人教版2019高中生物必修一2.4蛋白质是生命活动的主要承担者(共49张PPT2个视频)

(共49张PPT)
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组成细胞的分子
第2章
第4节　蛋白质是生命活动的主要承担者
本节聚焦
怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者？
氨基酸的结构有什么特点？
为什么细胞中蛋白质的种类如此多样？
教学目标
目标
01
02
03
从氨基酸的结构特点理解氨基酸脱水缩合的过程，构建数学模型解答与蛋白质有关的计算问题。（科学思维）
从蛋白质功能多样性角度明确蛋白质与人体健康的关系。
（社会责任）
通过对蛋白质的学习，建立生命的物质性的观点；从结构与功能观角度理解蛋白质的多样性。（生命观念）
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。
情景视频二
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。
你能够说出几种富含蛋白质的食物呢？
一
蛋白质的功能
思考：那生物体内的蛋白质有什么功能呢？（1分钟）
富含蛋白质的食物
肌肉纤维
黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素
胃蛋白酶结晶
血红蛋白示意图
与抗原结合的某种抗体
一
蛋白质的功能
功能 实例
肌肉、头发、羽毛、蛛丝等
细胞中绝大多数的酶
血红蛋白
胰岛素
构成细胞和生物体结构的重要物质(结构蛋白)
催化功能
运输功能
调节功能(信息传递)
抗体
免疫功能
一
蛋白质的功能
蛋白质功能小结
一切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。
　实战训练
1.下列不属于动物体内蛋白质功能的是( )
A．构成毛发的主要成分
B．催化细胞内化学反应的酶
C．供给细胞代谢的主要能源物质
D．细胞吸收物质的载体
　实战训练
2.下列关于蛋白质及其功能的叙述中，错误的是(　　)
A.抗体与机体的免疫密切相关，长期营养不良会导致免疫力下降
B.大部分蛋白质具有催化功能
C.蛋白质可以在细胞之间传递信息
D.血红蛋白能够运输氧气，说明蛋白质具有运输功能
　实战训练
3.以下属于蛋白质的功能的一组是（　　）
①食物在小肠内彻底消化 ②注射疫苗预防流感　
③人不吃蔬菜易患坏血症 ④老年人的骨质疏松症
⑤胰岛素调节血糖浓度　 ⑥激素与受体准确地识别　
⑦生命活动的主要能源物质
⑧葡萄糖在载体蛋白的协助下被小肠绒毛上皮细胞吸收
①②③⑤⑧ B.①②⑤⑥⑧
C.①③⑤⑥⑦ D.②④⑥⑦⑧
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。
二
蛋白质的基本组成单位-氨基酸
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？
思考探究：（5分钟）
1：蛋白质的基本单位？结构通式？种类？（完成任务二）
2：蛋白质的合成（完成任务三，任务四）
2
侧链基团
R
C
H
C
H2N
OH
O
氨基
羧基
二
蛋白质的基本组成单位-氨基酸
主要是C、H、O、N，有些含S等
1.组成元素：
2.结构简式：
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。
2.这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R表示）
3.R基的不同决定了氨基酸分子的不同。
必需氨基酸: 人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取的氨基酸，共8种。
非必需氨基酸: 人体细胞能够合成的氨基酸，共13种。
（婴儿9种，组氨酸）
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
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二
蛋白质的基本组成单位-氨基酸
3.氨基酸的种类：
组成人体蛋白质的21种氨基酸
一
氨基酸的结合方式
氨基酸脱水缩合过程视频（视频）
一
氨基酸的结合方式
1.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。
蛋白质是生物大分子，由许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键相连而成。肽键是连接两个氨基酸分子的化学键。
H2O
肽键
－
OH
‖
O
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
－C
－C
R1
H2N
H
－
－
‖
O
OH
－
H
二肽
肽键
H2O
－C－COOH
R3
H
－
－
－N
H
－
H
OH
－
肽键
‖
O
－C
R1
H2N
H
－
－
－C
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
‖
O
H2O
三肽
2.肽的名称确定：
由几个氨基酸构成，就称为几肽。
一
氨基酸的结合方式
以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫多肽。
二
蛋白质的结构及其多样性
氨基酸
二肽
三肽
四肽
多肽
肌球蛋白
血红蛋白
胰岛素
盘
曲
折
叠
1.蛋白质的结构层次
H
O
C
CH2
C
H2N
OH
SH
H2C
O
C
H
C
H2N
OH
SH
H
O
C
CH2
C
H2N
