1.3.1 细胞中的蛋白质和核酸--细胞的功能主要由蛋白质完成课件(共41张PPT) 2025-2026学年高中生物学苏教版必修第一册

(共41张PPT)
第3节 细胞中的蛋白质和核酸
第1课时 细胞的功能主要由蛋白质完成
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。
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？
针对医学中的生物学现象，进行观察分析并提出问题，体现了科学探究的核心素养。
阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成。
1.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）
2.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）
3.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）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
C
H
C
H
H2N
OH
O
甘氨酸
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
CH3
缬氨酸
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
丙氨酸
C
H
C
H2N
OH
O
CH2
CH3
CH3
亮氨酸
CH
CH
观察以下氨基酸的分子结构式，说出蛋白质由什么元素组成？
通过对氨基酸的结构式进行观察、提问，体现了科学探究的核心素养。
1．组成元素：除含有______________外，大多数蛋白质还含有____。
2．基本单位
(1)蛋白质的基本组成单位是________。
(2)种类：自然界中已经发现的氨基酸有______，而在生物体内，蛋白
质通常由常见的____种氨基酸分子组成。
一、蛋白质的组成元素和基本单位
C、H、O、N
S
氨基酸
几百种
20
决定氨基酸种类
连接在同一个碳原子上
3.氨基酸的结构通式：
基于生物学事实运用模型与建模等方法，体现了科学思维的核心素养。
①元素组成上：
②结构组成上：
③氨基和羧基
的连接上：
分析氨基酸，从以下三个方面探究其共同点。
都含有Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ四种元素。
都含有一个中心碳原子和Ｒ基，都至少含有一个氨基、一个羧基。
都有一个氨基和一个羧
基连接在同一碳原子上。
对氨基酸元素组成、结构组成等特点进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
氨基酸的结构通式中只含有一个氨基和一个羧基，为什么说“每个氨基酸中至少含有一个氨基和一个羧基”呢？
R基中也可能含有氨基或羧基。
如：谷氨酸
赖氨酸
含有2个羧基
含有2个氨基
对氨基酸的结构组成特点进行观察分析并提出问题，体现了科学探究的核心素养。
苏氨酸
CH3
CH
OH
CH
NH2
COOH
苯丙氨酸
CH2
CH
NH2
COOH
请写出下面两种氨基酸的R基
决定氨基酸种类
R基分析
①R基的判断：排除法，即找出氨基酸的共同体(连接在同一碳原子上的—NH2、—COOH和—H)，剩下的部分为R基。
②决定氨基酸的种类和理化性质。
③决定氨基酸中所含氨基和羧基的数量：除了连接在同一个碳原子上的氨基和羧基外，多余的氨基和羧基一定位于R基中。
④决定氨基酸的组成元素：氨基酸结构通式中含有C、H、O、N四种元素，若含有其他元素则一定位于R基中。
【归纳提升】
【例1】下列物质中，不是构成蛋白质的氨基酸的是 ( )
B
构成蛋白质的氨基酸，至少有一个氨基和一个羧
基，连接在同一碳原子上。
氨基酸如何形成结构复杂的蛋白质呢？
针对特定的生物学现象，进行观察、提问，体现了科学探究的核心素养。
二、蛋白质的结构及其多样性
1.氨基酸形成蛋白质的方式：脱水缩合
C
H
C
H2N
OH
O
R1
C
H
C
N
OH
O
R2
H2
H
H
脱水缩合
－OH
H－
－ H
OH －
C
H
C
H2N
O
R1
C
H
C
N
OH
O
R2
H
H2O
肽键
二肽
脱水缩合反应
观看动画，回答下列问题：
氨基酸脱水缩合过程中参与“脱水”的结构是哪部分？
提示：相邻氨基酸中一个氨基酸的-COOH(羧基)提供的“-OH”与另一个氨基酸的-NH2(氨基)提供的
“-H”结合产生水。
对氨基酸的脱水缩合这种生物学现象，进行观察分析并提出问题，体现了科学探究的核心素养。
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
肽键
C
H
COOH
R3
H
N
肽键
三肽
以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。
多肽通常呈链状，叫作肽链。
基于生物学事实和证据运用模型与建模等方法，体现了科学思维的核心素养。
肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：
