2021-2022学年高一上学期生物人教版必修一2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者课件（35张PPT）

(共35张PPT)
2.4
蛋白质是生命活动的主要承担者
教学目标1.
通过比较不同氨基酸的结构，归纳得出氨基酸的结构通式及特点。2.
通过模拟活动和模型构建活动，说明脱水缩合的过程，阐明蛋白质的基本单位是氨基酸。3.
通过模型构建讨论蛋白质结构多样性的原因，说明结构与功能相适应。4.
通过安徽阜阳毒奶粉事件，三鹿奶粉事件，认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切。教学重点1.蛋白质的功能和结构。2.氨基酸的结构特点及其形成蛋白质的过程。
教学难点1.氨基酸形成蛋白质的过程。2.蛋白质的结构和功能多样性的原因。
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。
提示：这种手术缝合线要变为小分子物质才能被吸收，初中学习过食物中的蛋白质要分解为氨基酸才能被吸收，因此说蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。
1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？
问题探究：
提示：用某些动物组织提取的胶原蛋白制作手术缝合线，能够被人体组织吸收，是因为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？
“大头娃娃”事件
2004年3月份，安徽阜阳连续7天报道了当地大量婴幼儿食用劣质奶粉后变成“大头娃娃”的消息，有关部门经对阜阳当地2003年
3月1日以后出生、以奶粉喂养为主的婴儿进行的营养状况普查和免费体检显示，这些大头娃娃是长期食用蛋白质含量严重不足的劣质奶粉而患上“重度营养不良综合症”。根据我国现行质量标准，0—6个月的婴儿奶粉蛋白质含量应为12%-18%，而某款劣质奶粉蛋白质含量为1.74%。
为什么假奶粉会使婴儿营养不良，变成“大头娃娃”？
蛋白质是什么？对生物体有何功能？
一、蛋白质的功能
阅读教材P28页，尝试归纳概括蛋白质有哪些功能？
蛋白质
结构蛋白
构成细胞和生物体结构的重要物质。如肌肉、头发、羽毛等。
功能
催化
绝大多数酶都是蛋白质，如胃蛋白酶
运输
如血红蛋白能运输氧气
信息传递
能够调节机体的生命活动，如胰岛素
免疫
人体内的抗体是蛋白质，能帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害
马达蛋白在微管上运输囊泡
血红蛋白
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。
羽毛
孔雀羽毛
肌肉
头发
蛛丝
蛋白质
2.细胞内的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质，少量是RNA。如胃蛋白酶结晶。
3.有些蛋白质具有运输功能：如血红蛋白（运输氧气）、载体蛋白
4.有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素。
5.人体内的抗体是蛋白质，可以抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
氨基酸
直接被人体吸收和利用
蛋白质
蛋白质的基本单位
经
过
消
化
二、蛋白质的基本单位——氨基酸
思考讨论——氨基酸的结构特点
H2N
C
C
H
H
O
OH
H2N
C
C
H
CH
O
OH
CH3
CH3
H2N
C
C
H
CH3
O
OH
H2N
C
C
H
CH2
O
OH
CH
CH3
CH3
甘氨酸
缬氨酸
丙氨酸
亮氨酸
这些氨基酸的分子结构有什么共同特点
？
氨基
羧基
侧链基团（R基）
氨基酸的分子结构通式
至少有一个____________和一个_____________
都有一个氨基和一个羧基连接在___________________上
结构特点
N
C
C
H
R
O
OH
