第2章第4节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”，系统阐述蛋白质的功能、氨基酸结构、脱水缩合及结构多样性，以手术缝合线实例导入，通过问题探讨引导学生思考蛋白质水解，构建“功能-组成-结构”的学习支架，衔接生活与学科知识。 其亮点在于任务驱动式教学结合实例分析，如用血红蛋白和镰状细胞贫血症体现结构与功能观（生命观念），通过脱水缩合计算规律培养科学思维，问题探讨环节促进探究实践。学生能深化对蛋白质的理解，教师可借助丰富案例和练习提升教学效率。

第2章 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 人教版 必修1 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。 ——中国科学院院士邹承鲁 目录 1、蛋白质的功能 2、组成蛋白质单位—氨基酸 CONTENTS 3、蛋白质的结构及其多样性 ①可吸收缝合线本质为胶原蛋白（蛋白质），人体可以产生对应的蛋白酶，能够将大分子的胶原蛋白分解；分解之后的小分子物质可以被人体细胞吸收利用。 ②水解反应。 一 蛋白质的功能 1、结构蛋白 任务一： 蛋白质功能 肌纤维 细胞 蛛丝 羽毛 例如：肌肉、头发、羽毛、蛛丝等。 许多蛋白质是构成细胞和生物体结构。 一 蛋白质的功能 2、功能蛋白 任务一： 蛋白质功能 调节 黄色部分细胞（胰岛B细胞）分泌胰岛素 糖尿病患者 有些蛋白质能够调节机体的生命活动 一 蛋白质的功能 2、功能蛋白 任务一： 蛋白质功能 催化 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 胃蛋白酶 一 蛋白质的功能 2、功能蛋白 任务一： 蛋白质功能 运输 有些蛋白质具有运输功能 红细胞 血红蛋白 运输氧 一 蛋白质的功能 2、功能蛋白 任务一： 蛋白质功能 免疫 人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害 抗体 病毒 抗体与抗原（病毒）特异性结合 二 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 任务二： 氨基酸结构特点和种类 C H2N C OH O H H C H2N C OH O H CH CH3 CH3 C H2N C OH O H CH3 C H2N C OH O H CH2 CH3 CH3 CH 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 亮氨酸 讨论 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 任务二： 氨基酸结构特点和种类 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 亮氨酸 1．这些氨基酸的结构具有什么共同特点？ C OH O H2N H C H CH CH3 CH3 CH3 CH2 CH3 CH3 CH 羧基 氨基 氢 中心碳原子 R基 R基 R基 R基 C H2N C OH O H H C H2N C OH O H CH CH3 CH3 C H2N C OH O H CH3 C H2N C OH O H CH2 CH3 CH3 CH C OH O 二 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 任务二： 氨基酸结构特点和种类 C OH O H2N H C H CH CH3 CH3 CH3 CH2 CH3 CH3 CH 羧基 氨基 氢 中心碳原子 R基 R基 R基 R基 氨基酸的结构通式 C H R 特点： 1.氨基酸至少都含有一个氨基（—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 3.这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R基） H2N 二 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 任务二： 氨基酸结构特点和种类 C OH O 氨基酸的结构通式 C H R 特点： 1.氨基酸至少都含有一个氨基（—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 3.这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R基） H2N C H2N C OH O H H CH2 C H2N C OH O H CH2 C OH O C N H CH2 C OH O H H COOH 课堂训练 请判断下面化合物是否符合氨基酸结构 二 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 任务二： 氨基酸结构特点和种类 拓展 关于氨基（—NH2）和羧基（—COOH）的写法问题 C OH O ①此处的横线不能省略，代表化学键 NH2 ②满足原子最外层电子稳定结构 C原子最外层4个电子，需要4个电子稳定，需要伸出“4条线” N原子最外层5个电子，需要3个电子稳定，需要伸出“3条线” O原子最外层6个电子，需要2个电子稳定，需要伸出“2条线” H原子最外层1个电子，需要1个电子稳定，需要伸出“1条线” C O-H O C O-H O N-H H N-H H 二 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 任务二： 氨基酸结构特点和种类 C OH O 氨基酸的结构通式 C H R H2N R基不同决定氨基酸的种类 组成人体蛋白质的氨基酸有21种： 必需氨基酸 非必需氨基酸 人体细胞不能合成，必须从外界环境中获取。