氨基酸
肽键
肽键数=6 －1
肽键数=8 －2
肽键数 = 氨基酸数－肽链数
=脱去水分子个数
肽键数=3 －1
基于生物学事实和证据运用模型与建模等方法，体现了科学思维的核心素养。
【结论】
脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数
蛋白质相对分子质量
＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数－18×脱水数
m个氨基酸分子脱水缩合形成的1条肽链至少含有___个游离的氨基和 个游离的羧基；m个氨基酸脱水缩合形成n条肽链构成的蛋白质中，至少含有______ 个游离的氨基和 个游离的羧基。
1
1
n
n
对蛋白质的相关计算进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
二硫键
H
C
CH2
C
OH
O
N
H
H
S
H
C
CH2
C
OH
O
N
H
H
S
H
H
半胱氨酸
部分氨基酸形成蛋白质的过程中，要形成二硫键“—S—S—”，它是由2个“—SH”脱氢形成的。如果计算相对分子质量题目要求考虑二硫键，注意每个二硫键形成时，相对分子质量减少2。
思维拓展：
2.蛋白质结构多样性的原因：
观察图片，说说从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
针对蛋白质结构多样性，进行观察分析，并提出问题，体现了科学探究的核心素养。
构成肽链的氨基酸种类不同，肽链的结构则不同；
如果以 代表不同的氨基酸，则下列几种情况由氨基酸构成的肽链是否相同？并说明理由。
构成肽链的氨基酸数目不同，肽链的结构则不同；
构成肽链的氨基酸排列顺序不同，肽链的结构则不同；
多肽链形成后，往往要盘曲、折叠形成不同的空间结构。
针对特定的生物学现象，进行观察、提问，体现了科学探究的核心素养。
氨基酸的排列与多肽种类的计算
假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形分析：
(1)每种氨基酸都无限的情况下,
可形成二肽的种类为 种，可形成三肽的种类为 种。
(2)每种氨基酸只有一个的情况
下，形成二肽的种类为 种，
形成三肽的种类为 种。
9
27
6
6
基于生物学事实和证据运用模型与建模，体现了科学思维的核心素养。
A．含有两条肽链
B．共有126个肽键
C．R基中共含17个氨基
D．形成该蛋白质时共脱掉125个水分子
【例2】有关下图中蛋白质的叙述，正确的是(　 　)
A
蛋白质中羧基数共有17个，其中R基上有15个，说明肽链末端有2个，每条多肽链至少含有一个氨基和一个羧基，故此蛋白质分子含有2条肽链。肽键数＝126(氨基酸数)－2(肽链数)＝124。R基中氨基数＝17－2＝15。肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数－肽链数＝126－2＝124(个)，形成该蛋白质时共脱掉124个水分子。

1．多肽中氨基数、羧基数、氨基酸数、肽键数和脱水数的计算
【归纳提升】
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 多肽或蛋白质相对分子质量 氨基数目 羧基数目
一条肽链 a n n－1 n－1 na－18×(n－1) 至少1个 至少1个
m条肽链 a n n－m n－m na－18×(n－m) 至少m个 至少m个
环状多肽 a n n n na－18n 最少为0 最少为0
2．蛋白质中含有N、O原子数的计算
(1)N原子数＝肽键数＋肽链数(肽链一端游离的氨基数)＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数。
(2)O原子数＝肽键数＋2×肽链数(肽链一端游离的羧基数)＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数(肽键数)。
(3)H原子数＝各氨基酸H原子总数－2×肽键数(－2×二硫键数)。
对蛋白质的相关计算进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
(1)蛋白质的水解可看作蛋白质合成的逆过程，即合成过程中脱去水分子的数目，就是水解过程中需加入水分子的数目。
(2)若肽链间有二硫键(—S—S—)，则蛋白质的相对分子质量＝na－18(n－m)－2k(k为二硫键的个数，n为氨基酸数，m为肽链数，a为氨基酸的平均相对分子质量)。
(3)涉及多肽结构图的问题，首先，从图中准确辨认出肽键；其次，确定图中共有多少个氨基酸及每个氨基酸的R基，尤其注意R基上有无氨基、羧基；最后审清题目，按要求解答。
【易错提醒】
三、蛋白质的功能
许多蛋白质参与组成细胞和生物体结构的各种结构，并具有特定的生理功能，称为结构蛋白。例如，肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。
胰岛素空间结构示意图
图中黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素
有些蛋白质能够调控机体的生命活动，如胰岛素。