氨基
羧基
侧链基团
H
H
氨基
羧基
同一个碳原子
③R基不同，氨基酸的种类也不相同。
氨基：
NH2
或
H
H
N
羧基：
C
O
OH
COOH
或
非必需氨基酸：人体可自身合成的氨基酸，共12种。
必需氨基酸：人体细胞自身不能合成的氨基酸。共8种。（“甲携来一本亮色书”）
20种氨基酸
甲携来一本亮色书
缬
异亮
亮
苯丙
甲硫
色
苏
赖
不是每种蛋白质都含有20种氨基酸
H2N--C--C--OH
H
O
CH3
H2N--C--C--OH
H
O
H
H2N--C--C--OH
H
O
CH
CH3
CH3
H2N--C--C--OH
H
O
CH2
CH
CH3
CH3
①甘氨酸
④缬氨酸
③亮氨酸
②丙氨酸
思考讨论：
判断下面哪些是能组成蛋白质的氨基酸？若是，写出它的R基。
√
√
×
×
判断下列分子是不是氨基酸？
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
②
CH
NH2
COOH
CH2
OH
③
C
H
NH2
H
CH2
COOH
④
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
①
阅读教材P30-31，小组讨论，思考以下问题
氨基酸如何构成蛋白质？
若要将氨基酸连成长链，需要借助氨基酸的共有部分？还是它的个性部分？
N
C
C
R1
H
O
OH
N
C
C
R2
H
O
OH
H
H
H
H
氨基酸如何构成蛋白质？
脱水缩合
肽键
二肽
＋
H2N
C
C
R1
H
O
OH
H
H2N
C
C
R1
H
O
N
COOH
C
R2
H
H2O
＋
COOH
N
C
R2
H
H
H
氨基酸脱水缩合
氨基酸
二肽
三肽
多肽
一条肽链盘曲折叠形成蛋白质
几条肽链盘曲折叠形成蛋白质
由两个氨基酸分子缩合而成的化合物
由三个氨基酸分子缩合而成的化合物
由多个氨基酸分子缩合而成的化合物
通常呈链状结构，叫做肽链
三、蛋
白
质
的
结
构
和
多
样
性
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
氨基酸的结合方式:脱水缩合
肽键
二肽
一个氨基酸的
____
(-NH2)和另一个氨基酸的
_____
(-COOH)，相连接，同时脱去一分子的
______。这种结合方式_____________
氨基
羧基
水
两个氨基酸
脱水缩合
肽键：
C
O
H
N
或
C
O
H
N
肽键
C
H
COOH
R3
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
H2O
H2O
肽键
三肽
2个氨基酸形成____，脱去__个水分子，形成__个肽键；
3个氨基酸形成____
，脱去__个水分子，形成__个肽键；
4个氨基酸形成____
，脱去__个水分子，形成__个肽键；
多（n）个氨基酸形成____
，脱去___个水分子，形成___个肽键；
二肽
1
1
三肽
2
2
多肽
n-1
n-1
四肽
3
3
三个氨基酸
①一条肽链不管长短，一端至少有一个游离的氨基，另一端有一个游离的羧基。②由多少个氨基酸脱水缩合而成，就叫做几肽。
2个氨基酸形成____，
脱去__个水分子，形成__个肽键
3个氨基酸形成____，
脱去__个水分子，形成__个肽键
4个氨基酸形成____，
脱去__个水分子，形成__个肽键
多(n)个氨基酸形成____，
脱去___个水分子，形成__个肽键
二肽
1
1
三肽
2
多肽
n-1
n-1
四肽
3
3
脱去的水分子数
_
肽键数
=
氨基酸数
-
_
当为
1
条多肽链时：
2
=
1
4
5
n
当为
2
条多肽链时：
氨基酸
肽键
2
3
n-2
脱去的水分子数
_
肽键数
=
氨基酸数
-
_
当为
2
条多肽链时：
氨基酸数
肽键数
肽链数
2条
2条
……
……
2条
2
=
脱去的水分子数
=
肽键数
=
氨基酸数
-
2
当为
2
条多肽链时：
脱去的水分子数
=
肽键数
=
氨基酸数
-
1
当为
1
条多肽链时：
脱去的水分子数
_
肽键数
=
氨基酸数
-
_
当为
m
条多肽链时：
m
=
1.
