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

第二章 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 核心问题： 怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者？ 01 氨基酸的结构有什么特点？ 02 为什么细胞中蛋白质的种类如此多样？ 03 2 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。 问题探讨 1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？ 用某些动物提取的胶原蛋白制作手术缝合线，能够被人体组织吸收，是因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。 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。 1.结构蛋白：构成细胞和生物体结构的重要物质 头发 羽毛 蛛丝 一、蛋白质的功能 【任务】阅读课本第28页和29页第一段，举例说明蛋白质的功能有哪些？ 任务探究 细胞间传递信息的调节蛋白（胰岛素），通过蛋白质间的特异性结合， 实现信息的精准传递。 2. 调节机体的生命活动（信息传递） 一、蛋白质的功能 细胞中的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。 3. 催化功能 胃蛋白酶结晶 一、蛋白质的功能 有些蛋白质具有运输功能（图2为血红蛋白示意图，能运输氧）。 4. 运输功能 图1 图2 图3 一、蛋白质的功能 有些蛋白质具有免疫功能，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。 5. 防御功能 一、蛋白质的功能 01 结构蛋白：肌肉、头发、羽毛、蛛丝 02 调节生命活动：胰岛素（部分激素） 05 免疫功能：抗体 04 运输功能：血红蛋白 03 催化功能：酶 功 能 蛋 白 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！ 一、蛋白质的功能 蛋白功 能汇总 一位已无从可考的生物老师说过：催狗运面条，你能理解吗？ 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。人体内有数万种不同的蛋白质。据估计，生物界的蛋白质种类多达1010~1012种。 为什么蛋白质能有这么多的种类和这么多样的功能？这与它的组成和结构有关吗？ 问题激疑 1.组成人体的氨基酸（21种） 必需氨基酸：8种（婴儿有9种）人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取。 非必需氨基酸，13种，体内可以合成。 注：〔蛋(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;〕【甲携来一本亮色书】婴儿外加组氨酸。 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 【任务】阅读课本29页“蛋白质的基本组成单位——氨基酸”小节，小组观察氨基酸的分子结构，分析讨论回答：（1）这些氨基酸的结构具有什么共同特点？（2）能否写出氨基酸的通式？（3）不同氨基酸分子的区别在哪里？（4）氨基酸由哪些化学元素组成？ 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 氨基酸分子的结构通式（21种） H H2N C C OH O R 氨基 羧基 侧链基团 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 5.元素组成（数目） C、H、O、N、(S) 1.至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH) 2.都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上 4.氨基酸之间的区别在于R基不同 3.这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（用R表示） 正确的格式：—NH2、—COOH、—R(千万不要忘记在原子团前面加“—”)。 氨基、羧基、R基的书写 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 你会判断构成蛋白质的氨基酸了吗？ P32 第3题 C H COOH R2 H N 二肽 C H R1 H2N OH C O H2O H 肽键 脱水缩合: 一个氨基酸分子的羧基(—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。 【任务】阅读课本30页，思考氨基酸是如何形成蛋白质的？ 三、蛋白质的结构及多样性 肽键 C H COOH R3 H N OH H C C H R1 H2N C O C H R2 H N O 二肽 H2O H2O 三肽 肽键 以此类推，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。 三、蛋白质的结构及多样性 小思考：肽键数，脱水数，水中原子来源？相对分子质量变化？游离氨基数，游离羧基数？（环肽） 氨基酸 肽键 肽键数=6－1 肽键数=8－2 肽键数=3－1 规律：蛋白质中的肽键数=氨基酸数-肽链数= 脱去水分子水数 至少含有游离氨基或羧基的个数=肽链数 减少的分子量=脱去水的个数（肽键数）×18 蛋白质分子量= 氨基酸个数×氨基酸平均分子量 — 脱去水的个数×18 三、蛋白质的结构及多样性 二硫键的形成 巯基 二硫键 规律：蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均分子质量－18×脱去水分子数－2×二硫键的数目 。 