细胞中的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶是蛋白质，如胃蛋白酶、胰蛋白酶。
胃蛋白质酶结晶
加酶洗衣粉
有些蛋白质具有运输功能。如血红蛋白能运输氧。
血红蛋白
有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
抗体结构示意图
细胞的各项生命活动都离不开蛋白质
1、结构蛋白：肌肉、头发、羽毛等
2、催化作用：绝大多数酶
3、运输功能：血红蛋白
4、调控生命活动：胰岛素
5、防御功能：抗体
6、运动功能：肌肉中的蛋白质与肌肉收缩、舒张有关
蛋白质的功能
【归纳总结】
对蛋白质的功能进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
【例3】蛋白质是生命活动的主要承担者，以下关于蛋白质功能的叙述不正确的是（　　）
A．蛋白质功能众多，有的在免疫过程中也能起作用
B．许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质
C．有的蛋白质能催化细胞内化学反应的进行
D．细胞内的部分蛋白质能够携带遗传信息
D
有的蛋白质具有免疫功能，如抗体，A正确；许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称肌肉蛋白，B正确；大多数酶的化学本质是蛋白质，在细胞内进行化学反应需要酶的催化，体现了蛋白质具有催化功能，C正确；核酸是细胞内遗传信息的携带者，D错误。
组成元素
C、H、O、N（P、S）
导致
氨基酸
种类：20种
通式：
特点：
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
折叠盘曲
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。调控作用：如胰岛素。防御作用：如抗体
组成
导致
至少有一个－NH2和一个－COOH并且都有一个－NH2和一个－COOH连在同一个碳原子上
1.在组成生物体蛋白质的氨基酸中，酪氨酸几乎不溶于水，
而精氨酸易溶于水，这种差异的产生取决于(　 　)
A．两者的R基组成不同 B．酪氨酸的氨基多
C．两者的结构完全不同 D．精氨酸的羧基多
A
从氨基酸的结构通式可以看出，R基的不同导致了氨基酸结构和功能的不同。
2.人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质（ ）
都含有20种氨基酸 B.都是在细胞内发挥作用
C.都具有一定的空间结构 D.都能催化生物化学反应
C
蛋白质的基本组成单位是氨基酸，氨基酸根据R基不同共有20种；氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链，一条或几条肽链盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质，蛋白质多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关，蛋白质结构的多样性决定功能多样性。
3.下列物质中,有的属于构成蛋白质的氨基酸,有的不是。若将其中构成蛋白质的氨基酸缩合成蛋白质,则其中至少含有的氨基、羧基和肽键的数目依次是( )
(1)H2N-CH2-COOH
(2)H2N-CH2-CH2OH
(3)H2N-CH-CH2-COOH
COOH
(4)H2N-CH-CH2-COOH
(5)H2N-CH-(CH2)4-NH2
NH2
COOH
A.2,2,2 B.3,3,2
C.4,3,3 D.3,4,3
A
（2）（4）不是构成蛋白质的氨基酸。由（1）、（3）含2个羧基、（5）含2个氨基的三个氨基酸形成的三肽含有2个氨基、2个羧基和2个肽键。
4.有一条多肽链,分子式为CxHyOpNqS,它彻底水解后,只得到下列四种氨基酸:
　　 　
分析推算可知,水解得到的氨基酸个数为(　　)
A.q-1 B.q+1 C.p-1 D.p+1
C
n可以设半胱氨酸、丙氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸的数目分别为a、b、c、d,氨基酸总数为m,则a+b+c+d=m。由于每个氨基酸所含O原子的数目均为2,多肽链形成过程中共失去水分子数目为m-1,所以根据O原子的数目可以得知,2(a+b+c+d)-(m-1)=p,即m=p-1。
5.回答下列问题。
(1)构成蛋白质的氨基酸约有______种。
(2)两个氨基酸分子相互作用的化学反应叫作____________，其产物是_______和_____。上图是其中的一种产物的结构式，请补充完整。
(3)蛋白质分子的功能是多种多样的。写出蛋白质的两种功能：
。
(1)生物体内构成蛋白质的氨基酸有20种。(2)氨基酸之间通过脱水缩合作用形成肽键，每形成一个肽键同时脱掉一个H2O分子，两个氨基酸缩合的产物称为二肽，三个氨基酸则称为三肽，多个即为多肽或肽链，肽链经过盘曲折叠后具有一定的空间结构，有了一定的生物学功能才可称之为蛋白质，因此蛋白质功能的多样性与其结构多样是紧密相关的。
构成细胞、信息传递从而调节生命活动、作为酶催化生物体内化学反应、运输和免疫
20
脱水缩合
二肽 水
用毅力、勇气从成功里获得自信,在失败中积累经验。