2.4蛋白质是生命活动的主要承担者课件-2026-2027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”，系统涵盖氨基酸结构、脱水缩合过程、蛋白质结构与功能多样性等核心知识。课堂以邹承鲁名言及组成细胞的分子引入，通过胰岛素人工合成案例衔接功能与结构，构建“组成-结构-功能”的知识支架。 其亮点在于融合生命观念（如血红蛋白结构改变影响功能体现结构与功能观）、科学思维（脱水缩合计算及氨基酸序列多样性推导培养归纳推理能力）和态度责任（我国人工合成胰岛素激发民族自豪感）。采用问题探讨、自主学习及随堂巩固，学生能深化理解并提升应用能力，教师可高效开展教学。

课标要求 学习目标 核心内容 阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成 1.概述构成蛋白质的氨基酸的结构特点、氨基酸的脱水缩合过程,培养归纳与推理能力 2.举例说明蛋白质的功能,分析蛋白质结构与功能多样性的关系,形成结构和功能观 3.认同蛋白质与人体的营养、健康等存在紧密联系。介绍我国首次人工合成胰岛素，激发民族自豪感，培养学生爱国主义精神（社会责任） 1.氨基酸脱水缩合成蛋白质的过程 2.蛋白质的结构和功能及其多样性 第五届花生 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 阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。 ——邹承鲁 水 无机盐 糖类、核酸 脂质 蛋白质 动物试验获得成功的场面 第五届花生 蛋白质不仅是是含量最多的有机化合物，也是生命活动的主要承担者 一. 蛋白质的功能（P28—29） Q1.胰岛素有什么功能、怎样证明人工合成胰岛素的有同样功能？ 注射大量胰岛素 小鼠惊厥，证明人工合成的胰岛素有降血糖的生物活性。 Q2.阅读教材P28～29“蛋白质功能部分”，回答下列问题： （1）胰岛素降低血糖属于蛋白质哪种功能？ （2）举例并概括蛋白质的其他功能？ 胰岛B细胞 靶细胞 蛋白质具有传递信息、调节生命活动的作用。 第五届花生 一. 蛋白质的功能（P28—29） 1.传递信息、调节生命活动，如胰岛素。 蛋白质的功能 胰岛B细胞 靶细胞 2.催化化学反应，如淀粉酶、蛋白酶。 3.免疫作用，如抗体。 4.运输作用，如血红蛋白运输O2。 5.构成细胞、生物体结构，如结构蛋白。 生命活动离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。 Q3.传递信息的物质、具有催化作用的物质都是蛋白质吗？ 第五届花生 Q1.传递信息的物质都是蛋白质吗？都能口服吗？Q2.具有催化作用的都是蛋白质吗？ 一. 蛋白质的功能（P28—29） 组成结构 蛋白质功能的多样性 蛋白质结构的多样性 相适应 空间结构层次 催化作用 运输作用 免疫作用 调节作用 氨基酸层次 1010～1012 第五届花生 英国桑格经过10年努力，在1952年测得了胰岛素的全部氨基酸序列。作为蛋白质的基本单氨基酸有怎样的特点呢？ 二. 蛋白质的结构（P29—32） 1.蛋白质的基本组成单位——氨基酸： C C C C 氨基 羧基 侧链基团（R基） Q1.结构的异同点、氨基酸的含义？ 氢原子 ②氨基（____）：碱性，羧基（______）：酸性；氨基酸为含氨基的羧酸。 -NH2 -COOH 注： ①人体R基有___种，决定氨基酸的种类、理化性质；最简单的R基是___。 21 -H 第五届花生 注意基团的写法，位置可换只要键够。 ★★试一试—— COOH —C— H H2N CH3 CH3 —C— H H2N COOH H2N-CH2-COOH H- 不含氨基 未连接在同一个碳原子上 下列哪些物质是构成蛋白质的氨基酸，写出它们的R基。 能否写出代表21种氨基酸的结构通式？组成元素？ R H H2N—C—COOH 结构通式 氨基酸只能有一个氨基、羧基吗？ 注：③氨基酸可以有多的氨基、羧基或S元素（在R基上）。 第五届花生 将R写在29页思考.讨论旁，方便讨论氨基酸的特殊点。R基上可以有其他元素、可以有氨基、羧基 1.蛋白质的基本组成单位——氨基酸： Q2.胶原蛋白是细胞外基质的主要成分，其非必需氨基酸含量高于蛋清蛋白，二者谁营养价值更高，为什么?【阅读P30“与社会联系”回答】 （4）21种氨基酸 ①必需氨基酸：8种；不能合成，只能从食物中获取。 ②非必需氨基酸：13种；可合成，可从食物中获取。 （赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸； 苏氨酸、甲硫（蛋）氨酸、缬氨酸。） 二. 蛋白质的结构（P29—32） Q3.胶原蛋白为什么可以被人体吸收，吸收后还是原来的蛋白质吗？ 胃/胰蛋白酶、肽酶等水解为氨基酸；合成新的蛋白质。 第五届花生 婴幼儿还应加组氨酸；证明是不是必需氨基酸？ ★★问题探讨——胰岛素的合成： 科学家历经千辛万苦，终于明确胰岛素是由17种氨基酸、51个氨基酸组成。作为合成胰岛素工作者，你下一步会干什么？ 各种各样的多肽 桑格 10年测得氨基酸排序 6年零9个月努力 第五届花生 2.蛋白质的结构及其多样性： 二. 蛋白质的结构（P29—32） 【自主学习】阅读教材P30，回答下列问题： （1）完成过程①的化学反应称作________,物质②的名称是_____,结构③的名称是____。  （2）产物水中的H原子来源于__________（基团名称）,O原子来源于_____。 （3）②与甘氨酸反应的产物叫作_____，尝试画出来____________。 脱水缩合 二肽 肽键 氨基和羧基 羧基 三肽 第五届花生 可以先人模拟：两人握手（脱水缩合），生成一个水分子掉落，两人之间形成连接（肽键）。多个氨基酸手拉手，就形成了一条肽链。再画。 2.蛋白质的结构及其多样性： （1）脱水缩合： ①氨基酸的结合方式：________，即一个氨基酸分子的___________和另一个氨基酸分子的__________相连接，同时脱去_________。 ②肽键(__)：连接___________的化学键。 ③二肽、三肽、多肽：由_________________氨基酸脱水缩合形成的化合物叫做二肽(三肽、多肽）。 ④肽链：____通常呈____结构，叫做肽链。 二. 蛋白质的结构（P29—32） 羧基(-COOH) 氨基(-NH2) 脱水缩合 两个氨基酸 一分子水 - (三个、多个) 两个 多肽 链状 三肽 第五届花生 H2O 肽键 － OH ‖ O －C－C R2 H － － －N H － －C －C R1 H2N H － － ‖ O OH － H 二肽 注： ①脱水缩合形成的H2O，H来自__________和___________；O只来自____；__基上的氨基、羧基一般不参与脱水缩合。 氨基(-NH2) 羧基(-COOH) 羧基 R 2.蛋白质的结构及其多样性： （1）脱水缩合： 第五届花生 肽键 －C－COOH R3 H － － －N H － H OH － 肽键 ‖ O －C R1 H2N H － － －C －C－C R2 H － － －N H － ‖ O 三肽 H2O H2O 2.蛋白质的结构及其多样性： （1）脱水缩合： 第五届花生 学生写几肽、几个肽键 ★★试一试——脱水缩合（P32）： Q.肽键数、脱去水分子数、氨基酸个数之间的关系？ 脱去水分子数=肽键数=氨基酸个数-1 含4个肽键→由5个氨基酸脱水缩合形成→叫五肽 第五届花生 ★★试一试——脱水缩合： 胰岛素由51个氨基酸脱水缩合形成的2条肽链组成， 其中A链含21个氨基酸，B链含30个氨基酸。 （1）A链叫_______肽、脱去了________分子水、形成了___个肽键； B链叫_______肽、脱去了________分子水、形成了____个肽键。 （2）51个氨基酸脱水缩合形成的2条肽链，脱去了________分子水、形成了___个肽键。 二十一 21-1=20 20 三十 30-1=29 29 51-2=49 49 注：②肽键数__脱去的水分子数=__________________________。 = 氨基酸个数(n)-肽链条数(m) （3）相对于反应物（51个氨基酸），胰岛素的相对分子质量减少了______ 49×18+3×2=888 注：③蛋白质相对分子质量=_____________________________________。 氨基酸相对分子质量-18（n-m) 第五届花生 ★★试一试——脱水缩合： 胰岛素由51个氨基酸脱水缩合形成的2条肽链组成， 其中A链含21个氨基酸，B链含30个氨基酸。 （4）A、B链有多少个氨基、羧基，在哪里？ 注：④1条肽链至少有1个氨基(-NH2)、羧基(-COOH)分别在肽链的两端；多的在R基上。 （5）由21个氨基酸脱水缩合形成的1条环肽组成，则脱水去的水分子数、肽键数分别是多少？ 肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数 第五届花生 ★★试一试——脱水缩合： （6）肽链的N原子主要在氨基吗？个数和什么有关？ —NH2 = —CO—NH— —R中N数 N原子数 N个数=氨基酸数+R基上N —COOH×2 = —CO—NH— —R中O数 O原子数 O个数=氨基酸数+肽链数+R基上O 第五届花生 ★★快问快答——脱水缩合相关计算总结： 一条肽链 m条肽链 环肽 肽键 脱去水分子 减少的分子量 多肽相对分子质量 至少含有的氨基或羧基数 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 第五届花生 2.蛋白质的结构及其多样性： （2）蛋白质结构多样性的原因： 二. 蛋白质的结构（P29—32） 桑格 已知A链共有10种21个氨基酸，脱水缩合形成的21肽共有多少种可能的氨基酸序列？（每种氨基酸数量足够多） 10 × 10 10 …… …… 10 10 10 …… 1021 ①氨基酸的种类、数目、排列顺序不同。 第五届花生 2.蛋白质的结构及其多样性： （2）蛋白质结构多样性的原因： 二. 蛋白质的结构（P29—32） 在完成牛胰岛素两条链组合的初期得到的产物生物活性大约为0.7%～1%，随后提高到5%～10%，最终我国科学家将其活性提高到了与天然胰岛素一样的生物活性。为什么在相同氨基酸序列的前提下，牛胰岛素活性差别如此之大？ ②肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。 第五届花生 3.蛋白质的结构层次： 二. 蛋白质的结构（P29—32） Q.完成流程图，思考肽链是通过什么方式形成一定空间结构的蛋白质？ CHON(S) 氨基酸 二肽、三肽、 多肽（肽链） 1条或几条肽链 一定空间结构的蛋白质 脱水缩合 盘曲、折叠 氢键 二硫键等 第五届花生 ★★试一试——结构与功能的关系： 资料：正常血红蛋白空间结构为球状，红细胞呈两面凹圆盘状；若血红蛋白中谷氨酸被缬氨酸替换，血红蛋白会聚合成纤维状，红细胞扭曲为镰刀状，运输氧的能力显著降低。 请从蛋白质结构的角度，分析出现该现象的原因。 血红蛋白谷氨酸被缬氨酸取代→多肽链的氨基酸排列顺序改变→使血红蛋白的空间结构发生改变，结构决定功能→运输氧气的功能下降。 肽链错误折叠有关 第五届花生 自然界中有没有可以改变蛋白质的结构的因素呢? 4.蛋白质的变性与水解： 【自主学习】阅读教材P32，回答下列问题： Q1.煮熟的鸡蛋、肉类，为什么便于吸收？哪些方式可以消毒、灭菌？ Q3.取少量蛋清稀溶液，向其中加入较多食盐，溶液中析出白色絮状蛋白质沉淀；把沉淀取出，加入足量蒸馏水振荡，沉淀重新溶解，恢复澄清。析出白色絮状物属于变性、水解吗？ 高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。 Q2.变性、水解的区别？ 加热、加酸、加酒精等。 （1）变性：物理、化学因素作用破坏空间结构、 （2）水解：酶断肽键形成肽或氨基酸； （3）盐析：加入某些无机盐溶液后，降低蛋白质溶解度、可逆。 不可逆、 仍可与双缩脲试剂呈紫色 第五届花生 化学因素：强酸、强碱、重金属盐、酒精、丙酮、尿素等；物理因素：高温、紫外线、X射线、剧烈振荡、强磁、超声波等 ★★随堂巩固： 对蛋清进行下列两种操作，下列说法错误的是（ ） A.④过程有水分子的消耗 B.③、④过程分别破坏了蛋白质的空间结构、肽键 C.①、②过程未破坏蛋白质的空间结构、肽键 D.分别向甲乙溶液加入双缩脲试剂，甲会变紫乙不会 D 第五届花生 ★★随堂检测：角蛋白是头发的主要成分,由2条肽链组成,含有2个二硫键。下图表示烫发的原理,下列有关角蛋白的说法,不正确的是 A.烫发过程中角蛋白的肽键没有断裂 B.角蛋白至少含有两个游离的氨基和羧基 C.氨基酸形成角蛋白的过程中,丢失的H仅来自氨基和羧基 D.烫发过程中涉及二硫键的断裂和形成 第五届花生 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） 结构通式： 特点：有一个－NH2和一个－COOH、-H、R基连在同一个C原子上。 脱水缩合 多肽 （1）氨基酸的种类、数目、排列顺序不同 （2）肽链盘曲、折叠的空间结构不同 盘曲折叠 蛋白质 结构多样性 功能多样性 ①构成生物体,如结构蛋白 ②运输作用,如血红蛋白 ③催化作用,如酶 ④调节作用,如胰岛素 ⑤免疫作用,如抗体 小结 第五届花生 Lavf57.62.100 $