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

人教版高中生物学 必修1 第2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 每一个生物学问题的答案必须在细胞中寻找 ——美国细胞生物学家威尔逊 一、蛋白质的功能 【任务一】自主阅读教材P28 图2-8，举例说出蛋白质的功能？ 组成细胞和生物体结构 调节（信息传递） 免疫 运输 催化 蛋白质是生命活动的主要承担者 核酶的化学本质是RNA 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。 讨论： 1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？ 2.这种缝合线发生什么变化才能被吸收，这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？ 问题探讨 组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质 蛋白质水解成小分子才能被吸收，说明蛋白质是由更小的分子组成 氨基酸 过渡：借助显微镜我们还可以观察到许多肉眼看不见的小生物。 显微镜的发明，吸引科学家深入探究一系列的问题，最终作出了理论的概括，形成了作为生物学重要基础的细胞学说。 二、蛋白质的基本单位——氨基酸 —NH2 —COOH 氨基： 羧基： N H H N H H N H H N H H C OH O C OH O C HO O C HO O 基团前面的“—”必须写出来！ 氨基酸结构中的主要部分 ----氨基和羧基 二、蛋白质的基本单位——氨基酸 思考与讨论 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 亮氨酸 (1)上面四种氨基酸都有的元素是__________。 C、H、O、N (2)这些氨基酸的结构具有什么共同特点？ R基 有的蛋白质可能含有S等元素 都含有一个氨基和一个羧基并连接在同一个碳原子上 【任务二】观察教材P29中几种氨基酸的结构，并回答问题 二、蛋白质的基本单位——氨基酸 1、元素组成： C、H、O、N（S） 2、结构通式： R C H C H2N OH O 氨基 羧基 侧链基团 3、特点： 　　 每种氨基酸分子　　都含有　　　　 （　　　）和　　　　（　　　 　） 且都有一个氨基和一个羧基连接在　 　　　　　上 这个碳原子还连一个H原子和一个R基，氨基酸种类不同，就在于 不同 至少 一个氨基 —NH2 一个羧基 —COOH 同一个碳原子 R基 二、蛋白质的基本单位——氨基酸 4、种类（根据是否能在人体中合成） 组成人体蛋白质的氨基酸有21种 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 共13种，人体细胞能够合成 共8种，人体细胞不能合成，必须从外界环境中获取 （婴儿9种，组氨酸） —COOH H2N— C H R 衡量食品价值高低的一个很重要的指标是看必需氨基酸的种类 练一练 1.请将各实例与对应蛋白质的功能相连 羽毛、肌肉中富含角蛋白 抗原与抗体结合 垂体分泌生长激素，促进人体生长 运输 调节（信息传递） 催化 免疫 唾液淀粉酶将淀粉分解为麦芽糖 水分子借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞 组成细胞和生物体的结构 练一练 2.判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，写出R基？ C H NH2 COOH CH2 SH C H NH2 COOH CH2 SH CH NH2 COOH CH2 OH C H NH2 H CH2 COOH √ √ × × 练一练 3．分子式C1864H3021O576N468S21的化合物，最可能是 ( 　) A.磷脂 B.胆固醇 C.蛋白质 D.肝糖原 C 4．组成蛋白质的氨基酸分子式为C2H5NO2，R基是（ ） A.-H B.-CH3 C. –CH2-CH3 D. –NH2 A C H COOH H2N R 提示： C2H4NO2R 氨基酸：21种 蛋白质： 1010～1012 怎样形成 蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子 三、蛋白质的结构及其多样性 H2O 肽键 － OH ‖ O －C－C R2 H － － －N H － －C －C R1 H2N H － － ‖ O OH － H 二肽 －COOH －C R1 H2N H － － －COOH －C R2 H2N H － － 1、氨基酸的结合方式——脱水缩合 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 【总结】 1.氨基酸的结合方式： 2.形成的化学键： 3.产物： 4.脱出来的H2O中的H和O分别来自于哪里？ 肽键 脱水缩合 二肽和一分子水 H来自氨基和羧基，O来自羧基 H2O 肽键 － ‖ O －C－C R2 H － － －N H － －C －C R1 H2N H － － ‖ O － －C－COOH R3 H － － －N H － H OH H2O 肽键 三肽 总结：肽键数 脱水数 以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫多肽 = 三、蛋白质的结构及其多样性 ……四肽 多肽（肽链） 氨基酸脱水缩合形成的肽链，就是蛋白质吗？ 三、蛋白质的结构及其多样性 2、蛋白质的形成过程 肽链上不同氨基酸之间能够形成 等化学键，从而使得肽链能盘曲、折叠，并进一步盘绕，形成复杂空间结构的蛋白质分子 氢键、二硫键 二硫键 + —SH —SH —S—S— + 2H （二硫键） （巯基） 三、蛋白质的结构及其多样性 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 由氨基酸形成血红蛋白的示意图 【任务三】观察教材P31图2-12，讨论并回答下列问题 三、蛋白质的结构及其多样性 1、从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 思考与讨论 氨基酸 脱水缩合 (二肽、三肽…多肽） 肽链 盘曲、折叠 肽链聚集 具有空间结构的蛋白质 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？ 蛋白质 胃蛋白酶 胰蛋白酶 多肽 肠肽酶 氨基酸 （初步水解） （彻底水解） 3.如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？ 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 2110 三、蛋白质的结构及其多样性 3、蛋白质结构多样性的原因 1.A-B-C A-B-C-D A-C-B-D 3. 