2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者（课件）-2026-2027学年高一生物同步优质精讲课件（人教版必修1）

第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 第二章 组成细胞的分子 1 目标 01 02 03 归纳概括组成蛋白质的基本单位——氨基酸的元素组成、结构特点、结构通式及种类 说出氨基酸分子连接形成肽链的过程 概述蛋白质的主要功能，认同蛋白质是生命活动的主要承担者 学习目标 Learning target 2 【问题探讨】 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。 合作探究一：为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？ 因为作为手术缝合线的胶原蛋白与组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质，可被分解为可以被人体吸收的氨基酸。 合作探究二：结合教材p28图2-8，找出蛋白质的功能？ ①结构蛋白 构成细胞和生物体的重要物质，如肌球蛋白、肌动蛋白等 ⑤调节 胰岛素和生长激素等 ②催化 生物催化作用， 如绝大多数酶 ③运输 血红蛋白、细胞膜上的载体 ④免疫 免疫过程中产生的抗体 细胞的各项生命活动都离不开蛋白质， 蛋白质是生命活动的主要承担者。 巧记“狗催运面条” 蛋白质的功能 Function of protein 一 牛刀小试： 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 合作探究三：民间有一种“吃什么补什么”的说法，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨，那么这些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。 蛋白质的基本组成单位—氨基酸 The basic unit of a protein------Amino acids 二 C C C C 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？请圈出来。 4 尝试写出氨基酸的结构通式。 3 不同氨基酸分子的区别在哪里？组成人体蛋白质的氨基酸有多少种？ C、H、O，N，有的含有S等 侧链基团 R基，21种 合作探究四：这些氨基酸的结构具有什么共同特点？区别又在哪里？“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？ 7 蛋白质的基本组成单位—氨基酸 The basic unit of a protein------Amino acids 二 合作探究五：通过氨基酸的结构通式，总结出氨基酸的组成元素、 结构特点和分子式？ C R C H2N OH O H 氨基 羧基 侧链基团 ①每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并连在同一个碳原子上。（数量和位置要求） ②这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（-R表示） ③R基不同：21种，决定了氨基酸分子的不同。 易错提醒：氨基、羧基、基的正确格式： 、、 （千万不要忘记在原子团前面加“—”）。 1、结构特点： C2H4O2N—R 方法归纳 “两看法”判断组成蛋白质的氨基酸 一看数量：至少含有一个氨基与一个羧基 ①H2N—CH2—CH2—OH ②HOOC—CH—CH2COOH 丨 COOH 二看位置：必需有一个氨基与一个羧基连接在同一个碳原子上 ③H2N—CH—(CH2)2—COOH NH2 丨 蛋白质的基本组成单位—氨基酸 The basic unit of a protein------Amino acids 二 H 丨 C 丨 SH─ ─COOH CH2─NH2 H 丨 C 丨 H2N─ ─COOH CH2─SH 丨 C 丨 H HOOC─ ─CH2─NH2 NH2 H2N─ CH ─COOH 丨 CH2 丨 OH H 丨 C 丨 H2N─ ─H CH3 ① ② ③ ④ ⑤ CH3 丨 丨 H HOOC─ C ─COOH ⑥ 练习：判断以下结构哪些是构成蛋白质的氨基酸？并说明理由。 10 蛋白质的基本组成单位—氨基酸 The basic unit of a protein------Amino acids 二 氨基酸的种类 （2）21种氨基酸 非必需氨基酸： 必 需 氨基酸： 必需氨基酸 甲 携 来 一 本 亮 色 书 甲硫 缬 赖 异亮 亮 苯丙 色 苏 决定氨基酸的种类和理化性质。 （1）R基的意义: 共13种，人体可自身合成的氨基酸 共8种，人体不能自身合成的氨基酸 （婴儿9种，组氨酸） —COOH H2N— C H R 并非人体内每一种蛋白质都一定含有21种氨基酸。 氨基酸：21种 蛋白质： 1010～1012 人体中氨基酸为21种，蛋白质为1010-1012种。 那么21种氨基酸是如何形成种类繁多的蛋白质的呢？ 脱水缩合 蛋白质的结构及其多样性 The structure and diversity of proteins 三 12 氨基酸 肽链 【阅读教材P30第2段】 小组利用纸板、胶棒等材料，动手粘贴二肽 1、什么是脱水缩合？什么是肽键？什么是二肽？ 2、参与缩合的部位？水中各元素的来源？ 3、二肽中还有几个氨基、几个羧基？ 脱水缩合 1. 氨基酸分子之间的结合方式—— 13 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。 H2O 肽键 － OH ‖ O －C－C R2 H － － －N H － －C －C R1 H2N H － － ‖ O OH － H 二肽 脱水缩合 1. 氨基酸分子之间的结合方式—— 合作探究六：脱去的水分子中各元素的来源？ H来自 ，O来自 。 氨基和羧基 羧基 14 脱水缩合 1. 氨基酸分子之间的结合方式—— + 脱 缩水 合 2H2O + 三肽 肽键 肽键 多个 氨基酸呢？ 3个氨基酸如何进行脱水缩合？ 公式：肽键数 脱水数 氨基酸 = = -1 15 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。R基分别为？ （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 第一步：找肽键 第二步：找R基 第三步：看头尾 小试牛刀 16 脱水缩合的知识总结 反应物： 参与反应的基团： 产物： 连接两个氨基酸的化学键： 脱去的H2O中H和O的来源分别是： 脱水数和肽键数的关系是： 肽的命名原则是： 氨基酸 水和多肽（肽链） 肽键 H来自于－NH2和—COOH O来自于—COOH （—COOH脱氢氧，—NH2脱氢） 相等 R基中的—NH2和—COOH不参与反应 氨基酸数目确定时：有几个氨基酸参与反应成就称几肽 氨基酸数目不确定时：三个及三个以上氨基酸参与反应统称多肽 —NH2和—COOH （连在中心碳原子上的） 特别提醒：寻找肽键的方法： 蛋白质只有一条肽链吗？ 从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 17 1、13种非必需氨基酸是指人体能合成的氨基酸，而8种人体不能合成的氨基酸叫做必需氨基酸，只能从外界获得。 2、蛋白质属于生物大分子，是多聚体，不能被人体直接吸收，需要在蛋白酶的催化下水解成小分子的氨基酸（蛋白质的基本单位，或者叫做组成蛋白质的单体），才能被细胞直接吸收。 3、小分子氨基酸通过脱水缩合反应生成多肽，但多肽并不是蛋白质，多条肽链盘曲折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。也就是说，多肽不具有空间结构，并且往往不具备生物活性。而蛋白质具有生物活性。 . . . 1、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者蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能（不是一定）。 2、煮熟的食物易被人体消化，是因为高温破坏了蛋白质的空间结构，肽链变得松散，容易被蛋白酶分解。 3、高温、过酸、过碱、重金属盐都会使蛋白质的空间结构发生不可逆的变化，但是低温不会，所以冷冻不能使细菌或者病毒的蛋白质变性。 4、酒精、加热、紫外线消毒、杀菌的原理是使细菌和病毒的蛋白质变性。蛋白质的变性只破坏了空间构象，并没有破坏肽键，反而使肽键更充分暴露。反应后紫色更深。 5、注意区分盐析与变性，盐析可逆，变性不可逆。 . . . 由于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 氢键 二硫键 + 2.肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 氨基酸形成血红蛋白过程 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空间结构 氨基酸 蛋白质 多肽 脱水缩合 盘曲、折叠 P31【思考•讨论1】 氢键、二硫键 空间结构 肽键 （才有生物活性，并承担特定功能） 22 2.