从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
提示：氨基酸脱水缩合形成二肽、三肽……多肽；一条肽链按照一定形态折叠、盘曲构成空间结构；多条肽链构成更为复杂的空间结构。
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？
提示：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。
小组讨论，问题探究
提示：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。
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（提示：一个蛋
白质分子往往含有成百上千个氨基酸）。
蛋白质分子结构多样性的原因：
①
◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇
②
★-★-★-★-★-★-★-★-★-★
③
◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎
（1）氨基酸_________不同，
①
★-★-★-★-★-★-★-★
②
★-★-★-★-★-★-★-★-★-★
种类
（2）氨基酸_________不同，
数目
①
★-★-
◇-◇
-★-
★-
◇-
◇
-
★-★
②
◇-◇
-
★-★-
◇-
◇
-
★-
★-
◇-
◇
（3）氨基酸_________不同，
排列顺序
（4）肽链的_________不同，
空间结构
（1）氨基酸_________不同，
种类
（2）氨基酸_________不同，
数目
（3）氨基酸_________不同，
排列顺序
（4）肽链的_________不同，
空间结构
蛋白质的结构多种多样
蛋白质的功能多种多样
结构与功能相适应
血红蛋白
肌动蛋白
胃蛋白酶
胰岛素
结构与功能相适应
血红蛋白
正常红细胞
VS
镰刀型红细胞
结构与功能相适应
胰岛素
目前注射胰岛素是唯一的给药方式，口服胰岛素似乎是很多“糖友”的渴求和心声。但是很多人不清楚胰岛素为什么不能口服？
1.生物体内的蛋白质千差万别，其原因不可能是（　
）A.连接相邻氨基酸的化学键不同B.组成蛋白质的氨基酸种类和数量不同C.氨基酸排列顺序不同D.蛋白质的空间结构不同
提示：连接相邻氨基酸分子的化学键是肽键，A符合题意；在生物体中组成蛋白质的氨基酸种类不同，是蛋白质千差万别的原因之一，B不符合题意；组成蛋白质的氨基酸的数目可能成千上万，形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别（教材P31），这些都是细胞中蛋白质种类繁多的原因，C、D不符合题意。
A
2.下列能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的是（
）
①氨基酸　②C、H、O、N等元素　③氨基酸分子之间脱水缩合　④多肽　⑤形成一定的空间结构A.①③④②⑤　
　B.②①④③⑤C.②①③⑤④　　
D.②①③④⑤
提示：蛋白质分子由简到繁的结构层次是：②C、H、O、N等元素→①氨基酸→③氨基酸分子之间脱水缩合→④多肽→⑤形成一定空间结构的蛋白质分子。D正确。
D
3.已知蛋白质受热、酸碱、重金属盐、某些有机物(乙醇、甲醛等)、紫外线等作用时，蛋白质空间结构发生破坏这种情况称为蛋白质变性。蛋白尿是诊断肾炎的重要依据，也是评定肾炎治疗效果的重要指标之一，鉴定尿中是否有蛋白质常用加热法来检验。以下说法正确的是（　
　）A.加热使蛋白质的肽链充分伸展并断裂B.加热使蛋白质发生变性，其原理与水解相同C.加热后的蛋白质仍然可与双缩脲试剂发生作用并产生紫色反应D.加热后的蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开后，其特定功能并未发生改变
提示：加热会使蛋白质的空间结构发生改变，但是肽链不会断裂，A错误。加热变性后的蛋白质，空间结构发生改变，但其肽键没有断裂，仍能与双缩脲试剂作用产生紫色反应；水解后的蛋白质结构和功能发生变化，肽键被破坏，不能与双缩脲试剂反应显现紫色，B错误，C正确。蛋白质的结构与功能相适应，蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开后，其结构会发生改变，特定功能也将发生改变，D错误。
C
1.结构蛋白：构成细胞和生物体结构的重要物质。如肌肉、头发、羽毛等。2.催化：绝大多数酶都是蛋白质，如胃蛋白酶3.运输：如血红蛋白能运输氧气4.信息传递：能够调节机体的生命活动，如胰岛素5.免疫：人体内的抗体是蛋白质，能帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害6.脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基（—COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（—NH2）相连接，同时脱去一分子的水。
7.蛋白质的结构层次：
8.蛋白质结构多样性的原因：构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。