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、结构多样性及相关计算等核心知识，通过任务驱动（如任务1举例功能、任务2概括氨基酸通式）构建“功能-组成-结构-多样性-应用”的学习支架，引导学生逐步深入。 其亮点在于融合生命观念（如结构与功能观，以镰刀型细胞贫血症说明结构决定功能）、科学思维（通过脱水缩合模拟及肽键计算培养逻辑推理）和探究实践（小组合作模拟氨基酸结合过程）。课中必练与知识拓展（如蛋白质变性与消化）结合，既巩固基础又联系生活，助力学生深化理解与应用能力，为教师提供系统教学资源，提升课堂效率。

第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 第2章 组成细胞的分子 上下节联系（地位）→ 生活中熟悉的蛋白质（鱼肉蛋奶，营养成分）→你们还知道哪些蛋白质？它们有什么样的功能呢？（1血红蛋白、2头发、指甲（不太相信→验证） 验证：①双缩脲试剂 ②燃烧，蛋白质燃烧有一种焦臭味，是因为其中含有硫。 →这些是我们熟悉的蛋白质，除了这些，生物体内还有哪些蛋白质呢？ 1 归纳概括出蛋白质的功能； 比较、总结出氨基酸的结构通式和特点； 说出氨基酸构成多肽链或蛋白质分子的过程。 总结蛋白质结构多样性的原因，认同结构与功能相适应的生命观念。 教学目标 蛋白质是生命活动的主要承担者 任务1：阅读教材P28，举例说出蛋白质承担的功能。 一、蛋白质的功能 ①构成细胞和生物体结构 ②催化 ③运输 ④免疫（防御） ⑤调节 （信息传递） 多样 功能+例子：膜转运蛋白（载体蛋白） 蛋白质类酶/激素 例子引出：功能多样 可以说细胞每一项生命活动的具体功能都是由蛋白质来承担的，所以说 记忆口诀：狗催运面条 那么为什么蛋白质有如此多样的功能呢？ 下列不属于生物体内蛋白质功能的是（ ） A.构成细胞的主要成分 B.作为催化细胞内化学反应的酶 C.作为供给细胞代谢的主要能源物质 D.根细胞吸收矿质元素的载体 课中必练 C 4 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 甘氨酸 缬氨酸 亮氨酸 丙氨酸 氨基 羧基 侧链基团（R基） 任务2：观察氨基酸的分子结构，概括氨基酸结构通式。 首先弄清 ；先找共同之处（画出相同部分，具体分析，找中心） （具体结构叫什么，注意氨基、羧基的书写，怎么写？简写？展开？为什么这么写？外层有几个电子，要想稳定结构，需要与其他原子形成几个共价键。 尝试构建氨基酸的结构通式→说出结构特点 甲烷替换 用人想象模拟 注：与C原子相连的四部分可以任意互换位置。H也可以写到C上 对比生物体内组成蛋白质的21种氨基酸，检验结构通式的正确性 SeH 不完全归纳法 6 辨析：下列物质是否是构成蛋白质的氨基酸？ C H H2N C O OH CH2 SH C H H2N C O OH CH2 NH2 C H H2N C OH O CH2 COOH C H H2N CH2 COOH NH2 氨基酸的判断依据: 看-NH2和-COOH是否连在同一个“C”上 具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸吗？ 2.1 氨基酸的结构特点及结构通式 氨基酸的结构通式： 氨基酸的结构特点： 每种氨基酸 都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在碳 上。 氨基酸的组成元素： C H H2N COOH R 氨基 羧基 同一个碳原子 C、H、O、N（部分氨基酸还含有S、Se(硒)等） 至少 进一步概括结构特点 2.2 氨基酸的种类 阅读P30 与社会的联系【2min】，思考： ①组成蛋白质的氨基酸有多少种？ ②这些氨基酸都只能从食物中获得吗？ ①组成人体蛋白质的氨基酸有21种 ②分类 必需氨基酸（8种） 非必需氨基酸（13种） 人体细胞不能合成， 必须从外界环境中获取 人体细胞能够合成 2.2 氨基酸的种类 阅读P30 与社会的联系【2min】 8种必需氨基酸有：缬氨酸，异亮氨酸，亮氨酸，苯丙氨酸，蛋（甲硫）氨酸，色氨酸，苏氨酸，赖氨酸 分类依据：在人体细胞中能否合成 记忆口诀 已知苯丙氨酸的分子式是C9H11NO2，那么该氨基酸的R基是(　　) A. —C7H7O B.—C7H7 C.—C7H7N D. —C7H5NO 课中必练 B 11 某氨基酸分子中含有2个氨基，其中一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，则另一个氨基的部位应是（ ） A.和羧基连在同一个碳原子上 B.一定连在羧基上 C.在R基上 D.与氨基一端相连 课中必练 C 12 C H COOH R2 H N 二肽 C H R1 H2N OH C O H2O H 肽键 3.1 氨基酸的结合方式— 脱水缩合 两个氨基酸如何结合？ 脱去的水中的氢来自： ，氧来自： 。 氨基和羧基 羧基 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 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。 3.1 氨基酸的结合方式— 脱水缩合 三、蛋白质的结构及其多样性 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 任务3：小组合作以自己为模型，模拟脱水缩合过程。 思考: 1.这3个氨基酸脱水缩合，形成几肽?其中含几个肽键?脱去几分子水? 2.该3肽中的氨基酸序列是怎样的？ 氨基酸卡片 1、三个不同种氨基酸可形成多少种三肽? 2、体内21种氨基酸，能形成多少种三肽? 3、若21种氨基酸组成含1000个氨基酸的大分子蛋白质，有多少种可能? 三、蛋白质的结构及其多样性 肽链中氨基酸的种类、数目、排列顺序千变万化 213 211000 6 甘 丙 缬 质疑 足量 3.2 从多肽链到蛋白质 氨基酸之间脱水缩合形成肽链 1 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 一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠 2 图2-12 氨基酸形成血红蛋白示意图 ①氨基酸的种类、数目和排列顺序不同 ②肽链的（盘曲、折叠方式及其形成的）空间结构不同 整体过程 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。 结构多样性决定了其功能的多样性 3.2 多肽链形成蛋白质 思维迁移：已知两个半胱氨酸可以形成二硫键，请思考其形成过程？ 