【总结】氨基酸种类、数目、排列顺序不同 肽链数目、盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同 氨基酸数目不同，形成的肽链不同 -D 氨基酸种类不同，形成的肽链不同 氨基酸排列顺序不同，形成的肽链不同 肽链数目、盘曲折叠及其空间结构不同，形成的蛋白质不同 2.A-B-C D 以不同字母ABCD代表不同的氨基酸，理解蛋白质结构多样性的原因 4. α-螺旋 β-折叠 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。 正常红细胞 异常的镰状红细胞 血红蛋白的谷氨酸被缬氨酸取代 运输氧的能力会大为减弱 与生活的联系 吃煮熟的鸡蛋、肉类等更容易消化，这是为什么？ 高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散 易被蛋白酶水解 蛋白质的变性：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，导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象 导致变性的因素：高温、强酸、强碱、酒精、重金属盐等 变性 氨基酸顺序 ，肽键 ， 空间结构和功能 ，该反应 。 不变 改变 不变 不可逆 知识拓展 蛋白质的水解 短肽 氨基酸 蛋白酶 初步水解 蛋白质 蛋白酶 彻底水解 肽键 ，空间结构 ，该反应 。 断裂 改变 不可逆 蛋白质的盐析 加入某种无机盐，使物质溶解度降低而析出的过程，是物理变化 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 肽键 ，空间结构 。 该反应 。 不变 不变 可逆 种类 变性 盐析 水解 空间结构 生理活性 肽键 是否可逆 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 低温不破坏蛋白质的空间结构,只是抑制其功能。 小结 蛋白质的变性、水解、盐析的比较 —C H2N 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 ③ （1）该化合物中，①表示_____⑦表示______③ 表示_____ ； （2）该化合物由____个氨基酸通过____________ 反应，失去____个水分子形成的，有氨基___个，有羧基__个，含有____个肽键。 （3）该化合物称为 _______ 氨基 羧基 肽键 2 2 四肽 4 脱水缩合 3 3 练一练 1. 据图下列回答： 练一练 2. (2026·百色高一检测)下图为细胞中蛋白质合成过程简图，①~③表示相关变化过程，下列分析不正确的是 (　　) A.所有的氨基酸都含有C、H、O、N等元素 B.①②过程都是脱水缩合 C.多肽中的N元素主要存在于游离的氨基和R基 D.①②过程形成的化学键相同，③过程可能有新化学键形成 C 肽键 练一练 3. 下列关于蛋白质变性的叙述，正确的是( ) A.蛋白质变性肽键发生断裂 B.蛋白质变性后能与双缩脲试剂发生反应 C.蛋白质变性后其特定功能并未发生改变 D.蛋白质变性是可逆的 B 双缩脲试剂实际检测的是肽键 不可逆 四、蛋白质的计算 1、肽键与氨基酸的关系 氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数 8 8 8 1 2 3 7 6 5 7 6 5 － － － = = = = = = 公式1：肽键数=脱水数=氨基酸数－肽链数 肽链数为0 四、蛋白质的计算 2、游离氨（羧）基数目 公式2：游离氨（羧）基数目=肽链数 +R基中氨（羧）基数 一 一 m m 一条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。 m条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。 四、蛋白质的计算 3、蛋白质相对分子质量的计算 例：某胰岛素的结构如图所示，每个氨基酸分子质量平均为128，则该胰岛素的相对分子质量是多少？ 51×128 - 49×18 - 3×2 公式3：蛋白质相对分子质量= 氨基酸数×氨基酸平均分子质量 -脱水数×18 -二硫键数×2 练一练 1.血红蛋白分子中含574个氨基酸，4条肽链，在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键的数目分别是 （ ） A.573和573 B.573和570 C.570和573 D.570和570 2.四个氨基酸分子发生缩合反应形成一个环状多肽，失去的水分子及形成的肽键的数目分别是( ) A.4个,4个 B.3个,3个 C.3个,2个 D.2个,3个 A D 练一练 3.(2026·梧州高一检测)现有氨基酸500个，其中氨基总数为505个，羧基总数为510个，则由这些氨基酸合成的含有两条肽链的蛋白质共有氨基和羧基的数目分别是 (　　) A.505个和510个 B.7个和12个 C.12个和7个 D.5个和10个 B 练一练 4.如图为牛胰岛素结构图，下列说法正确的是（ 　） A．牛胰岛素为51肽，其中含有50个肽键 B．牛胰岛素中至少含有2个-NH2和2个-COOH C．牛胰岛素水解产物含有21种不同的氨基酸 D．牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882 B 课堂小结 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 结构通式： C H C H2N OH O 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 组成蛋白质的氨基酸种类不同 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 导致 一、概念检测 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。（ ） 2.质量相等的下列食物中，蛋白质含量最多的是( ) A. 烧牛肉 B.烤甘薯 C. 馒头 D.米饭 × √ 练习与应用 × A √ 32 练习与应用 3.下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是（ ） 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 A 33 二、拓展应用 练习与应用 1.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。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。 34 练习与应用 2.某种脑啡肽具有镇痛作用，它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。 5 回答下列问题。 （1）构成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。 （3）如果上图中的氨基酸顺序发生了改变，还会具有脑啡肽的功能吗？为什么？ 4 不能，因为氨基酸的排列顺序决定了脑啡肽的功能， 如果氨基酸排列顺序变了，新的物质就不具有脑啡肽的镇痛功能 4 35 练习与应用 3.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 36 $