三、蛋白质的结构及多样性 头发角蛋白之间的二硫键（烫发） 思考•讨论P31，回答下列问题： 1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 3.由21种氨基酸组成十肽,理论上这条肽链有多少种不同的可能?再形成蛋白质呢？ 2.人体如何消化蛋白质？ 这21种氨基酸能够组成2110种不同的多肽链。 经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。 三、蛋白质的结构及多样性 氨基酸 肽链 脱水缩合 蛋白质 一条或多条 空间结构肽链 盘曲折叠 氨基酸数目不同 氨基酸种类不同 氨基酸序列不同 肽链空间结构不同 三、蛋白质的结构及多样性 细胞中蛋白质结构多样性取决于什么？ 结构决定功能，结构改变影响功能。————镰状细胞贫血 蛋白质的盐析和变性 盐析：蛋白质溶液中加入无机盐溶液，导致蛋白质的溶解度降低而析出，但加水稀释后析出物消失 未破坏蛋白质结构 变性：强酸、强碱、温度过高或重金属离子，使蛋白质的空间结构遭到破坏（肽键一般无影响），蛋白质永久性失活 饱和食盐溶液 鸡蛋白溶液 加蒸馏水 空间结构是否改变 是否有活性 肽键是否断裂 盐析 变性 否 是 有 无 否 否 蛋白质的变性、水解和盐析 课本 P32 ①变性： ②水解：在蛋白酶或者肽酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。 蛋白质由于某些化学和物理等因素（高温、过酸、过碱、重金属盐等因素）导致空间结构被破坏，导致其理化性质和生物活性丧失的现象。 变性的过程中肽键不断裂。一般是不可逆变化。 水解和脱水缩合的过程相反。 ③盐析： 蛋白质溶液中加入无机盐溶液，导致蛋白质的溶解度降低而析出，但加水稀释后析出物消失 物理变化（由溶解度变化引起），蛋白质的空间结构没有变化。 下面是日常生活中的一些实例,你知道为什么吗? 含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。 加热以后，具备一定空间结构的螺旋形蛋白质分子链会松开，这是蛋白质的变性，蛋白质在变性后更加容易消化和吸收。 加酶的洗衣粉不宜用开水溶解。 绝大多数酶为蛋白质成分，蛋白质在高温时会变性，失去蛋白酶的功能。 沾有血渍、牛奶的衣服不易用热水洗净。 血渍、牛奶的主要成分是蛋白质，一般温度下，蛋白质能以胶体的形态溶解于水中，一旦受热，它就会凝固起来，不易溶解于水。 03 02 01 第2课时 与蛋白质形成过程有关的计算规律 (1)两分子氨基酸脱水缩合的产物是什么?三个氨基酸呢？n个氨基酸呢? (2) 蛋白质形成过程中脱去的水分子数与形成肽键数有什么关系? (3) 形成的一条多肽链中至少有多少个氨基和羧基? 二肽和1分子水, 三肽和2分子水, 多肽和(n-1)个水 脱水数=肽键数 一条多肽链至少含有一个氨基和一个羧基 【任务】根据氨基酸形成蛋白质的过程，思考并小组讨论以下几个问题。 四、有关的计算规律 (4)蛋白质中的肽键数、脱水数以及氨基酸个数、肽链数有什么关系？ 氨基酸 肽键 肽键数=6－1 肽键数=8－2 肽键数=3－1 肽键数=2－1 脱掉的水分子数呢？ 规律：蛋白质中的肽键数= 脱去水分子水数=氨基酸数-肽链数=n-m 注：n为氨基酸数，m为肽链数 （5）蛋白质中至少含有游离氨基、羧基的个数如何计算？ ①1条肽链至少含有 个游离氨基， 个游离羧基； ②m条肽链至少含有 个游离氨基或羧基。 规律： 至少含有游离氨基或羧基的个数=肽链数=m 1 1 m 四、有关的计算规律 （6）蛋白质的分子量计算 减少的分子量=脱去水的个数（肽键数）×18 蛋白质分子量= 氨基酸个数×氨基酸平均分子量 — 脱去水的个数×18 = n×a—(n—m)×18 注：n为氨基酸数，m为肽链数,a为氨基酸的平均相对分子质量 四、有关的计算规律 （7）蛋白质水解相关计算 例：若某蛋白质由一条肽链构成，蛋白质发生水解断开6个肽键，则需要消耗几分子水？ 由于形成的肽键数=脱去的水分子数，反过来水解时，需消耗的水分子数=断开的肽键数。 四、有关的计算规律 思考：10个氨基酸形成一条肽链，共形成多少个肽键？失去多少个水分子？ 8. 若氨基酸形成环状的肽链呢？ 结论：链状时，肽键数=脱去水分子数=氨基酸数—肽链数 结论：环状时，肽键数=脱去水分子数=氨基酸数 10个氨基酸形成一条环状肽链，共形成多少个肽键？失去多少个水分子？ 四、有关的计算规律 ★特别提醒：计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分子的减少外，还要考虑其他化学变化过程。 如肽链上二硫键(-S-S-)的形成，一个-S-S-是有两个-SH脱去两个H原子连接而成的， 即“-SH”+“-SH”→“-S-S-”+2H。 所以当有k个二硫键时， 蛋白质的相对分子质量= na-18(n-m) 。 -2k 规律：蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均分子质量－18×脱去水分子数－2×二硫键的数目 。 四、有关的计算规律 其实同步练习册第31页上的表格加总结，一切都已经是最好的安排 组成蛋白质的氨基酸种类不同 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 组成元素 C、H、O、N（S） 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：至少一个－NH2或一个－COOH连在同一个C原子上 脱水缩合 多肽 折叠盘曲 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 信息传递作用：如胰岛素 免疫作用：如抗体 组成 O C H C H2N OH R $