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”，系统涵盖蛋白质功能、氨基酸结构与种类、蛋白质结构层次及相关计算等核心知识。通过生活中富含蛋白质的食品实例导入，以“功能—基本单位—结构形成—多样性—应用”为脉络，设置思考讨论和例题作为学习支架。 其亮点在于突出生命观念中的结构与功能观，结合科学思维培养，通过氨基酸结构判断、肽键计算等例题及胰岛素、血红蛋白等实例，强化理论与生活联系。采用问题驱动教学，帮助学生理解蛋白质结构多样性决定功能多样性，教师可借助丰富检测题提升教学效率。

2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 转运 连接 膜蛋白功能 受体 酶 1、大豆制品： 豆腐、豆浆、腐竹等； 2、奶类制品： 奶粉、酸奶、牛奶等； 3、肉蛋类食品： 牛、羊肉、鸡蛋等。 富含蛋白质的食品: 蛋白质在体内能执行什么功能？ 2 一、蛋白质的功能 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、蛛丝、羽毛等的成分主要是蛋白质。 淀粉酶 丝氨酸蛋白酶 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。 胃蛋白酶 3、运输作用：有些蛋白质具有运输功能。如血红蛋白、载体蛋白。 图中央浅色区域的部分细胞分泌胰岛素 4、调节作用：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。 5、免疫作用：有些蛋白质有免疫功能。人体的抗体是蛋白质 艾滋病(AIDS)HIV抗体(Y状抗体) 抗体和抗原结合 总结：蛋白质的主要功能 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 ①结构：是构成细胞和生物体的重要物质，如肌球蛋白、肌 动蛋白等 ②催化：起生物催化作用，如绝大多数酶 ③运输：如血红蛋白、细胞膜上的载体 ④调节：如胰岛素和生长激素等 ⑤免疫：免疫过程中产生的抗体 注意： 酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA； 激素有蛋白质有脂质； 抗体全是蛋白质。 蛋白质 胃、小肠的消化 氨基酸 蛋白质可以被人体直接吸收利用吗？ 蛋白质必需经过消化成氨基酸才能被人体吸收 和利用。 氨基酸是组成蛋白质的基本单位。 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关系？ 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 观察下列几种氨基酸结构 思考∙讨论 氨基酸的结构特点 讨论 10 —NH2:氨基 —COOH:羧基 侧链基团R基 试一试,能不能推导出氨基酸的结构通式？ “氨基酸”这一名词代表了氨基酸分子结构中的重要部分是氨基和羧基 11 C R H COOH H2N 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 1、氨基酸的结构特点： ①至少有一个氨基（—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； ③R基不同，氨基酸种类不同，共有21种。 C H C N R H H O OH 氨基 羧基 H R基 氨基 羧基 R基 2、氨基酸的结构通式： 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 a.氨基、羧基不同表示方法： 2.特别关注： 或HOOC- “—”必须连在N或C上 b.氨基酸结构通式的不同表示方法： c.氨基、羧基、R基的正确书写格式分别为：—NH2、—COOH、—R (基团前的“—”不能省略) 或 H2N-CH-COOH R -C2H4O2N 一个氨基酸化学式为C5H11O2N，求该氨基酸中R基的化学式 —C3H7 数量关系（分子式）：R + C2H4O2N 判断 以下哪些是组成蛋白质的氨基酸?R基是什么？ C H NH2 COOH CH2 SH C H NH2 COOH CH2 HS CH H2N COOH H C H H2N H CH2 COOH √ √ × × C NH2 CH3 H2N H CH NH2 HOOC CH NH2 HOOC × √ 甘氨酸是分子量最小的氨基酸 3、氨基酸元素组成： 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 一定含C、H、O、N，可能还含S 4、氨基酸种类： 必需氨基酸： 非必需氨基酸： 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) 人体细胞不能合成，必须从外界环境中直接获取的氨基酸。 8种（婴儿9种，多一种组氨酸） （13种，婴儿12种） 氨基酸 有些同学有“偏食”的习惯，请分析这种习惯为什么不好？ 半必需氨基酸 蛋白质 蛋白质的功能 蛋白质的结构 相适应 氨基酸 多肽链中氨基酸排序 多肽链有律的折叠、盘曲 多肽链进一步地盘绕 不同多肽链之间相连 缩合 主链 R基团 空间结构 变性 失去 结构 调节 催化 运输 破坏 免疫 如 基本单位 结构通式 生命活动 属于 这里的总结把氨基酸和蛋白质的结构并列。