2.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

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 1.蛋白质的功能举例 2.氨基酸的结构特点 3.氨基酸脱水缩合及相关数量关系 4.蛋白质形成过程及多样性原因 5.蛋白质变性，盐析 预计至少4课时： 1，蛋白质功能举例+氨基酸结构特点（种类，差异） 2，氨基酸脱水缩合过程及相关数量 3，蛋白质形成过程及多样性原因 4，蛋白质变性，水解，盐析，习题 2026/10/27 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类 核酸 所占 比例% 70-90 1-1.5 7-10 1-2 1-1.5 结论: 一、蛋白质的功能 组成细胞的有机物中含量最多的是蛋白质。 哪些食物富含蛋白质？ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 （1）大豆制品 （2）奶类制品 （3）肉蛋类食品 婴儿为什么要以奶为主要食物？ 运动员或者健身达人为什么都会食用蛋白粉？ 一、蛋白质的功能 蛋白质承担着怎样的功能？ 3 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 请同学们认真阅读P28 图2-8相关内容,总结蛋白质的功能。 一、蛋白质的功能 4 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 资料1：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。 在我们人体内，从各个器官，到作为支架的结缔组织，再到每个细胞里的各种细胞器，它们的组成都离不开蛋白质的参与。 一、蛋白质的功能 羽毛 头发 蛛丝 肌肉 功能1：参与组成细胞结构 资料2：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。 例如:人体进食蛋白质类食物之后，蛋白质在胃部分解需要胃蛋白酶催化。 胃蛋白酶结晶 蛋白质 功能2：催化作用 一、蛋白质的功能 资料3：血红蛋白是红细胞内包含的一种蛋白质，具有结合运输O2和CO2的功能。 此外，在细胞膜上也有很多起到运输功能的蛋白质，它能把物质运入或运出细胞（参与物质跨膜运输）。 一、蛋白质的功能 红细胞 转运蛋白 功能3：运输作用 血红蛋白 资料4：胰岛素是一种能够传递信息、调节机体生命活动的蛋白质。当血糖浓度升高时，胰岛素会加速合成，作用组织细胞，使之加速摄取、利用和贮存葡萄糖。 一、蛋白质的功能 胰岛 功能4：调节作用（信息传递） 注意：并非所有激素都是蛋白质，如性激素是固醇。 胰岛素分子 抗原结合位点 资料5：抗体是一种由浆细胞分泌，被免疫系统用来专门应对抗原的蛋白质，可以帮助人体抵御细菌和病毒等抗原的侵害。 注意：抗体都是蛋白质，但抗原不一定是蛋白质。 一、蛋白质的功能 抗体与抗原结合 功能5：免疫作用（防御） 恒定区 可变区 抗体 参与组成细胞结构 催化 运输 调节、信息传递 免疫 一、蛋白质的功能 结构蛋白 功能蛋白 蛋白质是生命活动的主要承担者 举例说明蛋白质功能，注意严谨，这些功能对应的是某一类物质，不是蛋白质本身，有例外 2026/10/27 10 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 这与蛋白质的组成和结构有关吗？ 1010～1012种 蛋白质功能多种多样 蛋白质种类多种多样 一、蛋白质的功能 11 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 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。 问题探讨 手术缝合线 变为小分子物质；蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。 [讨论] 1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？ 组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。 2.这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收？这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？ 问题探讨 手术缝合线 蛋白质 氨基酸 氨基酸是蛋白质的基本组成单位 思考：1.氨基酸由哪些化学元素组成 ？ 思考·讨论 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 亮氨酸 C、H、O、N 半胱氨酸 有的还含S等 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 思考：2.这些氨基酸的结构具有什么共同特点？有什么区别？ 