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、蛋白质结构多样性及相关计算等核心知识。课堂从生活中富含蛋白质的食品导入，通过“蛋白质能否直接吸收”的问题引出氨基酸，再逐步讲解脱水缩合、肽链形成及空间结构，构建从功能到结构的学习支架。 其亮点在于融入生命观念（如血红蛋白空间结构与运输功能体现结构与功能观）和科学思维（通过讨论氨基酸结构异同、计算肽键数培养逻辑分析），采用实例分析（镰状细胞贫血）和表格总结（功能分类、变性盐析对比），帮助学生系统掌握知识，教师可借助丰富习题和合作学习活动提升教学效率。

2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 你能够说出几种富含蛋白质的食品？ 大豆制品 奶类制品 肉蛋食品 蛋白质在生命活动中有哪些作用？ 目标一：蛋白质的功能 一：蛋白质的功能 一：蛋白质的功能 一：蛋白质的功能 目标一：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。 功能 实例 结构蛋白 组成生物体结构 羽毛、肌肉、蛛丝、头发等含有结构蛋白 功能蛋白 ________功能 绝大多数酶是蛋白质 ______功能 能运输氧气、载体蛋白 信息传递、调节作用 胰岛素等蛋白质类激素 ______功能（防御） 可抵御病原菌的侵害 催化 运输 免疫 目标一：蛋白质的功能 ①细胞的结构物质 ②信息传递和调节 ③催化功能 ④免疫功能 ⑤运输功能 a.血红蛋白运输氧 b.抗体是蛋白 c.胰岛素调节血糖浓度 d.肌肉、毛发等的主要成分 e.绝大多数酶是蛋白质 例1.连线题 问题探讨 蛋白质能被人体直接吸收吗？为什么？ 不能，蛋白质是大分子物质，需要被分解成氨基酸之后才能被人体吸收 氨基酸是蛋白质的基本单位 二、蛋白质的基本单位 ——氨基酸 非必需氨基酸：共13种，人体可自身合成的氨基酸 必需氨基酸：共8种，人体不能自身合成的氨基酸 组成人体蛋白质的21种氨基酸 1.人体内的氨基酸 赖氨酸，甲硫氨酸，缬氨酸，异亮氨酸， 苯丙氨酸，亮氨酸，色氨酸，苏氨酸。 （来 家 携 一 本 亮 色 书） 2.氨基酸的结构 甘氨酸 甲硫 氨酸 半胱氨酸 缬氨酸 元素组成？ 结构异同？ CHON（S） 2.氨基酸的结构 甘氨酸 甲硫 氨酸 半胱氨酸 缬氨酸 观察这几种氨基酸结构： 讨论 1、它们结构有哪些相同部位？ 有哪些不同部位？ 2、能不能写出它们结构通式？ 2.氨基酸的结构 甘氨酸 甲硫 氨酸 半胱氨酸 缬氨酸 氨基 羧基 侧链基团（R基） C R C H2N OH O H 氨基 羧基 侧链基团 特点： 1、每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并连在同一个碳原子上。 3.氨基酸分子结构通式： C 2、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基的不同决定了氨基酸分子的不同。 练习1： COOH —C— H H2N CH3 ① —C— —C H2N COOH H H CH3 CH3 ② —C—— ③ H2N COOH H —C— H CH3 CH3 下面属于氨基酸的是________ ① ③ NH2 —C— H H2N CH3 ④ H2N—C— COOH H H H—N—C— C—OH H O H H = 练习2:根据氨基酸通式,写出下面两种氨基酸的R基： R基分别是: H2N－C－C－OH H O CH2 － SH －CH2 －SH －CH2 －COOH H2N－C－C－OH H O CH2 － COOH H2N—C— C—OH H O R 氨基酸：21种 蛋白质： 1010～1012 ? 例2.下列关于生物体内氨基酸的叙述，正确的是（ ） A.氨基酸是蛋白质分子的基本单位，由氨基和羧基组成 B.组成人体的氨基酸都在人体内合成 C.每个氨基酸分子都只有C、H、O、N四种元素 D.组成蛋白质的氨基酸共有的结构是 D 例3.根据“通式”判断，下列物质不是组成蛋白质的氨基酸是（ ） A. B. C. D. D 氨基酸：21种 蛋白质： 1010～1012 氨基酸是如何组成蛋白质的呢？ 三：蛋白质的结构及其多样性 肽键 C H R1 NH2 OH C O H2O C H COOH R2 H N H 脱水缩合 氨基和羧基 羧基 三、蛋白质的结构及其多样性 氨基酸的结合方式—脱水缩合 1 二肽 两个 一分子 -NH-CO-或-CO-NH- 肽键 肽键 1.