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？这些氨基酸进入人体细胞后，需要经过怎样的过程才有变为人体的蛋白质，人体中蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？ （2） （3）不一样，人体内的蛋白质具有完成人体生命活动的结构和功能 P31【思考•讨论】 典型例题 蛋白质 蛋白酶 多肽 肽酶 氨基酸 （1） 氨基酸 脱水缩合 多肽 盘曲折叠 蛋白质 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 3.如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，由10个氨基酸组成的十肽，能形成多少种？形成不同种类十肽的原因？ 氨基酸的种类、排列顺序不同 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 P31【思考•讨论】 典型例题 2110种 试着说出蛋白质种类多种多样的原因 合作探究七：生物体的蛋白质种类多达1010～1012种,但构成蛋白质的氨基酸只有21种，根据图示试着说出蛋白质种类多种多样的原因？ ①氨基酸的数目不同 ②氨基酸的种类不同 ③氨基酸的排列顺序不同 ④肽链盘曲折叠的方式以及 形成的空间结构不同 蛋白质功能的多样性 决定 注意：任意一点不满足，就说明两种蛋白质结构不同 蛋白质结构多样性 3. 蛋白质结构多样性的原因 课本31页 三、蛋白质的结构及其多样性 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。 单个氨基酸 改变 蛋白质结构 异常 谷氨酸 缬氨酸 镰状细胞贫血病因 与社会的联系 Connection with society 课本32页 （1）蛋白质的变性：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，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。该过程不可逆。 变性因素：高温、强酸、强碱、重金属盐、酒精等。 合作探究七：蛋白质空间结构（构象）的改变会影响功能，还有其他方式可以改变蛋白质的构象吗？ 氨基酸顺序 ，肽键 ， 空间结构 ，功能 。 不变 不变 改变 改变 追问：1、变性后的蛋白质能否和双缩脲试剂发生紫色反应？ 2、低温是否导致蛋白质空间结构改变？活性如何变化？ 蛋白质的变性、盐析、水解 27 (1)消化道的酸碱环境使病菌、病毒的蛋白质变性失活 高温使蛋白质空间结构变得伸展、松散，肽键暴露，易被蛋白酶水解 1.煮熟的鸡蛋容易消化的原因？ 联系所学知识，解释下列现象： 2题变式.某些病菌、病毒会随着食物进入消化道，但它们往往不会导致人患病的原因是什么？ (2)消化道中的消化酶将病菌、病毒的各种化学成分分解成小分子有机物 2.加热、加酸、加酒精可以消毒、灭菌的原因？ 加热、加酸、加酒精等可引起细菌和病毒的蛋白质变性 乳制品或鸡蛋清中的蛋白质与消化道中的汞结合成变性的不溶解物，以阻止有毒的汞离子被人体吸收 3. 汞中毒早期，服用大量乳制品或鸡蛋清进行解毒的原因？ 蛋白质的变性、盐析、水解 （2）蛋白质的盐析 不破坏空间结构，是降低了蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，是物理变化，可复原。 （3）蛋白质的水解 在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程是相反的。 在鸡蛋清中加盐，会看到有白色絮状物析出； 加水稀释后，絮状物消失 水解酶 彻底水解 短肽 氨基酸 水解酶 初步水解 蛋白质 水解： 肽键 ，空间结构 。 不变 不变 种类 变性 盐析 水解 空间结构 生理活性 肽键 是否可逆 与双缩脲混合 未破坏 破坏 破坏 未丧失 破坏 丧失 未破坏 破坏 未破坏 可逆 不可逆 不可逆 紫色 紫色 紫色(含酶蛋白) 小 结 蛋白质的盐析、变性、水解 蛋白质相关的计算问题 1、生成多肽种数的计算 例：若有足量的A、B、C三种氨基酸，则合成的三肽有多少种？ 若有A、B、C氨基酸各一个，则合成的三肽有多少种？ 