思考·讨论 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 亮氨酸 氨基 羧基 R基 -NH2 H2N- 氨基的 不同写法 -N-H Ⅰ H -COOH HOOC- 羧基的 不同写法 -C-OH OⅡ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 C COOH H H2N R 侧链基团(R基) 氨基 羧基 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 1、氨基酸的结构通式 中心 碳原子 说明： 有机物的名称、性质取决于它拥有的特定基团，称为 “官能团”，例如：甲醇、乙醇分子中都有“−OH”, 酸分子中都有“−COOH” 或类似结构； 分子结构式中的短线“ −”表示原子间的化学键，数目通常与原子所呈的化合价相等，例如 羧基 硫酸 磷酸 −C−OH HO−S−OH O Ⅱ Ⅱ O HO−P−OH O Ⅱ Ⅰ OH O Ⅱ 16 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 H2N COOH 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 2、结构特点 数量特点 每种氨基酸至少都含有一个氨基 （-NH2）和一个羧基（-COOH） 位置特点 都有一个氨基（-NH2）和一个羧基（ -COOH）连接在同一个碳原子上； 这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R基） 区别 R基不同 R基中也可能含有氨基或羧基 决定氨基酸的种类和理化性质 决定氨基酸的组成元素 决定氨基酸中所含的氨基和羧基数目 C COOH H H2N R 侧链基团(R基) 氨基 羧基 中心 碳原子 写结构通式时，可从中心碳原子出发，再写4个分支。认的时候，也是先找中心碳。 2026/10/27 17 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 3、书写小技巧 (1)“中心碳原子”有四个邻居，其中三个固定不变，即—NH2、—COOH、—H，还有一个是可变的—R。 (2)氨基、羧基和R基的正确书写格式：—NH2、—COOH、—R(不要忘记前面要有短线“—”)。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 练习 下列哪个是构成蛋白质的氨基酸? 甲硫氨酸的R基是—CH2-CH2-S-CH3,则它的分子式是？ A．C5H11O2NS B．C3H7S C．C4H11O2S D．C4H10O2NS CH2—CH2—S—CH3 <2min 强调用白板 先找中心碳，再找氨基、羧基、氢和R基团 19 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 4、种类 非必需氨基酸：共13种，人体可自身合成的氨基酸 必需氨基酸：共8种，人体不能自身合成、必须从 外界环境中获取的氨基酸 组成人体蛋白质的氨基酸有____种 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 21 蛋白质：1010～1012种 氨基酸：21种 ? 类比英文单词，排列组合的差异形成多样性，那氨基酸之间如何连接？ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 请同学们认真阅读P30,图2-10,回答以下问题： 氨基酸的结合方式是什么？ 脱水缩合形成的化学键叫什么？ 如果以两个氨基酸作为反应物，脱水缩合后的产物是什么？ 产物中的水是如何形成的？ 什么叫氨基酸的脱水缩合？ 22 三、蛋白质的结构及其多样性 1、氨基酸的结合方式： 肽键 H2N−CH −C− R1 Ⅰ O Ⅱ −N−CH −COOH R2 Ⅰ H Ⅰ OH H 一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基结合，脱去一分子水，形成一个肽键，两个氨基酸通过肽键相连，形成一分子二肽。 23 肽键 二肽 水 三、蛋白质的结构及其多样性 1、氨基酸的结合方式： 脱水缩合 游离的氨基 游离的羧基 H2N−CH −C− R1 Ⅰ O Ⅱ −N−CH −COOH R2 Ⅰ H Ⅰ H2O H + 用掉的就不能再算氨基和 2026/10/27 23 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 24 三、蛋白质的结构及其多样性 1、氨基酸的结合方式： 脱水缩合 (1)连接两个氨基酸分子的化学键:________ 肽键 (2)脱去的水中,H来自______________，O来自_______。 氨基和羧基 羧基 (3)由两个氨基酸缩合而成的化合物叫_____。 二肽 (4)生成一个二肽，形成_____个肽键，脱去____分子水，至少有______个游离的氨基和游离的羧基 1 1 1 −C−N− H Ⅰ O Ⅱ −CO−NH− −NH−CO− NH Ⅰ CO 25 三、蛋白质的结构及其多样性 H2N−CH −C− R1 Ⅰ O Ⅱ −N−CH −CO R2 Ⅰ H Ⅰ H2O H −N−CH −COOH R3 Ⅰ H Ⅰ H OH 二肽 第3个氨基酸 H H O 26 三、蛋白质的结构及其多样性 H2N−CH −C− R1 Ⅰ O Ⅱ −N−CH −CO R2 Ⅰ H Ⅰ H2O H −N−CH −COOH R3 Ⅰ H Ⅰ 2 H ？ 三肽 脱水缩合 思考： （1）3个氨基酸脱水缩合，形成_______,其中含___个肽键，脱去___分子水，至少有______个游离的氨基和游离的羧基。 自己写一写以下三个氨基酸脱水缩合的过程及产物 三、蛋白质的结构及其多样性 1、氨基酸的结合方式： 三肽 2 2 （2）以此类推，由多个(n个)氨基酸缩合而成的化合物叫______，其中含_____个肽键，脱去_____分子水，至少有__个游离的氨基和游离的羧基 多肽 n-1 n-1 肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数-1 1 1 练习 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。 