这样做的原因是蛋白质的结构包括：一级结构、二级结构、三级结构和四级结构，一级结构就是指多肽链中氨基酸的排序，因此理论上氨基酸并不属于蛋白质的结构层次，所以这里并没有像教辅那样把氨基酸放在蛋白质的结构中处理。 C H COOH R2 H N 二肽 C H R1 H2N OH C O H 肽键 H2O 三、蛋白质的结构 1、氨基酸的结合方式：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)相连接，同时脱去一分子水。 ①水分子中的O和H来自于哪个基团？ ②肽键的写法？ 水分子中的O来自羧基，H来自羧基和氨基 C H COOH R2 H N OH H C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O 二肽 H2O 3个氨基酸脱水缩合： H2O 肽键 C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O 肽键 二肽 C H COOH R2 H N 肽键 三肽 H2O H2O 由几个氨基酸脱水缩合就是“几肽”（不是根据肽键数确定）。 由三个及三个以上氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽（链状）。 3个氨基酸脱水缩合： (1) 氨基酸个数6 肽键数5 (2) ◇-◇-◇-◇-◇ ◇-◇-◇-◇-◇ 氨基酸个数10 肽键数 8 结论1：脱去水分子数= 肽键数= 氨基酸个数－肽链条数 肽链条数1 肽链条数2 = = — — 脱去水分子数5 = = 脱去水分子数 8 1、肽链中的肽键数、脱去的水分子数、与氨基酸个数的关系 H2N— ——COOH 特别关注：蛋白质相关计算 2、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75和117。 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？ 174 特别关注：蛋白质相关计算 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 =ma-（m-n）×18 2、蛋白质相对分子量的计算 若氨基酸平均相对质量为a，氨基酸数为m，形成一条肽链，则形成的蛋白质相对分子质量为多少？ 若氨基酸平均相对质量为a，氨基酸数为m，形成n条肽链，则形成的蛋白质相对分子质量为多少？ 例题: 现已知构成蛋白质的氨基酸共21种，他们的平均相对分子质量为128，由50个氨基酸形成的某蛋白质的一条肽链的相对分子质量是 【 】 A 6400 B 2560 C 5518 D 2218 解析：50×128—49×18 例1　如图为牛胰岛素结构图，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 A.牛胰岛素含有50个肽键 B.牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个 —COOH C.牛胰岛素水解产物含有21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 √ --SH --SH --S—S-- +2H C H NH2 COOH CH2 SH 蛋白质中的二硫键 二硫键： （相对分子质量减少2） 2个巯基脱去两个氢原子 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 *若含有二硫键，形成一个二硫键去掉两个H，相对分子质量少2（不指出就默认不含有） 2、蛋白质相对分子量的计算 若氨基酸平均相对质量为a，氨基酸数为m，形成一条肽链，则形成的蛋白质相对分子质量为多少？ 若氨基酸平均相对质量为a，氨基酸数为m，形成n条肽链，则形成的蛋白质相对分子质量为多少？ —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____个羧基和_____个氨基。 一 一 m条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。 m m 蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=肽链的条数。 3、氨基数和羧基数的计算 结论 蛋白质中含有的游离的氨基或羧基数=肽链的条数+R基上氨基或羧基数 特别关注：蛋白质相关计算 例2　如图表示某蛋白质(无环状肽)中氨基酸和相关基团的数目。下列有关叙述错误的是 A.共有2条肽链 B.共有124个肽键 C.形成此蛋白质时，相对分子质量减少2 250 D.R基中共含有15个氨基 √ 特例： 1）肽键数: 3）若氨基酸数目为n，氨基酸平均相对分子质量为A，则多肽的相对分子质量为： nA-18n 环状肽 =脱水数=氨基酸数 2）游离的氨基和羧基的数目： 至少0个（R基中可能有） 蛋白质的结构 (2021·山东泰安高一期末)二硫键(—S—S—)是蛋白质中连接2 条肽链的1种化学键。右图是由280个氨基酸组成的某蛋白质的 结构图，对其叙述正确的是(　　) A．该蛋白质至少有2个游离的羧基 B．形成该蛋白质的过程中脱去了277个水分子 C．该蛋白质至少有280个氨基 D．