（8种） 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 人体细胞能够合成，也可以从外界吸收。（13种） 婴儿9中，多一种组氨酸 二 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 任务二： 氨基酸结构特点和种类 拓展 关于氨基酸（蛋白质）营养价值的判断 “量” 氨基酸（蛋白质）含量 “质” 必需氨基酸种类 三 蛋白质的结构及其多样性 任务三： 氨基酸的脱水缩合 蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。 一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子的水，这种结合的方式叫脱水缩合。 C H R1 NH2 OH C O H2O + C H R1 NH2 C O C COOH R2 H N H C H R2 N OH C O H H 二肽 肽键 三 蛋白质的结构及其多样性 任务三： 氨基酸的脱水缩合 C H R1 NH2 OH C O H2O + C H R2 N OH C O H H + C H R3 N OH C O H H H2O C H R1 NH2 C O C C R2 H N H C COOH R3 H N H O 三肽 三 蛋白质的结构及其多样性 任务三： 氨基酸的脱水缩合 如果用“ ”代表氨基酸，10个氨基酸脱水缩合失去多少个H2O？形成多少肽键？ 10个氨基酸 9个肽键 9个H2O 多肽 （1条肽链） 如果用“ ”代表氨基酸，11个氨基酸脱水缩合失去多少个H2O？形成多少肽键？ 10个肽键 10个H2O 多肽 （1条肽链） 11个氨基酸 三 蛋白质的结构及其多样性 任务三： 氨基酸的脱水缩合 如果用“ ”代表氨基酸，10个氨基酸脱水缩合失去多少个H2O？形成多少肽键？ 10个氨基酸 8个肽键 8个H2O 多肽 （2条肽链） 规律 氨基酸个数 - 肽链条数 = 肽键个数 = 失去H2O个数 链状肽 三 蛋白质的结构及其多样性 任务三： 氨基酸的脱水缩合 10个氨基酸脱水缩合形成1条多肽链，假设每个氨基酸质量为120，这条多肽链的质量是多少？ 10个氨基酸总质量: 失去H2O的质量: 10 x 120 = 1200 18 x 9 = 162 多肽的质量: 氨基酸总质量 - 失去H2O的质量 1200 - 162 = 1038 氨基酸总质量 - （失去H2O个数 x 18） 规律 （不考虑二硫键） 三 蛋白质的结构及其多样性 任务三： 氨基酸的脱水缩合 如果用“ ”代表氨基酸，10个氨基酸脱水缩合失去多少个H2O？形成多少肽键？ 10个氨基酸 10个肽键 10个H2O 多肽 （环状肽） 规律 氨基酸个数 = 肽键个数 = 失去H2O个数 环状肽 氨基酸个数 - 肽链条数 = 肽键个数 = 失去H2O个数 链状肽 SH 三 蛋白质的结构及其多样性 关于二硫键 SH S S + 2 H 规律 形成一个二硫键（-S-S-）失去2个H 氨基酸总质量 - （失去H2O个数 x 18） - (二硫键个数 x 2) 任务三： 氨基酸的脱水缩合 至少1个游离的氨基（-NH2）和1个游离的羧基（-COOH） 三 蛋白质的结构及其多样性 游离的氨基和羧基： 任务三： 氨基酸的脱水缩合 未参与脱水缩合的氨基（-NH2）和羧基（-COOH） 如果用“ ”代表氨基酸，10个氨基酸脱水缩合形成一条肽链，至少有多少个 游离的氨基（-NH2）或羧基（-COOH）？ NH2 HOOC HOOC NH2 R基不确定是否有氨基和羧基 规律 游离氨基或羧基至少肽链条数 环状肽游离氨基或羧基等于R基上氨基或羧基 三 蛋白质的结构及其多样性 任务三： 氨基酸的脱水缩合 10个氨基酸脱水缩合形成一条肽链（不考虑二硫键），失去多少个H和O原子 9个肽键 9个H2O 失去18个H原子、9个O原子 规律 失去H原子个数 = 失去水数目 x 2 失去O原子个数 = 失去水数目 三 蛋白质的结构及其多样性 任务三： 氨基酸的脱水缩合 10个氨基酸脱水缩合形成一条肽链，此肽链有多少个N原子？（已知10个氨基酸R基中无N原子） 9个肽键 规律 N原子个数 = 肽键数 + 肽链数 + R基中N原子数目 N原子个数 = 9 + 1 =10 三 蛋白质的结构及其多样性 氨基酸脱水缩合形成多肽计算总结 氨基酸个数 - 肽链条数 = 肽键个数 = 失去H2O个数 链状肽 氨基酸个数 = 肽键个数 = 失去H2O个数 环状肽 多肽质量 = 氨基酸总质量 - （失去H2O个数 x 18）- (二硫键个数 x 2) 游离氨基或羧基至少肽链条数 游离氨基或羧基等于R基上氨基或羧基 链状肽 环状肽 失去H原子个数 = 失去水数目 x 2 失去O原子个数 = 失去水数目 N原子个数 = 肽键数 + 肽链数 + R基中N原子数目 —C NH2 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 ⑨ ③ （1）该化合物中，①表示________， ③表示________ ，⑦表示________。 （2）该化合物有氨基________个，有羧基________个。