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、脱水缩合、空间结构及相关计算等核心知识。以“大头娃娃”案例导入联系生活实际，通过功能分类、氨基酸通式、结构层次到计算的逻辑脉络，结合表格总结和问题引导搭建学习支架。 其亮点在于融合生命观念、科学思维与探究实践，如“大头娃娃”案例渗透态度责任，结构多样性决定功能多样性体现结构与功能观，脱水缩合模型及原子守恒计算训练科学思维，思考讨论和小活动促进探究。采用案例教学与问题驱动，帮助学生构建知识体系，教师可直接用于课堂提升教学效率。

婴幼儿长期食用蛋白质含量不足的劣质奶粉造成大脑发育畸形、智商发育迟缓 大头娃娃 36005 往鲜奶中加水，但由于稀释后的牛奶营养成分无法通过蛋白质检测，一些人就铤而走险往其中加入三聚氰胺。三聚氰胺是一种化工原料，可以提高蛋白质检测值；长期摄入泌尿系统被破坏、患上肾结石等 第二章 组成细胞的分子 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 36005 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、羽毛、蛛丝等。 一、蛋白质的功能 36005 2.运动功能：肌球蛋白、肌动蛋白是肌肉收缩系统的必要成分，伴随肌原纤维的收缩而产生运动 大肠杆菌细胞模式图 36005 肌纤维中的肌球蛋白、肌动蛋白；细菌的鞭毛蛋白（鞭毛纤维中） 3.催化作用：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，如胃/胰蛋白酶、唾液淀粉酶等。（少数是RNA） 36005 O2分子 细胞膜上具有物质运输功能的转运蛋白 血红蛋白运输氧气 4.运输作用：有些蛋白质具有运输功能，如血红蛋白、细胞膜上的转运蛋白。 36005 转运蛋白：物质跨膜运输 5.调节作用：有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素等蛋白质类激素。 36005 胰岛素参与血糖代谢调节，降低血液中葡萄糖含量 6.免疫作用：有些蛋白质有免疫功能，如抗体，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。 36005 Y型抗体与病菌结合，将其清除 7.识别作用：有些蛋白质能够起识别的作用，如受体蛋白。 36005 接受外界刺激的感觉蛋白（味蕾上的味觉蛋白） 功能 实例 羽毛、肌肉、头发、蛛丝等 肌动蛋白、鞭毛蛋白等 绝大多数酶 血红蛋白、膜转运蛋白 胰岛素等蛋白类激素 抗体 受体蛋白 结构蛋白 催化作用 运输作用 调节作用 免疫作用 蛋白质是生命活动的主要承担者 功能蛋白 运动功能 识别作用 36005 根据这一个表，我们不难发现蛋白质几乎覆盖我们生命活动的方方面面，所以我们说蛋白质是生命活动的主要承担者 食物中的蛋白质能被人体直接吸收吗？ 蛋白质是一类生物大分子，种类多种多样。蛋白质必须经过消化，成为各种氨基酸，才能被人体吸收利用。 二、蛋白质的基本单位——氨基酸 36005 蛋白质这么重要，我们在日常饮食中要适当摄入一些蛋白质，比如牛奶、肉类，同学们想一下这些食物中的蛋白质可以直接被人体吸收从而发挥他的功能吗？ 就像多糖一样要水解成单糖才能被人体吸收，蛋白质要水解成氨基酸这样的小分子物质才能被人体吸收，所以蛋白质的基本单位是氨基酸，我们看一下氨基酸他有多少种呢 氨基酸 21种 人体内能合成 人体不能合成 必需氨基酸(8种；婴儿9种) 非必需氨基酸(13种) 评价蛋白质食品营养价值的主要 依据是必需氨基酸的种类和含量 氨基酸的种类 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） 人体中的每种蛋白质均由21种氨基酸组成吗？ 36005 根据人体是否能合成可分为非必需和必须氨基酸，如果我要评价某一种蛋白质食品他的营养价值，我要看必须氨基酸还是非必需氨基酸，婴儿比成人多一种，组氨酸；胰岛素只有17种氨基酸；了解种类后我们接下来了解一下氨基酸他又有什么样的结构 12 思考.讨论 1 氨基酸有哪些化学元素组成？ 2 这些氨基酸的结构具有什么共同特点？ 3 不同氨基酸分子的区别在哪里？ H2N— C— C—OH H | O || 甘氨酸 | H H2N— C— C—OH H | O || 缬氨酸 | CH CH3 CH3 H2N— C— C—OH H | O || 丙氨酸 | CH3 H2N— C— C—OH H | O || 亮氨酸 | CH2 | CH CH3 CH3 36005 甘氨酸是最简单、分子量最小的氨基酸 C OH O N H H —NH2 —COOH 认识氨基： 认识羧基： N H H N H H N H H C OH O C HO O C HO O 基团前面的“—”必须写出来！！！ 