肽键：连接两个氨基酸分子的化学键： 。 2.二肽：由 氨基酸分子缩合而成的化合物。 水中H来自： 。 水中O来自： 。 3.生成一个肽键，脱去（ ）水 氨基酸的R基不参与脱水缩合反应。 注意：由几个氨基酸构成，就称为几肽。 ◆三肽（多肽）： 。 ◆肽链： 。 C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O C H COOH R2 H N 肽键 三肽 肽键 三肽 由三个或多个氨基酸分子缩合而成的化合物 多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又叫肽链 三、蛋白质的结构及其多样性 氨基酸的结合方式—脱水缩合 1 —C H2N H H —C— O N— H C— CH3 H COOH —C— O N— H C— H CH2 C O NH2 —C— O N— H H CH2 C COOH ① ② ④ ⑥ ⑤ ⑦ ⑧ ③ （1）该化合物中，①表示_____⑦表示______③ 表示_____ ； （2）该化合物由____个氨基酸通过____________ 反应，失去____个水分子形成的，有氨基___个，有羧基__个，含有____个肽键。 （3）该化合物称为 _______ 氨基 羧基 肽键 2 2 四肽 4 脱水缩合 3 3 三、蛋白质的结构及其多样性 典例应用 氨基酸脱水缩合形成的多肽链，就是蛋白质吗？ 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 三、蛋白质的结构及其多样性 肽链形成蛋白质 为什么肽链能够折叠？ 空间结构靠什么维持？ 2 S S C O HO O - 氢键 二硫键 S S 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。 为什么肽链能够折叠？空间结构靠什么维持？ 三、蛋白质的结构及其多样性 肽链形成蛋白质 2 （丢失两个H） —SH —SH —S—S— + 2H 二硫键的形成 1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 氨基酸→二肽→三肽→……→多肽→一条或几条多肽链盘曲折叠形成蛋白质。 蛋白质 多肽 氨基酸 胃蛋白酶 肠肽酶 胰蛋白酶 不一样，人体中的蛋白质具有完成人体生命活动的结构和功能。 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？人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？ 三、蛋白质的结构及其多样性 3.如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？（每种氨基酸数量足够多） 思考.讨论 2110 α-螺旋 β-折叠 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 决定 ________ (蛋白质类激素) ________ (大多数酶) ________ (载体蛋白) ________ (抗体) 种类 数目 排列顺序 ________ (头发、蛛丝) 调节 催化 运输 免疫 结构 三、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质结构多样性的原因 3 结构多样性 功能多样性 1.氨基酸层面 2.肽链层面 三、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质结构与功能相适应 4 蛋白质空间结构改变或破坏 蛋白质的功能减弱或丧失 导致 β链6号 缬氨酸 替 换 β链6号 谷氨酸 正常血红蛋白(球状) 异常血红蛋白(纤维状) 正常β链 异常β链 正常圆饼状 异常镰刀状 镰状细胞贫血患者血红蛋白运输氧的能力大为削弱 帕金森病、囊性纤维化、阿尔茨海默病等——直接源于 。 肽链折叠错误 还有其他方式可以改变蛋白质的构象吗？ 