH C O H2O C H COOH R2 H N H 肽键 二肽 脱水缩合: 一个氨基酸的羧基(-COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2)，脱去一分子水而连接起来，这种结合方式叫做脱水缩合。 三、蛋白质的结构及其多样性 1．氨基酸的结合方式 肽键 C H COOH R3 H N OH H C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O 二肽 H2O H2O 肽键 三肽 三、蛋白质的结构及其多样性 1．氨基酸的结合方式 氨基酸 二肽 三肽 …… 多肽 由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。多肽通常呈链状，叫作肽链。 21 图示的肽由几个氨基酸构成？如何判断？ 图示的肽由几种氨基酸构成？如何判断？ 形成该化合物，一共产生几分子水？损失了多少分子量？ 脱下的水中的氢和氧分别来自哪里？ 请分别找出该化合物中的氨基和羧基。 【思考与讨论】 相关计算公式小结 氨基酸数（n） ； 氨基酸平均分子相对质量（a） 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 H2N—— ——COOH 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 n 18n na-18n 0 2．由肽链形成蛋白质 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。 三、蛋白质的结构及其多样性 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。 —SH —SH + —S—S— + 2H 三、蛋白质的结构及其多样性 2 4 氨基酸之间脱水缩合形成肽链 一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠 几条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构的蛋白质 一条多肽链折叠形成一定的空间结构的蛋白质 三、蛋白质的结构及其多样性 —COOH —COOH H2N— H2N— 【思考与讨论】 多肽链是有方向性的——从氨基端到羧基端 （1）三个不同种氨基酸可形成多少种三肽？ 排序：=6 27 排序：=6 203 201000 【思考与讨论】 （1）三个不同种氨基酸可形成多少种三肽？ （2）体内20种常见氨基酸，能形成多少种三肽？ （3）若20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？ 肽链中氨基酸的种类、数目、排列顺序千变万化 28 蛋白质结构 多样性 蛋白质功能多样性 结构多样性决定了功能多样性! 氨基酸种类不同 氨基酸数目不同 氨基酸序列不同 肽链空间结构不同 三、蛋白质的结构及其多样性 3．蛋白质结构多样性的原因 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 空间结构 一级结构 蛋白质的结构决定功能 蛋白质的结构和功能相适应 蛋白质变性指的是蛋白质在某些物理（加热、紫外线及X射线、剧烈振荡）或化学因素（强酸、强碱、重金属盐）的作用下，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。 应用：高温灭菌、酒精消毒 高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散 不可逆，肽键一般不断裂 卷曲、紧密 伸展、松散 蛋白质的结构决定功能 应用：鸡蛋、肉类等经高温后蛋白质变性，更易消化。 经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，达到消毒灭菌的目的。 1.为什么吃熟鸡蛋、熟肉更容易消化？ 高温使蛋白质的空间结构变的伸展、松散，容易被蛋白酶水解。 2.变性的蛋白质还能跟双缩脲试剂反应吗？ 可以，因为变性的蛋白质空间结构破坏了，但是肽键还在；双缩脲试剂是与蛋白质中的肽键发生反应的。 （含2个以上肽键） 【思考与讨论】 蛋白质盐析是指在蛋白质水溶液中加入轻金属盐或铵盐，随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀析出的现象。但是蛋白质结构并没有改变。 蛋白质盐析 过程可逆 应用：分离、提纯蛋白质 —C NH2 H R1 —C— O N— H C H R2 —C— O N— H C— COOH H R3 一条肽链至少含有____个游离羧基和_____个游离氨基。 一 一 m条肽链至少含有____个游离羧基和_____个游离氨基。 m m 结论1：蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=肽链的条数。 氨基数和羧基数的计算 四、蛋白质形成过程中的数量计算 肽键数=6-1 肽键数=8-1 肽链数为1时：肽键数 = 脱去水分子个数 = n-1 肽键数=14-2 肽链数为2时：肽键数 = 脱去水分子个数= n-2 结论2：肽键数 = 脱去水分子个数 = 氨基酸数-肽链条数= n-m （环状肽肽键数=氨基酸数）。 （n表示氨基酸数、m表示肽链数） 肽键数和水分子数计算 四、蛋白质形成过程中的数量计算 蛋白质相对分子量的计算 缬氨酸 CH CH3 CH3 H2N—C— C—OH H O H2N—C— C—OH H O H 甘氨酸 甘氨酸、缬氨酸的分子量分别是 、 。 由一个甘氨酸和一个缬氨酸形成的蛋白质的分子量分别是__ 。你是如何计算出来的？ 75 117 174 四、蛋白质形成过程中的数量计算 结论3：蛋白质相对分子质量 ＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－失去水分子数×18 —C NH2 H R1 —C— O N— H C H R2 —C— O N— H C— COOH H R3 蛋白质相对分子量的计算 四、蛋白质形成过程中的数量计算 蛋白质分子中除了肽键外，还含有其他化学键，如二硫键。一个二硫键(“—S—S—”)是由2个“—SH”形成的，形成过程中要脱去2个氢。故计算蛋白质相对分子质量时除减去H2O的相对分子质量外，还应考虑脱去H的相对分子质量。 不能忽视蛋白质中的二硫键： 四、蛋白质形成过程中的数量计算 结论4： 蛋白质（多肽）中N原子数=肽键数+肽链数+R基中的N原子数 蛋白质（多肽）中O原子数=肽键数+2×肽链数+R基中的O原子数 —C NH2 H R1 —C— O N— H C H R2 —C— O N— H C— COOH H R3 蛋白质中的N、O原子的计算 四、蛋白质形成过程中的数量计算 相关计算公式小结 氨基酸数（n） ； 氨基酸平均分子相对质量（a） 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 H2N—— ——COOH 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 n 18n na-18n 0 小结 组成元素 C、H、O、N（S等） 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： 特点：至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上等 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 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 组成 决定 O H H2N R C C OH 生命活动的 主要承担者 $