该化合物的名称是______________。 氨基 羧基 肽键 2 2 多肽（四肽） 三 蛋白质的结构及其多样性 课堂训练 三 蛋白质的结构及其多样性 —C NH2 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 ⑨ ③ 课堂训练 （3）形成该化合物的氨基酸有________种。 4 三 蛋白质的结构及其多样性 任务四： 蛋白质的空间结构及多样性 图 2-12 由氨基酸形成血红蛋白的示意图 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 三 蛋白质的结构及其多样性 血液中富含大量血红蛋白，可分为含氧血红蛋白和还原血红蛋白。含氧血红蛋白是指与氧分子结合的血红蛋白，外观呈鲜红色，常存在于动脉血中；还原血红蛋白是指失去与氧气结合的血红蛋白。其外观为蓝紫色，存在于静脉血中。我们的静脉血因含有较多的还原血红蛋白，所以是暗红色的，而静脉透过皮肤则呈青紫色。 蛋白质元素组成： C、H、O、N、(Fe、S、Se等） 异常 三 蛋白质的结构及其多样性 正常红细胞（含正常血红蛋白） 异常红细胞（含异常血红蛋白） 异常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，这种异常称为镰状细胞贫血症。 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。 氨基酸的数目 氨基酸的种类 氨基酸的排列顺序 多肽链的空间结构 三 蛋白质的结构及其多样性 任务四： 蛋白质的空间结构及多样性 根本原因：控制蛋白质合成的基因（遗传）具有多样。 直接原因： 三 蛋白质的结构及其多样性 1．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？ 三 蛋白质的结构及其多样性 2．这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的氨基酸怎样构成蛋白质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？？ 这些氨基酸进入人体细胞后，要脱水缩合形成二肽、三肽、多肽，由多肽键构成人体蛋白质。 人体蛋白质与食物中的蛋白质不一样，其具有完成人体生命活动的结构和功能。 蛋白质 氨基酸 三 蛋白质的结构及其多样性 蛋白质 氨基酸 拓展 蛋白质水解： 蛋白酶 ...... 蛋白酶 蛋白质 结构松散 蛋白质变性： 加热\强酸 破坏肽键 强碱\重金属 一般不破坏肽键 例：鸡蛋、肉类经煮熟后蛋白质变性就不能恢复原来状态。原因是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。 失去活性 三 蛋白质的结构及其多样性 拓展 蛋白质盐析： 向蛋白质溶液中加入高浓度中性盐，使蛋白质‌溶解度降低而沉淀‌的现象，这个过程是‌可逆的物理变化‌，不会破坏蛋白质活性 。‌‌ 功能 细胞的结构物质(肌肉、头发、羽毛、蛛丝等） 催化作用（酶） 运输功能（血红蛋白） 信息传递和调节作用（激素） 形成 氨基酸 脱水缩合 多肽 蛋白质 盘曲折叠 肽键个数 = 失去水个数 = 氨基酸 - 肽链条数 多样性原因 直接：氨基酸个数、种类、排列顺序以及肽链盘曲折叠空间结构 根本：遗传物质（基因） 课堂总结 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。 （ ） 一、概念检测 √ × × √ 课堂练习 2.质量相等的下列食物中，蛋白质含量最多的是（ ） A.烤牛肉 B.烤甘薯 C.馒头 D.米饭 A 3.下列物质中，构成蛋白质的氨基酸（ ） A． B． C． D． CH2 NH2 COOH CH2 NH2 CH2OH CH NH2 COOH （CH2）2 NH2 CH HOOC COOH CH2 COOH A 课堂练习 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 B 5.民间有一种“吃什么补什么”的说法，吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨。请你运用本节所学的知识对这种说法作出评价。 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。 课堂练习 6.某种脑啡肽具有镇痛作用，可以作为药物来使用，它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。 回答下列问题。 (1)构成一个脑啡肽的氨基酸数目是 ；有 种氨基酸参与了脱水缩合反应；生成的水分子数目是 。 (2)请在图中标出其中的一个肽键。 5 4 4 课堂练习 (3)如果上图中的氨基酸顺序发生了改变,它还会具有脑啡肽的功能吗?为什么? 不具有，因为氨基酸的排列顺序决定了脑啡肽的功能，如果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。 7.在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量。这是为什么? 必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获得，因此在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。 课堂练习 Lavf58.46.101 $