5 （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）请在图中标出其中一个肽键。 4 4 <2min 强调用白板 28 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 C、H、O、N等元素 氨基酸 二肽 多肽 组成 脱水缩合 通常由几个氨基酸形成的就叫几肽 多肽通常呈链状，叫作_____ 肽链 三、蛋白质的结构及其多样性 若肽链首尾两端的氨基、羧基也脱水缩合连接起来，则成为环状多肽 三肽 四肽 蛋白质 三、蛋白质的结构及其多样性 ？ 通常由几个氨基酸形成的就叫几肽 多肽通常呈链状，叫作_____ 若肽链首尾两端的氨基、羧基也脱水缩合连接起来，则成为环状多肽 肽链 C、H、O、N等元素 氨基酸 二肽 多肽 组成 脱水缩合 三肽 四肽 （1）由于氨基酸之间能够形成氢键等，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。 三、蛋白质的结构及其多样性 2、蛋白质的形成 氨基酸之间脱水缩合形成多肽链 一条多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 （2）许多蛋白质分子含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键（如二硫键）相互结合在一起。 三、蛋白质的结构及其多样性 2、蛋白质的形成 —SH —SH + —S—S— + 2H+ + e- H最终形成水 2026/10/27 32 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 三、蛋白质的结构及其多样性 2、蛋白质的形成 氨基酸之间脱水缩合形成多肽链 一条多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 多条肽链聚集在一起形成具有复杂空间结构的蛋白质 多肽≠蛋白质 思考·讨论 ①氨基酸脱水缩合形成多肽链 ②多肽链按一定方式盘曲折叠 ③形成一定空间结构 ④多条肽链聚集在一起形成更复杂的蛋白质 三、蛋白质的结构及其多样性 2、蛋白质的形成 一条或几条 盘曲、折叠 1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 思考·讨论 氨基酸 二肽 三肽 … 多肽 蛋白质 脱水 缩合 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，需经过怎样的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？ 食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。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，由多肽链构成人体蛋白质。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。 思考·讨论 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？试着说出蛋白质种类多种多样的原因。 10个氨基酸能够组成2110条互不相同的长链。 氨基酸的数目、种类、排列顺序的多样性以及蛋白质具有复杂的空间结构，是蛋白质种类多种多样的原因。 思考·讨论 三、蛋白质的结构及其多样性 3、蛋白质的多样性 氨基酸的种类不同 氨基酸的数目不同 氨基酸的排列顺序不同 β折叠 α螺旋 肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同 种类 数量 排列顺序 结构多样 种类繁多 功能多样 氨基酸 蛋白质： 空间结构 结构决定功能 三、蛋白质的结构及其多样性 3、蛋白质的多样性 三、蛋白质的结构及其多样性 4、蛋白质结构与功能的关系 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。 三、蛋白质的结构及其多样性 4、蛋白质结构与功能的关系 阿尔茨海默病：肽链错误折叠 → 蛋白质在神经元内外形成毒性聚集体 → 神经元损伤死亡→引发记忆丧失和认知障碍 帕金森：肽链错误折叠 → 蛋白质形成聚集体（路易体） → 损伤运动神经元→导致多巴胺分泌不足→出现震颤、僵硬和动作迟缓等症状 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 高温、辐射、强碱、强酸、酒精、重金属盐等 与社会的联系 1、蛋白质的变性 （1）概念： （2）变性因素： 不可逆! 2026/10/27 43 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 与社会的联系 1、蛋白质的变性 思考：1.吃煮熟的鸡蛋、肉类等更容易消化，这是为什么？ 高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，使内部的肽键暴露出来，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。 注意：变性过程破坏蛋白质的空间结构，但不破坏_____，因此依然能用_____________检测。 肽键 双缩脲试剂 思考：2.为什么加热、加酸、加酒精可以达到消毒灭菌的目的？ 