36005 氨基和羧基为化学基团 1、组成元素： C、H、O、N， 有的含S等 2、结构通式： 甲硫氨酸 36005 如果以身体为模型模仿结构通式，又是怎样的呢 (1)每种氨基酸至少都含有 和 ，并连在 上。 (2)该碳原子还连接 和 （R表示）。 (3) 决定了氨基酸种类及性质的不同。 思考：部分氨基酸分子中含有一个以上的氨基或羧基，那么它们存在什么位置呢？ R基 R H H2N COOH C 一个氨基 一个羧基 同一个C原子 一个氢原子 一个侧链基团 R基的不同 36005 数量上，位置上，性质如是否溶于水 三、蛋白质的结构及其多样性 36005 一个氨基酸分子的 和另一个氨基酸分子的 相连接，同时脱去一分子的水。 OH C H R1 NH2 C O H2O C H COOH R2 H N H 肽键 二肽 脱去 分子H2O，形成 个肽键。 1 1 脱去的H2O中的氢来自 ，氧自 。 羧基 氨基和羧基 氨基酸的结合方式: 脱水缩合 羧基（-COOH） 氨基(-NH2) 36005 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 有几个氨基酸就叫几肽 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。多肽通常呈链状结构，叫作肽链。 36005 肽键：连接两个氨基酸分子的化学键 下图为脑啡肽的结构简式，据图回答： （1）脑啡肽分子是由_______种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是________不同。 (2)脑啡肽中含有____个肽键，脑啡肽的名称是_____肽，形成过程称为___________，形成过程中共脱去___个水分子。 4 R基 4 五 脱水缩合 4 (3)脑啡肽中有 个游离的氨基和 个游离的羧基。 1 1 先找肽键，用长竖线将肽键分开，看肽链被分割成几个部分，氨基酸就有几个。 找R基定氨基酸种类 36005 氨基酸之间脱水缩合形成肽链 一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠 这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构 四条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构 一级结构 二级结构 三级结构 四级结构 36005 核糖体合成蛋白质，内质网、高尔基体加工 由于肽链上不同氨基酸之间能够形成氢键，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。 36005 核糖体合成蛋白质，内质网、高尔基体加工 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（—S—S—）相互结合在一起。 —SH HS— + —S—S— + 2H 巯基 二硫键 36005 既然蛋白质的连接方式都是一样，为什么会有那么多种蛋白质呢 小活动 如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？ 试着说出蛋白质种类多种多样的原因。 由n个氨基酸所构成的肽链的种类数是21n种 2110 36005 探究蛋白质多样性 结构多样性 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 功能多样性 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 调节 催化 运输 免疫 ________ (头发、蛛丝) 结构蛋白 根本原因：基因多样性 直接原因 36005 正常红细胞 运氧能力强 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 赖氨酸 原因 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 缬氨酸 谷氨酸 赖氨酸 镰状红细胞 运氧能力弱 蛋白质结构不同 导致 氨基酸序列改变 结果 影响蛋白质的功能 蛋白质的结构多样性 蛋白质功能的多样性 决定 36005 谷氨酸被缬氨酸代替 26 蛋白质在某些物理或化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。