两个半胱氨酸R基中的巯基（-SH） 各脱去一个H，形成一个二硫键（-S-S-） 二硫键的形成过程 形成一个二硫键时，相对分子质量减少多少？ 单个氨基酸改变 蛋白质结构异常 红细胞形态异常 镰刀型细胞贫血症 蛋白质的功能改变 空间结构改变 蛋白质的结构和功能相适应 1.定义：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改变和生物活性丧失的现象。 2.因素：化学因素（如强酸、强碱、重金属离子、酒精）、 物理因素（如加热、剧烈振荡、超声波、射线等） 3.实质：蛋白质的空间结构发生了改变，不能恢复。但在变性过程中，肽键没有 断裂，化学组成也没有改变。 卷曲、紧密 伸展、松散 4.结果：生物活性丧失；粘度增加、扩散系数降低；容易聚集沉淀。 知识拓展：P32与社会的联系---蛋白质变性： 应用：鸡蛋、肉类等经高温后蛋白质变性，更易消化。 经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，达到消毒灭菌的目的。 思考： 1.为什么吃熟鸡蛋、熟肉更容易消化？ 高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。 2.变性的蛋白质还能跟双缩脲试剂反应吗？ 可以，因为变性的蛋白质空间结构破坏了，但是肽键还在；双缩脲 试剂是与蛋白质中的肽键发生反应的。 （含2个以上肽键） 知识拓展：P32与社会的联系---蛋白质变性： 按照方式： 酶水解、酸水解、碱水解 按照程度： 完全水解——氨基酸 不完全水解——小分子肽 蛋白质的水解 ※糖尿病病人只能注射而不能口服胰岛素 因为胰岛素是一种蛋白质，口服会在消化道里以蛋白质的形式被消化 成氨基酸，而失去胰岛素的功能。 水解 ＋ 酶 知识拓展：P32与社会的联系---蛋白质水解： 脱水缩合的逆反应：水分子还出去，肽键打开，重新恢复氨基酸 指在蛋白质水溶液中加入轻金属盐或铵盐，随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀析出的现象。但是蛋白质结构并没有改变。 过程可逆 用于分离、提纯蛋白质 知识拓展：P32与社会的联系---蛋白质盐析： 知识拓展：P32与社会的联系 蛋白质变性：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，从而导致理化性质的改变和生物活性丧失的现象。 蛋白质盐析：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） 蛋白质水解：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。 水解：蛋白质中肽键断裂，分解为氨基酸的过程。 可逆 不可逆 1、肽键数、肽链数（m）与氨基酸个数（n）的关系 肽链数 1 2 m 肽键数 6-1 n-m 14-2 氨基酸数 n 1、肽键数 = 脱去水分子个数 = 氨基酸数-肽链条数= n-m （环状肽肽键数=氨基酸数）。 四、蛋白质的相关计算 氨基酸脱水缩合过程的相关计算 10个氨基酸组成的环状多肽 环状肽肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数 如m个氨基酸构成n个环状多肽， 有____个肽键 （环状肽） m 四、蛋白质的相关计算 首尾两端的氨基、羧基也脱水缩合连接起来 26 2、游离氨基、羧基的计算 一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 2、至少的氨（羧）基数=肽链数 所有的氨（羧）基数 =肽链数+ R基氨（羧）基 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 3、蛋白质相对分子质量的计算 蛋白质分子质量=氨基酸分子质量-脱去水的分子质量 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 COOH R6 3、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） 四、蛋白质的相关计算 解题关键 4、肽链中原子数目的计算（C、N、H、O）： 多肽N原子数 =肽键数+肽链数+R基中的N原子数 多肽O原子数 =肽键数+2×肽链数+R基中的O原子数 已知胰岛素由2条肽链，51个氨基酸组成。该蛋白质至少含有O原 子 个，至少含有N原子 个。 53 51 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 COOH R6 四、蛋白质的相关计算 加法、减法 5、氨基酸排列与多肽种类的计算 四、蛋白质的相关计算 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 肽键数 脱去水分子数 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 小任务： 小结 组成元素 C、H、O、N（S等） 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： 特点：至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上等 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 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 组成 决定 O H H2N R C C OH 生命活动的 主要承担者 课中必练 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）脑啡肽是由_____种氨 基酸经过__________（反应 名称）形成的一条肽链。 （2）脑啡肽中有______个游 离的氨基 ，_____个游离的羧 基。脑啡肽中共有____个肽键，在其形成过程中减少的相对分子质量为____。 4 脱水缩合 1 1 4 72 1.如图表示某蛋白质(无环状肽)中氨基酸和相关基团的数目。下列有关叙述错误的是( ) A. 共有2条肽链 B. 共有124个肽键 C. 形成此蛋白质时，相对分子质量减少2250 D. R基中共含有15个氨基 2. 血红蛋白分子中含有574个氨基酸，共有4条肽链。在形成此蛋白质分子时，脱去的水分子数、形成的肽键数，以及该蛋白质分子中至少含有的氨基数和羧基数分别是(　　) A． 573、573、573、573 B． 570、573、571、571 C． 570、573、4、4 D． 570、570、4、4 D C 技能提升 蛋白质的相关计算 Lavf57.62.100 $