蛋白质溶液 三、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质变性、盐析、水解 5 高温、强酸碱、 重金属盐、酒精等 空间结 构改变 丧失生物学活性 水溶性下降 更易水解 不可逆 ①变性 ②盐析 肽键都没断裂 加入相应酶 ③水解 水解酶 彻底水解 短肽 氨基酸 水解酶 初步水解 蛋白质 可逆 加入某些盐 空间结构不变，形成沉淀而析出 都能与双缩脲试剂产生紫色 种类 变性 盐析 水解 空间结构 生理活性 肽键 是否可逆 与双缩脲混合 未破坏 破坏 破坏 未丧失 破坏 丧失 未破坏 破坏 未破坏 可逆 不可逆 不可逆 紫色 紫色 紫色(含酶蛋白) 三、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质变性、盐析、水解 5 小结 低温不破坏蛋白质的空间结构,只是抑制其功能。 思考与讨论 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？人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？ 蛋白质 多肽 二肽 氨基酸 多肽 蛋白质 胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等 消化道 人体细胞 1.蛋白质的变性 【合作学习】蛋白质的变性、盐析、水解、消化与吸收： 蛋白质的变性：一般认为蛋白质的变性作用，主要是蛋白质分子的空间结构发生了改变。因为蛋白质分子是通过 、 等，使蛋白质形成一定的空间结构，而促使变性的理化因素可使氢键、离子键等断裂，但 没有被破坏，还能与 产生 反应。 不可逆 空间结构被破坏 氢键 离子键 肽键 双缩脲试剂 紫色 镰状红细胞 物理因素：加热、剧烈振荡或搅拌、超声波、强磁、紫外线及X射线等。 化学因素：强酸、强碱、重金属离子，及某些弱酸、尿素、酒精、丙酮等。 应用：通过加热、加酸、加酒精灯引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。 1.蛋白质的变性 【合作学习】蛋白质的变性、盐析、水解、消化与吸收： 蛋白质的盐析：向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以降低蛋白质的 ，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，这种作用叫作盐析。盐析是 变化，盐析过程中蛋白质的结构不发生变化，可复原。 2.蛋白质的盐析 溶解度 物理 可逆 【合作学习】蛋白质的变性、盐析、水解、消化与吸收： 蛋白质的盐析：向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以降低蛋白质的 ，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，这种作用叫作盐析。盐析是 变化，盐析过程中蛋白质的结构不发生变化，可复原。 溶解度 物理 可逆 3.蛋白质的水解 （1）氨基酸脱水缩合的逆过程， 被水解，H2O中的一个H原子和O原子参与羧基的形成，另一个H原子参与氨基的形成。 （2）脱水缩合时脱掉了多少个水分子水解时就需要多少个水分子。 （3）蛋白质初步水解（不完全水解）产物是大小不等的肽段和氨基酸：彻底水解（完全水解）产物是氨基酸。 （4）蛋白质可被酸碱或蛋白酶催化水解。 肽键 【合作学习】蛋白质的变性、盐析、水解、消化与吸收： 4.蛋白质的消化与吸收 （1）消化：能对食物中的蛋白质进行消化的器官是胃和小肠。在胃部，胃液中的胃蛋白酶将蛋白质初步消化为多肽；在小肠中，肠液和胰液中的酶将多肽分解为氨基酸。 （2）吸收：蛋白质经过消化形成的氨基酸在小肠部位被吸收进入血液中。 【合作学习】蛋白质的变性、盐析、水解、消化与吸收： 例4.右图为某多肽的结构示意图，下列有关叙述正确的是（ ） A.该化合物为三肽 B.形成该多肽的过程中产生的H2O中的O全部来自羧基 C.该多肽中含有4个肽键 D.形成该多肽的过程中脱去的水分子数与氨基酸数相等 B 例5.（多选）骨骼肌和心肌细胞的主要成分都是蛋白质，但是两者在功能上不尽相同，其原因可能是（     ） A.组成肽键的化学元素不同 B.组成蛋白质的氨基酸排列顺序不同 C.肽链的空间结构不同 D.