OH
S
H2C
O
C
H
C
H2N
OH
S
----二硫键
2.肽链连接方式
二
蛋白质的结构及其多样性
许多蛋白质含有两条或多条多肽链，他们通过一定的化学键如二硫键结合在一起。
二
蛋白质的结构及其多样性
蛋白质的盘曲折叠过程（视频）
思考：如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，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
3.蛋白质的多样性
小组活动1：3位同学模拟3种不同的氨基酸合成一条肽链，能形成多少种不同的肽链？
6种
二
蛋白质的结构及其多样性
（1）导致肽链多样性进而蛋白质的原因是：
氨基酸的排列顺序不同
氨基酸的数目不同
氨基酸的种类不同
3.蛋白质的多样性
二
蛋白质的结构及其多样性
小组活动2：观察以下四条多肽链，总结出它们不同的原因？
（2）导致肽链多样性进而蛋白质的原因是：
（3）导致肽链多样性进而蛋白质的原因是：
3.蛋白质的多样性
二
蛋白质的结构及其多样性
肽链盘曲、折叠形成的空间结构多样
（3）导致蛋白质的原因是：
氨基酸层面
氨基酸的种类不同
氨基酸的数量不同
氨基酸的排列顺序千变万化
肽链层面
多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别
3.蛋白质结构多样性的原因
二
蛋白质的结构及其多样性
蛋白质功能的多样性
4.蛋白质的结构（主要是指空间结构）与其功能相适应
二
蛋白质的结构及其多样性
蛋白质变性是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。
5.蛋白质变性：
不可逆
二
蛋白质的结构及其多样性
使蛋白质变性的因素：
高温、辐射、强碱、强酸、酒精、重金属盐。
盐析
蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出溶解度的变化，可逆
变性
肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸。
水解
空间结构发生改变，肽键未断裂。
6.蛋白质的盐析、水解和变性
二
蛋白质的结构及其多样性
肽链 氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数
1
1
1
1
2
3
m
n－1
1
2
2
1
3
2
n
n－1
…
…
…
n－2
n－3
n－m
n－2
n－3
n－m
…
n
n
n
三
蛋白质的相关计算
脱去的水分子数 =肽键数=
氨基酸分子数-肽链条数
小组合作完成下表的相关内容，并找出规律？
(1)在链状多肽中
肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数
三
蛋白质的相关计算
找出10个氨基酸组成的环状多肽中肽键数和氨基酸数各为多少，并找出规律？
(2)在环状多肽中
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
三
蛋白质的相关计算
找出下图蛋白质中游离氨基和羧基的数目及蛋白质的相对分子质量，并找出规律？
（3）游离氨（羧）基数目=
（4）蛋白质相对分子质量=
肽链数+R基中氨（羧）基数
氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量 - 脱去的水分子数×18
4、蛋白质中N、O、C、H原子数计算：
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
公式5：N原子数=
肽键数＋肽链数＋R基上N原子数
=各氨基酸N原子总数
公式6：O原子数=
肽键数＋2×肽链数＋R基上O原子数
=各氨基酸O原子总数－脱去水分子数
拓展——与蛋白质相关的计算
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练习与应用（P32）
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
√
×
×
√
A
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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
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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？
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。
（1）5，4，4。
（3）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
　实战训练
1.狼体内有a 种蛋白质，21 种氨基酸；兔体内有b 种蛋白质，21 种氨基酸。狼捕食兔后，狼体内的氨基酸种类和一个细胞中含有的蛋白质种类最可能是
42，a+b
B. 21，a+b
C. 21，小于a
D. 21，大于a
　实战训练
2．血液中的血红蛋白和肌肉中的肌蛋白结构不同的原因是(　　)
A．所含氨基酸的种类不同，而数目、排列顺序都相同
B．所含氨基酸的数目不同，而种类、排列顺序都相同
C．所含氨基酸的数目、种类、排列顺序不同和多肽链的数目及空间结构不同
D．所含氨基酸的数目、排列顺序和多肽链的数目相同但空间结构不同
　实战训练
3.某三十九肽中共有丙氨酸4个（R基是-CH3），现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽（如图）。那么这4条多肽与原多肽相比，分析错误的是（ ）
