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通式、脱水缩合、蛋白质结构多样性及功能等核心知识。通过“手术缝合线被人体吸收”的问题探讨导入，引导学生从蛋白质功能追溯至组成单位氨基酸，再探究结构多样性原因，搭建从现象到本质的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过球棍模型构建氨基酸结构、小组合作拼蛋白质模型等活动培养建模能力，结合必需氨基酸与健康、劣质奶粉事件渗透态度责任，用蛋白质变性（如煮鸡蛋易消化、消毒原理）实例强化生命观念中的结构与功能观。学生能深化理解，教师可提升教学互动性与知识传递效率。

必修一 《分子与细胞》 第二章 组成细胞的分子 第四节 蛋白质是生命活动的主要承担者 学习目标 1.比较氨基酸结构，求同归纳出氨基酸的结构通式与特点。 2.说明肽键的形成过程，阐明蛋白质的基本组成单位是氨基酸。 3.解释蛋白质的结构与功能相适应，认同细胞的主要功能由蛋白质完成。 4.认同蛋白质与人体的营养、健康等存在紧密联系。 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 讨论： 1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收? 人体组织有相似的胶原蛋白 2.这种缝合线发生什么样的变化才能被吸收？这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？ 分解成小分子物质 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、功最多样的分子。细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才能起作用。蛋白质是生命活动的主要承担者。 讨论：为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者？ 总结得出蛋白质的功能。 结构蛋白 信息传递 催化 运输 免疫 细胞的各项生命活动都离不开蛋白质 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? 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 作为手术缝合线的胶原蛋白之所以能被人体组织吸收，是因为胶原蛋白被分解为可以被人体吸收的氨基酸。 在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。氨基酸是组成蛋白质的基本单位。氨基酸的结构是怎样的呢? C C O OH H H2N H C C O OH H H2N CH CH3 CH3 C C O OH H H2N CH3 C C O OH H H2N CH2 SH CH3 CH3 C C O OH H H2N CH2 CH 甘氨酸 丙氨酸 缬氨酸 半胱氨酸 亮氨酸 相同点？ 区别？ 氨基 羧基 R 基 小组活动 尝试使用球棍模型构建氨基酸分子结构通式的物理模型。 尝试写出氨基酸的结构通式 C C O OH H H2N H C C O OH H H2N CH CH3 CH3 C C O OH H H2N CH3 C C O OH H H2N CH2 SH CH3 CH3 C C O OH H H2N CH2 CH 甘氨酸 丙氨酸 缬氨酸 半胱氨酸 亮氨酸 C R H COOH H2N 尝试总结氨基酸的结构特点 每种氨基酸都至少含有一个氨基（-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。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示。 各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。 C R H COOH H2N 组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其中有8种是人体细胞不能合成的，它们是赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋(甲硫)氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取，因此，被称为必需氨基酸。经常食用奶制品、肉类、蛋类和大豆制品，人体一般就不会缺乏必需氨基酸。另外13种氨基酸是人体细胞能够合成的，叫作非必需氨基酸。 与社会的联系 国务院调查组通过卫生学调查证实，不法分子用淀粉、蔗糖等价格低廉的食品原料全部或部分替代乳粉，再用奶香精等添加剂进行调香调味，制造出劣质奶粉，使婴儿缺少生长发育所必需的 蛋白质等。长期食用这种劣质奶粉会导致婴幼儿营养不良、生长停滞、免疫力下降，进而并发多种疾病甚至死亡。  蛋白质与人体的营养、健康等存在紧密联系 必需氨基酸 氨基酸的种类有限，但却构成了种类繁多、功能多样的蛋白质。 组成人体细胞的氨基酸有21种 人体内有数万种蛋白质 脱水缩合 C C O OH H N R1 H H C C O OH H N R2 H H H2O C C O H N R1 H H C C O OH H N R2 H 肽键 二肽 小组讨论：若有三个氨基酸脱水缩合，形成的化合物叫什么？形成了几个肽键?至少有几个游离的氨基、羧基？ 若四个氨基酸脱水缩合呢？ 游离的 氨基 游离的 羧基 链状肽 环状肽 肽键数目=氨基酸数目-1 游离的氨基：至少1 游离的羧基：至少1 肽键数目=氨基酸数目 游离的氨基：至少0 游离的羧基：至少0 以此类推，由多个氨基酸缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫做多肽。多肽通常呈链状结构，叫做肽链。由于肽链上不同氨基酸之间还能形成氢键等，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。许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起。 氨基酸形成血红蛋白的示意图 小组活动 不同种类的氨基酸 小组成员合作用小圆片拼成一个蛋白质吧 氨基酸数目相同 不同 氨基酸种类 氨基酸种类相同 不同 氨基酸数目 氨基酸数目相同 氨基酸种类相同 不同 氨基酸排列顺序 三条肽链相同吗？ 肽链盘曲折叠形成的空间结构不同。 总结： 蛋白质结构多样性的原因？ 在细胞内，组成一种蛋白质的氨基酸数目可能成千上万，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，因此，蛋白质分子的结构极其多样，这就是细胞中蛋白质种类繁多的原因。 每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。 人正常的血红蛋白空间结构呈球状，由它参与组成的红细胞呈两面凹的圆盘状，如果血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，就可能形成异常的血红蛋白。 这样的血红蛋白可聚合成纤维状，性质也与正常血红蛋白有差异，由它参与组成的红细胞就会扭曲成镰刀状，运输氧的能力会大为削弱。 相关信息 人类的许多疾病与人体细胞内肽链的错误折叠有关，如囊性纤维化、阿尔兹海默病、帕金森病等。 蛋白质的结构与功能相适应， 蛋白质的活性受什么影响呢？ 细胞的主要功能由蛋白质完成。 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。例如，鸡蛋、肉类经煮熟后蛋白质变性就不能恢复原来状态。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，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。又如，经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性可以达到消毒、灭菌的目的。 与社会的联系 大分子→小分子 蛋白酶水解蛋白质 C C O H N R1 H H C C O OH H N R2 H +H2O -OH H- C H O N 等 21种 C R H COOH H2N 氨基酸 组成元素 种类 结构 通式 脱水缩合 多肽 形成 蛋白质 功能 结构蛋白 催化 运输 信息传递 免疫 结构多样性 功能多样性 小组活动：合作完成本节概念图 $