该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、排列顺序三 方面决定 A 278 2个 还有肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构 产生蛋白质时减少的质量: 5008 例3　如图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个“—SH” (巯基)构成的二硫键，其作用是连接两相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为 A.(m－3)，18(m－3)＋4 B.(m－4)，18(m－4) C.(m－2)，18(m－2)＋4 D.m，18m √ 蛋白质（多肽）中N原子数= 蛋白质（多肽）中O原子数= —C NH2 H R1 —C— O N— H C H R2 —C— O N— H C— COOH H R3 4、蛋白质中的N、O原子的计算 特别关注：蛋白质相关计算 肽键数+肽链数（+R基中的N原子数） =氨基酸数（+R基中的N原子数） =各氨基酸氧原子总数—脱水分子数 肽键数+2×肽链数（+R基中的O原子数 ） =氨基酸数+肽链数（+R基中的O原子数 ） 主要在肽键中 例4　某多肽化合物M可被水解成1个五肽、2个三肽、3个四肽、4个二肽，下列有关分析错误的是 A.这些短肽中至少共含有10个氨基 B.这些短肽中共含有21个肽键 C.这些短肽中至少共含有62个氧原子 D.多肽化合物M中共含有31个氨基酸 √ 某多肽的分子式为C55H70O19N10，已知它由下列4种氨基酸组成：甘氨酸（C2H5NO2）、丙氨酸（C3H7NO2）、苯丙氨酸（C9H11NO2）、谷氨酸（C5H9NO4），那么该多肽彻底水解可产生多少个谷氨酸分子（） A. 4个  B.  5个 C.  6个 D.  3个 突破口为N、O等的数量 例5　某多肽长链分子式为C42H65N11O9，它彻底水解后只得到如图3种氨基酸，则此多肽中含有赖氨酸的个数为 A.2个 B.3个 C.5个 D.8个 √ 1.两种氨基酸结构式如图,它们在形成二肽时,最可能相互缩合的基团是( ) A.①与③ B.②与④或①与⑤ C.②与⑥ D.③与④ B 课堂检测 37 （1）该图中，①表示　      ，③表示　　 ，⑦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，序号是_____________ 。该图所示化合物 的名称是：　                   ，该化合物含有　　个氨基、 个羧基。 （4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由　　　   (序号）决定的。 氨基 肽键 羧基 四肽(多肽) 3 4 3 脱水缩合 2.根据下列化合物的结构分析回答下面的问题。 ③⑤⑥ ②④⑧⑨ 2 2 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 由氨基酸形成血红蛋白的示意图 2.蛋白质的结构层次 由氨基酸形成血红蛋白的示意图 2.蛋白质的结构层次 氨基酸 肽链 脱水缩合 具有空间结构的蛋白质 盘曲折叠 肽键 氢键、 二硫键 （注意：Fe在血红素基团中，不在氨基酸的R基中） 拓展延伸：蛋白质中的氢键与二硫键 1、氢键 主链上羧基残基的O原子与氨基残基的H原子之间形成氢键。 --SH --SH --S—S-- +2H C H NH2 COOH CH2 SH 拓展延伸：蛋白质中的氢键与二硫键 2、二硫键： （相对分子质量减少2） 2个巯基脱去两个氢原子 组成蛋白质的氨基酸有21种 蛋白质有多少种? 1010～1012种 ? 21种氨基酸为何能构成这么多种蛋白质呢？ 蛋白质的结构多样性的原因 四、蛋白质的结构及其多样性 构成肽链的氨基酸种类不同，肽链的结构则不同； 如果氨基酸用首字代表（如苏代表苏氨酸），~代表肽键，则下列几种情况由氨基酸构成的肽链是否相同？你能得出什么结论？ 构成肽链的氨基酸数目不同，肽链的结构则不同； 构成肽链的氨基酸排列顺序不同，肽链的结构则不同； H2N-苏~苏~苏-COOH H2N-苏~苏~苏~苏-COOH H2N-苏~苏~苏~苏~苏-COOH H2N-苏~苏~苏-COOH H2N-亮~亮~亮-COOH H2N-赖~赖~赖-COOH H2N-苏~亮~赖-COOH H2N-赖~苏~亮-COOH H2N-亮~赖~苏-COOH ① ② ③ 47 不是。多肽链从氨基端到羧基端顺序不同。 甘氨酸残基 半胱氨酸残基 半胱氨酸残基 甘氨酸残基 四、蛋白质结构的多样性 思考：1、上图所示是同一种多肽吗？ 2、体内21种常见氨基酸，能形成多少种10肽？ 2110 不是同一种二肽 —COOH —COOH H2N— H2N— 5、氨基酸排列与多肽种类计算 甲乙丙氨基酸，数量不限，它能形成的三肽种类最多为多少种？ 甲乙丙氨基酸，各1个，它能形成的三肽种类最多为多少种？ 特别关注：蛋白质相关计算 48 四、蛋白质的结构及其多样性 构成肽链的氨基酸种类不同，肽链的结构则不同； 如果氨基酸用首字代表（如苏代表苏氨酸），~代表肽键，则下列几种情况由氨基酸构成的肽链是否相同？你能得出什么结论？ 构成肽链的氨基酸数目不同，肽链的结构则不同； 构成肽链的氨基酸排列顺序不同，肽链的结构则不同； 肽链相同，构成的蛋白质结构一定相同吗？ H2N-苏~苏~苏-COOH H2N-苏~苏~苏~苏-COOH H2N-苏~苏~苏~苏~苏-COOH H2N-苏~苏~苏-COOH H2N-亮~亮~亮-COOH H2N-赖~赖~赖-COOH H2N-苏~亮~赖-COOH H2N-赖~苏~亮-COOH H2N-亮~赖~苏-COOH ① ② ③ 蛋白质结构多样性的原因？ 