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

第2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 人教版2019必修1·分子与细胞 知识目录 01 蛋白质的功能 02 蛋白质的基本组成单位 03 蛋白质的结构及其多样性 组成细胞的有机物中含量最多的就是蛋白质。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。 一、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 1.结构蛋白 肌肉 头发 蛛丝 羽毛 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。肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。 一、蛋白质的功能 2.信息传递和调节作用 有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如能降低血糖的胰岛素。 胰岛细胞分泌的胰岛素可以作为信号分子调节血糖 一、蛋白质的功能 3.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。 一、蛋白质的功能 4.运输功能 有些蛋白质就有运输功能，如血红蛋白可以运输氧气。 O2分子 血红蛋白 驱动蛋白 细胞膜上的转运蛋白 一、蛋白质的功能 5.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。 抗体与病原体结合降低其生物活性 一、蛋白质的功能 蛋白质 的功能 结构蛋白 构成细胞和生物体结构的重要物质。 如肌肉、头发、羽毛等。 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。 信息传递 能够调节机体的生命活动，如胰岛素。 免疫 人体内的抗体是蛋白质，能帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。 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。 知识目录 01 蛋白质的功能 02 蛋白质的基本组成单位 03 蛋白质的结构及其多样性 1.氨基酸的种类：在人体中，组成蛋白质的氨基酸有 种。 21 硒代半胱氨酸 二.蛋白质的基本组成单位 ——认识基团 羧基： 由一个碳原子，两个氧原子，一个氢原子组成 羧基 结构式：—C—OH O 或:—COOH 或:HOOC— 氨基： 由一个氮原子，两个氢原子组成 氨基 结构式：—N—H H 或:—NH2 或:H2N— 注意：氨基、羧基正确格式：、 （千万不要忘记在原子团前面加“—”）。避免误写成、、等。 二.蛋白质的基本组成单位 观察下列四种氨基酸的结构，探究以下问题： （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？ 2.氨基酸的结构 — — | | H2N— —COOH C H | | R 2.氨基酸的结构 氨基酸的结构特点： （2）位置上：这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R表示）。 （3）R基不同，氨基酸不同。 （1）数量上：每种氨基酸至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 氨基 羧基 侧链基团 →有21种 新知讲解 Knowledge Explanation 确定下列氨基酸的R基团： 新知讲解 Knowledge Explanation 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 Se─H H 丨 C 丨 H2N─ ─H CH2─COOH ① ② ③ ④ ⑤ CH3 丨 丨 H HOOC─ C ─COOH ⑥ 2.氨基酸的结构 练习：判断以下结构哪些是构成人体蛋白质的氨基酸？ 思考： 氨基酸的组成元素有哪些？ C、H、O、N，有的含有S、Se等。 3.氨基酸的种类 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”） 蛋白质类食物的营养价值取决于必需氨基酸的种类和含量。 新知探究 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 随堂检测 1.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 2.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 新知探究 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 随堂检测 3.科学家研究和鉴定一些动物谷胱甘肽过氧化物酶的作用时，发现了人体第21种氨基酸——硒代半胱氨酸，是蛋白质中硒的主要存在位置，人体内硒含量很少，合成硒代半胱氨酸的原料需要不断从食物中获取。下列有关叙述中，错误的是（ ） A. 硒元素属于微量元素 B. 硒位于硒代半胱氨酸的R基中 C. 硒代半胱氨酸是非必需氨基酸 D. 人体的蛋白质均含有硒 D 不是所有的蛋白质都含有硒 新知探究 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 随堂检测 4.观察下列四种氨基酸的结构，探究以下问题： (1)上面四种氨基酸都有的元素是_______________。 (2)写出构成蛋白质的氨基酸共有的部分是________________。 (3)这四种氨基酸分子的R基分别是__________________________________________。 (4)组成蛋白质的氨基酸分子中都只含有一个氨基和一个羧基吗？ 若有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基分布在哪里？ C、H、O、N —CH3、—CH2-SH、—(CH2)4-NH2、—CH2-COOH 每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上；部分氨基酸分子中含有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基位于R基上。 三、蛋白质的结构及其多样性 1.氨基酸脱水缩合形成肽链 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） 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 脱水缩合 25 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 以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫多肽。其通常呈链状结构，叫作肽链。 26 思考： 请结合脱水缩合过程，并参考脑啡肽的模式图分析： 构成一个脑啡肽的氨基酸数目是 ；有 种氨基酸参与了脱水缩合反应；生成的水分子数目是 。 氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质吗？ 2.由肽链形成蛋白质 氢键 二硫键 两条肽链 由于氨基酸之间能够形成氢键、二硫键等，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。 2.由肽链形成蛋白质 这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。例如，血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含4条肽链。 ①氨基酸之间脱水缩合形成肽链 ②一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠（氢键、二硫键等） ③肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构(蛋白质) ④多肽链聚集形成复杂空间结构(蛋白质) 2.由肽链形成蛋白质 小结：蛋白质的结构 三、蛋白质的结构及其多样性 :由两个氨基酸缩合而成的化合物。 :由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，通常呈 结构. :蛋白质的基本组成单位。 蛋白质：具有一定的 。 二肽 链状 氨基酸 多肽 脱水缩合 脱水缩合 盘曲、折叠 空间结构 水解 水解 3.蛋白质多样性的原因 ①□—□—□ ○—○—○ ②□—□—□—□ □—□ ③□—○—○—□—○ ○—□—○—□—○ 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 ④ 肽链盘曲折叠形成的空间结构不同 氨基酸种类、数目、排列顺序不同，以及肽链盘曲折叠形成的空间结构不同。 4.蛋白质的变性 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 赖氨酸 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 缬氨酸 谷氨酸 赖氨酸 正常红细胞 运氧能力强 镰状红细胞 运氧能力弱 镰状细胞贫血的病因 氨基酸序列改变 蛋白质功能 影响 4.蛋白质的变性 ①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。 ②使蛋白质变性的因素： 高温、辐射、强碱、强酸、酒精、重金属盐。 变性使蛋白质的空间结构变得伸展、松散 ③思考：变性的蛋白质能否与双缩脲试剂发生紫色反应？ 破坏蛋白质的空间结构，但不破坏_肽键，因此依然能用双缩脲试剂检测。 新知探究 知识拓展 蛋白质的变性、盐析和水解 蛋白质的盐析 蛋白质在某些盐（如氯化钠、硫酸钠等）的高浓度溶液中溶解度降低而析出的现象，称为蛋白质盐析。降低盐溶液浓度后，蛋白质又会重新溶解。 特点：盐析是可逆的物理变化，蛋白质的空间结构没有被破坏，不影响其活性。 蛋白质的水解 新知探究 知识拓展 蛋白质的变性、盐析和水解 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 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 根据蛋白质的水解程度，可以分为完全水解（即彻底水解）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。 Lavf58.33.100 Lavf58.20.100 $