引起细菌、病毒的蛋白质变性 变性 肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸。 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。 与社会的联系 2、蛋白质的盐析和水解 （1）盐析： 物理变化，蛋白质结构不发生改变，可复原 （2）水解： 脱水缩合的逆过程，破坏肽键，消耗水，变回−COOH和−NH2。 高温使蛋白质的空间结构改变，变得伸展、松散，更易被蛋白酶水解。 46 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数-肽链条数 蛋白质的相对分子质量=氨基酸的平均相对分子质量×氨基酸的数量-脱水数×18（不考虑二硫键） 至少含有游离的氨基数或羧基数=肽链条数 蛋白质相关计算 1、链状结构 肽链数目 氨基酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 多肽链相对分子量(氨基酸平均分子量a) 至少含有几个氨基和羧基 1条 2 1条 3 1条 n 2条 14 m条 n 1 1 2a－18 x 1 1、1 2 2 3a - 18 x 2 1、1 n-1 n-1 an-18(n-1) 1、1 12 12 14a - 18 x 12 2、2 n-m n-m an - 18 (n-m) m、m 47 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 肽键数： 脱水数： 15个 15个 15个氨基酸组成的环状多肽 蛋白质相关计算 2、环状结构 肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数-肽链条数（0条） 如m个氨基酸构成n个环状多肽，有____个肽键。 m 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 课堂小结 组成元素 C、H、O、N、（S、Fe等） 氨基酸 种类： 通式： 特点： 脱水缩合 多肽 组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序不同 多肽盘曲折叠形成的空间结构不同 盘曲折叠 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，膜上转运蛋白 催化作用，如某些酶 调节作用，如某些激素像胰岛素 免疫作用，如抗体 组成 基本单位 形成 导致 21种 至少有一个-NH2和一个－COOH连在同一个C原子上 核糖体 具有 50 3、氨基酸的脱水缩合 计算相关 N个氨基酸 形成1条多肽链 N个氨基酸 形成M条多肽链 肽键 N-1 N-M 水分子 -NH2 至少1个 至少M个 -COOH 氧原子 至少(N+1)个 至少(N+M)个 N个氨基酸形成一条多肽链，有(N-1)个肽键，同时脱去(N-1)个水； 不考虑R基，每条多肽头部只有1个-NH2，尾部只有1个-COOH； 不考虑R基，原本共有2N个氧原子，脱去(N-1)个水，减少(N-1)个氧，则剩余2N-(N-1)=(N+1)个氧原子 1 2 4 3 N-1 N 51 3、氨基酸的脱水缩合 计算相关 1 2 3 M 肽键数 =(N1-1)+(N2-1)+(N3-1)+…+(NM-1) =氨基酸总数-肽链总数 =N-M N个氨基酸 形成1条多肽链 N个氨基酸 形成M条多肽链 肽键 N-1 N-M 水分子 -NH2 至少1个 至少M个 -COOH 氧原子 至少(N+1)个 至少(N+M)个 52 3、氨基酸的脱水缩合 计算相关 现有若干个氨基酸上共有27个−NH2，其脱水缩合形成若干条多肽上共有7个−NH2 ，则共形成多少个肽键？ 若氨基酸平均相对分子质量为100，现有20个氨基酸脱水缩合形成3条链构成的蛋白质，则蛋白质分子量是多少？ 27 − 7 = 20个 用于脱水缩合的−NH2 20 X 100 − 17 X 18 = 1694 氨基酸总质量 脱去水的质量 肽键数=水分子数 53 3、氨基酸的脱水缩合 计算相关 1 2 3 某三条多肽上共有7个−NH2，其水解得到的氨基酸上共有32个−NH2 ，则共有多少个氨基酸？多少个肽键？ 设有X个氨基酸，则三条肽链上氨基数： +（32-X）=7 ⇒ X =28 ∴ 肽键数=X-3=25 每条肽链头部的-NH2，共3个 R基上的-NH2 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 3、氨基酸的脱水缩合 计算相关 55 3、氨基酸的脱水缩合 计算相关 胰岛素分子由2条肽链组成，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，还有3个二硫键(−S−S−)，（二硫键通过2个巯基(−SH)脱去2个H原子构成。），由51个氨基酸形成胰岛素相对分子质量减少多少？ 胰岛素 B链 A链 (51-2) x 18 + 3 x 2 = 888 形成肽键脱去水的质量 形成二硫键脱去氢原子的质量 56 3、氨基酸的脱水缩合 计算相关 某三十九肽分子中含有4个丙氨酸，现去掉其中的丙氨酸，得到4条长短不等的多肽，如图所示，则该过程消耗几个水分子？ 1 39 1 7 19 26 9 17 28 38 57 3、氨基酸的脱水缩合 计算相关 某三十九肽分子中含有4个丙氨酸，现去掉其中的丙氨酸，得到4条长短不等的多肽，如图所示，则该过程消耗几个水分子？ 1 39 1 7 19 26 9 17 28 38 8 18 27 39 该过程断开了7个肽键，故消耗7个水分子 58 END Thanks for your attention! Lavf58.46.101 Lavf58.20.100 $