（该过程一般不可逆） 物理因素：高温、紫外线、X射线、超声波等 化学因素：酒精、强酸、强碱、重金属盐等。 变性因素： 蛋白质变性 36005 在这里请同学们思考一下变性的蛋白质还可不可以与双缩脲试剂发生反应？可以 27 熟鸡蛋为什么更容易消化？ 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。 变性的蛋白质还能与双缩脲试剂发生紫色反应吗？ 还可以，因为变性的蛋白质肽键没有被破坏。 变性 正常的蛋白质 变性的蛋白质 36005 28 向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以降低蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出。（物理变化，可复原） 蛋白质盐析 36005 蛋白质的水解 肽酶 彻底水解 短肽和氨基酸 氨基酸 蛋白酶 初步水解 蛋白质 思考： a.蛋白质水解后空间结构改变了吗？还能发挥原有的功能吗？ b.蛋白质彻底水解后还能与双缩脲试剂反应，呈现紫色现象吗？为什么？ 不能，因为蛋白质水解后，导致肽键完全断裂 指蛋白质在水解酶的催化作用下被分解为小分子肽和氨基酸的过程。 36005 空间结构 肽键 双缩脲试剂 是否可逆 变性 一般不可逆 盐析 (物理变化) 不变 不断 可检测 可逆 水解 不可逆 改变 改变 不断 断裂 可检测 不可 36005 蛋白质 基本单位 元素 组成 基本元素：C、H、O、N，有的含有S元素 结构 层次 氨基酸 场 所：___________ 形成键：___________ 氨基酸 多肽 蛋白质结构多样性 脱水缩合 盘曲折叠 种类 约21种 结构通式 核糖体 肽键 场 所：___________ 形成键：___________ 内质网、高尔基体 氢键、二硫键 氨基酸种类、数目、排列顺序不同 肽链的数目、盘曲折叠的空间结构不同 原因 功能 多样性 决定 肌肉纤维等 结构蛋白 绝大多数酶 催化功能 膜转运蛋白 运输功能 胰岛素等 调节功能 免疫功能 抗体等 识别功能 受体 运动 肌动蛋白 36005 2.4 蛋白质相关计算 36005 氨基酸数目 形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数目 2 1 1 4 1 1 1 1 7 3 6 8 n 5 1 7 3 5 n-1 n-1 (1)肽键数、脱水数的计算 规律：肽键数＝脱水数＝氨基酸数－肽链数 36005 (1)肽键数、脱水数的计算 n个氨基酸形成m条肽链时，形成几个肽键？脱去几个水分子？ 氨基酸数目 形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数目 肽链1: 肽链2: 2 6 4 4 肽链1: 肽链2: 2 8 6 6 m n n-m n-m 规律：肽键数＝脱水数＝氨基酸数－肽链数 36005 1.人体血红蛋白的一条肽链有145个肽键，形成这条肽链的氨基酸分子数以及它们在缩合过程中生成的水分子数分别是（ ）。 A．145和144 B．145和145 C．145和146 D．146和145 D 2.氨基酸分子脱水缩合形成含2条肽链的蛋白质分子（不含—S—S—键）时，相对分子量减少了900。由此可知， 此蛋白质分子中含有的氨基酸数和肽键数分别是（ 　）。 A．52、52 B．50、50 C．52、50 D．50、49 C 36005 (2)游离氨基、羧基的计算 1条多肽链中至少含有 个氨基， 个羧基。其他的氨基和羧基来自 . n条多肽链中至少含有 个氨基， 个羧基。其他的氨基和羧基来自 . 1 1 R基 n n R基 规律： 至少氨（羧）基数=肽链数 所有氨（羧）基数=肽链数+ R基中氨（羧）基数 36005 (上海高考)现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为( ) A. 798、2和2 B. 798、12和10 C. 799、1和1 D. 799、11和9 肽键数=脱水数=氨基酸数－肽链数，800-2=798 B R基中的氨基有 个，R基中羧基有 个 即氨基总数＝2＋10＝12， 羧基总数＝2＋8＝10。 游离氨基(或羧基)总数 =肽链条数+R基中氨基(或羧基)数 36005 (3)蛋白质相对分子质量的计算 规律：蛋白质的分子量＝氨基酸数×氨基酸平均分子量—脱水数×18 若肽链间有二硫键形成还需减去 【二硫键(—S—S—)个数×2】 ②脱水缩合形成该蛋白质过程中， 损失的分子量为 . ①假设氨基酸的平均相对分子质量为a， 则初始总分子量为 . ③该蛋白质的分子量为 . na - 18（n-m) 18（n-m) na ④若肽链盘曲折叠形成该蛋白质时形成了3个二硫键，则该蛋白质的分子量为 . na - 18（n-m)-3x2 n个氨基酸生成m条肽链，进而构成蛋白质，该蛋白质的相对分子质量 36005 如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是(　　) C A.