33=27种 3x2x1=6种 3种 × =33 3种 3种 × 3种 2种 × 1种 × =6 31 蛋白质相关的计算问题 2、肽键数、脱水数的计算 n个氨基酸脱水缩合形成1条肽链，脱水_____个，形成肽键______个 n个氨基酸脱水缩合形成2条肽链，脱水_____个，形成肽键______个 n个氨基酸脱水缩合形成m条肽链，脱水_____个，形成肽键______个 n个氨基酸脱水缩合形成环肽，脱水_____个，形成肽键______个 n-1 n-1 n-2 n-2 n-m n-m n n 规律： 脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数 环肽：脱水数＝肽键数=氨基酸数 练习1：胰岛素分子有A、B两条肽链，A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸，胰岛素分子中肽键的数目是 。 练习2：如图，某蛋白分子中含 100 个氨基酸。在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键数目 分别是 。 49 98、98 . . . 3、如图表示的是一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是(　　) A.该分子中含有198个肽键 B.这200个氨基酸中至少有200个氨基 C.合成该蛋白质时相对分子质量减少了3 600 D.该蛋白质中至少含有4个游离的羧基 C . . . 3.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 蛋白质相关的计算问题 规律：所有氨（羧）基数=肽链数+ R基氨（羧）基 至少氨（羧）基数=肽链数 环肽:氨（羧）基数=R基中的氨（羧）基数 A.胰岛素原分子至少含有2个游离的氨基和羧基 B.胰岛素原分子不能与双缩脲试剂反应 C.胰岛素分子共含有49个肽键 D.胰岛素分子不具有空间结构 实战训练 下图为胰岛素原分子加工成为成熟的胰岛素分子示意图，有关叙述正确的是(　　) C 例题、如图表示某种蛋白质中相关基团的数目，据图可知该蛋白质（　　） A. R基中共含17个氨基 B.共有126个肽键 C.由两条肽链组成 D.形成过程中脱去125分子的水 C . . . 4.蛋白质相对分子质量的计算 蛋白质相关的计算问题 脱水缩合形成该蛋白质过程中，损失的分子量为 . 假设氨基酸的平均相对分子质量为a，则初始总分子量为 . 由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： 该蛋白质的分子量为 . an - 18（n-m) 18（n-m) an 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 . an - 18（n-m)-3x2 —二硫键(—S—S—)个数×2 例、21种氨基酸的平均分子质量是128，现有一 蛋白质分子由2条肽链组成，共有98个肽键，此 蛋白质的相对分子质量约为（ ） A、12800 B、12544 C、11036 D、12288 C 规律：蛋白质相对分子质量 = 氨基酸相对分子质量×氨基酸数—18×脱去水分子数 . . . 假设某一蛋白质分子的分子量为11054，21种氨基酸的平均分子量为128，在形成该蛋白质分子时脱去水的分子量为1746，则组成该蛋白质分子的肽链数是 A．4条 B．3条 C．2条 D．1条 逆向思维 B . . . —NH2（肽链数） = —CO—NH— —R中N数 4.原子数目计算 N原子数 —COOH×2（肽链数×2） = —CO—NH— —R中O数 O原子数 N个数=氨基酸数+R基上N O个数=氨基酸数+肽链数+R基上O . . . 肽 链 数 氨基酸 平均相对 分子质量 氨基酸 数目 肽键 数目 脱去 水分子 数目 多肽的 相对 分子质量 氨基 数目 羧基 数目 1 a n 至少 个 m a n 至少 个 环状多肽 a n 至少 个 n-1 n-1 na-18(n-1) 1 n-m n-m n n na-18(n-m) na-18n m 0 课堂小结 43 组成元素 C、H、O、N（有的有S） 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： C H CO NH2 OH R 特点：至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上 脱水缩合 多肽 氨基酸种类数目排序不同 蛋白质空间结构不同 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 导致 脱水数=肽键数 =氨基酸数-肽链数 m条肽链构成的蛋白质，至少m个氨基，至少m个羧基 蛋白质质量=氨基酸总质量-水的质量-H 蛋白质小结 计算 . . . 随堂练习 In-class practice 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 A.2个 B.3个 C.5个 D.8个 45 Lavf58.20.100 $