组成蛋白质的氨基酸种类和数量不同 BCD 组成元素 C、H、O、N（S） 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： 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 组成 决定 O H H2N R C C OH 蛋白质是生命活动的 主要承担者 课堂总结 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 SZ-LWH 肽键数= 肽键数（脱水数）与氨基酸数目的关系： =氨基酸数－1 脱去的水分子数 （链式结构） 肽键数= =氨基酸数－2 脱去水分子数 肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数-肽链数 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 五、蛋白质的相关计算 SZ-LWH 肽键数（脱水数）与氨基酸数目的关系： 肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数 如n个氨基酸构成一个环状多肽，有____个肽键，脱去____个水分子。 （环状结构） n n 四、蛋白质的相关计算 SZ-LWH 蛋白质中游离氨基和羧基的数目： 蛋白质中氨（羧）基数= 1 + R基上氨（羧）基数 1 至少含有的氨（羧）基数= 一条肽链上至少含有一个游离的氨基和羧基 游离氨（羧）基数目=肽链数+R基中氨（羧）基数 C H C R1 H2N O N H C H C R2 O N H C H C R3 O N H C H C R4 O N H C H C R5 O N H C H C R6 O N H C H COOH R7 四、蛋白质的相关计算 SZ-LWH 蛋白质相对分子质量的计算： 例：假设氨基酸的平均相对分子质量为100，152个氨基酸形成的一条多肽链的相对分子质量是多少？ 152×100 -151×18 =12482 蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量 - 脱去的水分子数×18 四、蛋白质的相关计算 小结 归纳：计算 假设：氨基酸平均分子量为a 肽链数 氨基酸数 肽键数 脱水数 蛋白质 相对分子质量 氨基数 羧基数 1条 n n－1 n－1 an－18(n－1) 至少 1个 至少 1个 m条 n n－m n－m an－18(n－m) 至少 m个 至少m个 环状肽 （0条） n n n an－18n 最少 0个 最少 0个 四、蛋白质的相关计算 SZ-LWH 蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量 - 脱去的水分子数×18 -二硫键数×2 S S SH + HS + 2H 若存在二硫键 四、蛋白质的相关计算 SZ-LWH 蛋白质中原子数计算： N原子数= 肽键数＋肽链数＋R基上N原子数 =各氨基酸N原子总数 O原子数= 肽键数＋2×肽链数＋R基上O原子数 =各氨基酸O原子总数－脱去水分子数 H原子数= 各氨基酸中H的总数－2×脱水数 C H C R1 H2N O N H C H C R2 O N H C H C R3 O N H C H C R4 O N H C H C R5 O N H C H C R6 O N H C H COOH R7 C原子数=氨基酸数× 2＋R基上的碳原子数 四、蛋白质的相关计算 例6.某一蛋白质由4条肽链组成，共含有109个肽键，则此蛋白质分子中至少含有的-NH2和-COOH个数及合成此蛋白质所需的氨基酸数分别为（    ） A．105，105，105 B．110，110，110 C．4，4，113 D．1，1，113 C 例7.某多肽链的分子式为（C49H71N11O9，它彻底水解后只得到以下3种氨基酸，若该多肽链中含有2个甘氨酸，则此多肽中含有的苯丙氨酸和赖氨酸的个数分别为（    ） A．2个、5个 B．2个、3个 C．3个、3个 D．3个、5个 C 例8.某三十九肽中共有丙氨酸（R基为-CH3）4个，现在去掉其中的丙氨酸得到长短不等的多肽（如图），下列有关该过程的叙述中错误的是（     ） A.肽键数目减少8个 B.碳原子减少12个 C.氨基和羧基分别增加3个 D.氧原子数目减少1个 A （1）该化合物分子中有_____个肽键，该物质水解时需要_____个水分子，该化合物是_____肽。 （2）该化合物中含有游离的 个氨基， 个羧基。 （3）若氨基酸的平均分子量是128，那么该化合物的分子量应该是__。 （4）某蛋白质含n个氨基酸，有m条肽链组成，该蛋白质含氧原子数至少为 个。 例9.根据下图所示化合物的结构简式图，回答下列问题： 2 2 2 2 348 n+m 3 $