该分子中含有198个肽键 B.这200个氨基酸中有200个氨基 C.合成该蛋白质时相对分子质量减少了3582 D.该蛋白质中至少含3个游离的氨基 36005 (4)蛋白质中O、N、C、H原子数计算 =各氨基酸中O原子总数 - 脱水数 +R基上的碳原子数 氨基酸数 +肽键数+肽链数×3+R基上的H原子数 =各氨基酸中H原子总数 - 脱水数×2-二硫键数×2 解题思路：利用原子守恒法进行计算,反应前后，C、N原子数不变，减少的是水分子数即减少H原子和O原子数。 ①N原子数= 肽键数+肽链数+R基上的N原子数 = 各氨基酸中的N原子总数 ②O原子数= 肽键数+2 x 肽链数+R基上的O原子数 = 各氨基酸中的O原子数 – 脱去水分子数 36005 N原子、O原子数为突破口，计算氨基酸分子式和个数 (4)蛋白质中O、N、C、H原子数计算 肽键数 + 肽链数+R基上的N数 =各氨基酸中O原子总数 - 脱水数 解题思路：利用原子守恒法进行计算,反应前后，C、N原子数不变，减少的是水分子数即减少H原子和O原子数。 ④C原子数＝ 氨基酸数×2＋R基上的碳原子数 =各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2 肽键数+3 x 肽链数+R基上的H原子数+氨基酸数 ③H原子数＝ 36005 N原子、O原子数为突破口，计算氨基酸分子式和个数 某蛋白质由A、B两条链构成，A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸，假如每个氨基酸的平均分子质量为100，下列叙述正确的（ ) A．该蛋白质彻底水解能得到51种氨基酸 B．该蛋白质中的N元素主要存在于氨基中 C．该蛋白质的相对分子质量为4200 D．该蛋白质至少含有53个〇原子 51x100-49x18 = 4218 49+2x2=53 D ×个 36005 相关计算公式小结 氨基酸数（n）;氨基酸平均分子相对质量（a） 一条肽链 m条肽链 环肽 肽键 脱去水分子 减轻的质量 多肽相对分子质量 至少含有的氨基或羧基数 H2N—— ——COOH 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 36005 (2018·江苏，5)哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如下图，各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是 A.两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物 B.氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基 C.肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关 D.两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同 （ D ） 36005 某50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(　　) D A.新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基 B.该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子 C.若将得到的5个氨基酸缩合成5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 36005 脱去3分子水 某多肽长链分子式为C42H65N11O9，它彻底水解后只得到如下3种氨基酸，则此多肽中含有赖氨酸的个数为(　　) B A.2个 B.3个 C.5个 D.8个 36005 从题图中可以看出，这三种氨基酸中都含有一个羧基，故形成多肽时肽键数＝9－2＝7个，因此共含有8个氨基酸，由于只有赖氨酸含有两个氨基，其余都含有一个氨基，即赖氨酸分子中含有两个氮原子，因此赖氨酸的个数为11－8＝3个，故B正确。 Lavf58.20.100 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