四、蛋白质的结构及其多样性 肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别 判断：蛋白质结构的多样性原因之一是氨基酸的空间结构多样性（ ） 氨基酸的种类 氨基酸的数目 氨基酸的排列顺序 肽链盘曲折叠方式 以及形成的空间结构 蛋白质结构的______ 不同 蛋白质功能的_______ 多样性 多样性 小结： 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 蛋白质的功能改变 空间结构改变 蛋白质的结构和功能相适应 （二）水解 肽键断裂，蛋白质水解为短肽或氨基酸。 五、蛋白质的水解、变性和盐析 蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出。 （一）盐析 可逆，蛋白质结构、活性不变。 （三）变性 高温、X射线、重金属盐、强酸、强碱等因素破坏蛋白质特定的___________，从而导致其__________的改变和__________丧失的现象，不可逆。但不破坏_____，因此依然能与____________发生紫色反应。 双缩脲试剂 肽键 空间构象 生物活性 ①鸡蛋、肉类煮熟易消化，原因是高温使蛋白质分子的__________变得伸展、松散，容易被________水解。 ②加酒精、加热、加酸等引起细菌和病毒的____________，可以达到消毒、灭菌的目的。 空间结构 蛋白酶 蛋白质变性 理化性质 教材P32 （蛋白酶或肽酶） 按照水解程度： 完全水解——氨基酸 不完全水解——小分子肽 蛋白质的水解： ※为什么糖尿病病人只能注射而不能口服胰岛素？ 因为胰岛素是一种蛋白质，口服会在消化道里以蛋白质的形式被消化 成氨基酸，而失去胰岛素的功能。 与社会的联系---蛋白质水解： 水解 ＋ 酶 蛋白酶、肽酶可以水解肽键 思考与讨论： 2.进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？ 人体中的蛋白质会不一样吗？ 胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等。 氨基酸--多肽--蛋白质。 不一样，其具有完成人体生命活动的结构与功能。 蛋白质的功能 Function of protein 思考: 民间有一种“吃什么补什么”的说法，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨? 食物中的蛋白质是大分子有机物，它们都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质才能被人体吸收，这些小分子都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质在人体内执行不同的功能 6、水解衍生出的计算 特别关注：蛋白质相关计算 蛋白质水解产物与蛋白质相比氧原子增加量 =水解的肽键数 水解 ＋ 酶 56 4.某五十肽中有丙氨酸(R基为—CH3)4个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示)，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)。下列有关叙述错误的是 A.新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基 B.该五十肽水解得到的几种有机物比原五十肽 增加了8个氧原子 C.若将得到的5个氨基酸缩合成五肽，则有5种不同的氨基酸序列 D.若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去4个H2O √ 1 2 3 4 5 跟踪训练 6 若49号丙氨酸出现在50号，请问增加几个氧原子？ 7 基本单位： ( ) 氨基酸 21种 种类： 必需氨基酸 非必需氨基酸 通式： 结构特点： 多肽 脱水 缩合 折叠 组装 蛋白质 计算方法 课堂小结 n个氨基酸 肽键数 脱水数 最少剩氨基，羧基 1条肽链 m条肽链 n-1 n-1 n-m n-m 1个，1个 m个，m个 ( ) ( ) 蛋白质 功能 59 一、概念检测 1. 判断下列有关蛋白质的表述是否正确。 (1) 蛋白质彻底水解的产物是氨基酸。( ) (2) 氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质。( ) (3) 只有细胞内才有蛋白质分布。( ) (4)蛋白质的空间结构与其功能密切相关。( ) 2.质量相等的下列食物中，蛋白质含量最多的是 ( ) A. 烧牛肉 B.烤甘薯 C.馒头 D.米饭 A 课堂练习 √ X X √ 课堂练习 3.下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是 ( ) 4.下列物质中，不属于蛋白质的是 ( ) A.胰岛素 B.胆固醇 C.胃蛋白酶 D.抗体 A B 二、 5 4 4 肽键 不具有 氨基酸的排列顺序决定脑啡肽的功能，氨基酸的排列顺序变了，新的物质就不再具有脑啡肽的镇痛功能。 感谢聆听 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