A.肽键数目减少8个
B.C原子减少12个
C.氨基增加3个
D.羧基增加3个
　实战训练
4.现有氨基酸800个,其中氨基总数为810个,羧基总数为808个,则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次为( )
A.798、2和2
B.798、12和10
C.799、1和1
D.799、11和9
　实战训练
5.胰岛素含有2条多肽链，A链含21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，两条多肽链间通过2个二硫键（二硫键是由2个-SH连接而成的）连接，在A链上形成一个二硫键。下图为结晶牛胰岛素,请据图回答，这51个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量减少了多少？( )
A.888 B.882
C.880 D.无法确定
组成元素
C、H、O、N（S）
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，且都有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上，氨基酸的种类由R基决定。
脱水缩合
多肽
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
复习：
组成元素
C、H、O、N（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：
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
复习：
三
检测生物组织中三大有机物
（1）原理
1.还原糖的检测
具有还原性的糖
常见还原糖:
葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖
常见非还原糖:
蔗糖、多糖
还原糖+斐林试剂
砖红色沉淀
水浴加热
斐林
试剂
甲液:
乙液:
0.1g/mLNaOH
0.05g/mLCuSO4
等体积混合使用，现配现用。
（3）反应实质
还原糖将Cu2+还原，生成砖红色的Cu2O
（2）试剂
（4）材料：
甜菜、甘蔗？
（5）显色反应：
草莓？
马铃薯？
含糖量高，______________
白色或近于白色
无色 浅蓝 棕 砖红色沉淀
三
检测生物组织中三大有机物
苹果或梨匀浆
（1）原理：
脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色
（2）选材:
富含脂肪且色浅
花生种子: 富含脂肪且没有其他颜色干扰。
三
检测生物组织中三大有机物
2.脂肪的鉴定:
脂肪微粒
圆形小颗粒呈橘黄色，说明有脂肪存在。
取材：
花生种子(浸泡3～4h），将子叶削成薄片
制片
①取最理想的薄片
②在薄片上滴苏丹Ⅲ染液（3min）
③去浮色（用50﹪酒精）
④ 制成临时装片(滴蒸馏水，盖盖玻片)
观察
低倍镜下寻找到已着色的圆形小颗粒，
然后用高倍镜观察
结论
三
检测生物组织中三大有机物
（3）实验步骤:
三
检测生物组织中三大有机物
（3）实验步骤:
（1）原理
（2）材料：豆浆、鲜肝研磨液
（3）试剂：双缩脲试剂
A：0.1g/mL的NaOH溶液 B：0.01g/ mL的CuSO4溶液
现配现用，依次添加
在碱性条件下，肽键与双缩脲试剂中Cu2+作用，产生紫色络合物
3.蛋白质的检测
三
检测生物组织中三大有机物
（4）现象：
紫色
选材： 含 丰富的豆浆或鸡蛋清溶液。
蛋白质
黄豆浆滤液或蛋清稀释液
制备样液
呈色反应
组织样液2mL
双缩脲试剂A液1mL
双缩脲试剂B液4滴
摇匀后变成紫色
结论：
组织样液中存在蛋白质。
三
检测生物组织中三大有机物
（5）实验步骤:
制备样液
呈色反应
结论：
4.淀粉的检测
马铃薯匀浆
检测
组织样液2mL
碘液2滴
结论：
组织样液中存在淀粉。
摇匀后变成蓝色
取材：
三
检测生物组织中三大有机物
斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液
成分 （质量浓度）
鉴定物质 添加顺 序方法 反应条件 反应现象 原理
斐林试剂与双缩脲试剂的比较
0.1g/mLNaOH
0.05g/mLCuSO4
0.1g/mLNaOH
0.01g/mLCuSO4
还原糖（葡萄糖、麦芽糖等）
蛋白质
甲、乙液等量混合均匀后注入
先加入A液摇匀，后加入B液摇匀
50-650C水浴加热
不加热
蓝色→棕色→砖红色沉淀
无色→紫色
还原性糖+Cu(OH)2→Cu2O (砖红色沉淀)
碱性条件下蛋白质（含两个以上肽键）+Cu2+→紫色络合物
实验易错点提示
(1)唯一需要加热—— 鉴定,且必须水浴加热, 不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。
(2)非还原糖(如蔗糖)+斐林试剂的现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
(3)唯一需要显微镜—— 鉴定,实验中要用 ，其作用是 。
还原糖
脂肪
洗去浮色
(4)若用大豆作材料,必须提前浸泡;若用蛋清作材料,必须稀释,防止其粘在试管壁上不易刷洗; 且该实验应预留部分组织样液做对比。
(5)易写错别字提示:“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”,双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。
50%的酒精溶液