2.4.1 蛋白质是生命活动的主要承担者 课件（31张PPT）

(共31张PPT)
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
第1课时
人教版 生物学 必修1
核心素养
1.生命观念：通过对蛋白质结构多样性决定功能多样性的学习，形成结构和功能相适应的观点。
2.科学思维：通过推导氨基酸的结构、脱水缩合过程，培养归纳与推理的能力。
3.社会责任：介绍我国科学家人工合成蛋白质的艰难历程，渗透科学精神和爱国主义情感，有助于提升其社会责任和家国情怀。（首课思政育人点）
课标要求
阐明蛋白质通常由20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。
重点难点
1.重点：说明氨基酸的结构特点及其种类。
2.难点：描述氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程。
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？
用某些动物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？
这种手术缝合线要变成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成氨基酸才能被吸收，因此蛋白质在化学组成上应该能分为更小的分子。
01
蛋白质的功能
一、蛋白质的功能
1.结构蛋白：构成细胞和生物体结构的重要物质
头发
羽毛
蛛丝
2. 调节有机体的生命活动（信息传递）
细胞间传递信息的调节蛋白（胰岛素），通过蛋白质间的特异性结合，实现信息的精准传递。
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（图1为胃蛋白酶结晶）。
3. 催化功能
早在19世纪初，人们已经认识到，证明一种物质的分子结构最直接的方法，是在实验室中直接合成这种分子。
19世纪中叶，科学家陆续用无机物合成了一些有机物，但是还不能合成蛋白质。
1886年，俄国一位科学家尝试用氨基酸“装配”蛋白质。
1958年，我国科学家提出人工合成胰岛素的设想。经过6年零9个月的努力，终于成功合成结晶牛胰岛素，这是人类历史上第一次用人工方法合成蛋白质，标志着人类向合成生命迈向了第一步。
人工合成的牛胰岛素结晶
首课思政育人
有些蛋白质具有运输功能（图1为血红蛋白示意图，能运输氧）。
4. 运输功能
5. 防御功能（免疫功能）
有些蛋白质具有免疫功能，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。
01
结构蛋白：肌肉、头发、羽毛、蛛丝
02
调节生命活动：胰岛素（部分激素）
05
免疫功能：抗体
04
运输功能：血红蛋白
蛋白质的功能
03
催化功能：酶
功 能 蛋 白
总结1
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！
蛋白质能够承担如此多样的功能，这与蛋白质的多样性有关。人体内有数万种不同的蛋白质。据估计，生物界的蛋白质种类多1010~1012种。为什么蛋白质能有这么多的种类和这么多样的功能？这与它的组成和结构有关吗？
02
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1.氨基酸分类（21种）
必需氨基酸：8种（婴儿有9种）人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取。
非必需氨基酸，13种，体内可以合成。
注：〔蛋(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;〕【甲携来一本亮色书】婴儿外加组氨酸。
1、这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
2、能否写出氨基酸的通式？
3、不同氨基酸分子的区别在哪里？
4、氨基酸由哪些化学元素组成？
任务1：小组观察氨基酸的分子结构，分析讨论回答以下问题。
C
H
R
C
O
OH
羧基
氨基
氨基酸分子的结构通式
H2N
侧链基团
对比生物体内组成蛋白质的21种氨基酸，检验结构通式的正确性
氨基酸的特点
4.氨基酸之间的区别在于R基不同
1.至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)
3.这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（用R表示）
2.都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上
C、H、O、N、(S)
5.元素组成：
【多选】判断哪些是构成蛋白质的氨基酸（ ）
A.
B.
C.
D.
C
NH2
HOOC
H
CH2
NH2
NH2
— C —
H
H2N
CH3
B、D
牛刀小试
1.氨基、羧基、R基的书写
①正确的格式：—NH2、—COOH、—R(千万不要忘记在原子团前面加“—”)。
②避免两种错误格式
a.写成NH2、COOH、R。
b.写成NH3、—NH3、HCOOH等。
一看数量：每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基。
二看位置：必须一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
2.“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
另外：这个碳原子还连接着一个氢和一个侧链基团，侧链基团上可以有氨基或羧基。
氨基酸：21种
蛋白质：
1010～1012
蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。
氨基酸是如何组成蛋白质的呢？
03
蛋白质结构及其多样性
氨基酸的结合方式（脱水缩合）
C
H
COOH
R2
H
N
二肽
C
H
R1
H2N
OH
C
O
H2O
H
肽键
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)，脱去一分子水而连接起来，这种结合方式叫做脱水缩合。
三、蛋白质结构及其多样性
氢来自氨基和羧基，氧来自羧基。
肽键
C
H
COOH
R3
H
N
OH
H
C
C
H
R1
H2N
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
H2O
H2O
三肽
肽键
由两个氨基酸缩合而成化合物叫做二肽。(含有一个肽键)。
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。多肽链经过盘曲折叠就构成了蛋白质分子。
(1)蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能(　　)
(2)蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子(　　)
(3)氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上(　　)
(4)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸(　　)
(5)含有两个肽键的化合物叫作二肽(　　)
×
√
×
×
×
1.下列选项中不能作为“蛋白质是生命活动的主要承担者”证据的是
A.胃蛋白酶起催化作用
B.血红蛋白能运输氧气
C.性激素能促进生殖器官的发育
D.肌肉的成分主要是蛋白质
√
2.下列化合物中，属于构成蛋白质的氨基酸的是( )
A.①②③④ B.①②③ C.①② D.②④
√
3.缬氨酸的R基为—C3H7，则一分子缬氨酸含有的C、H、O、N原子数依次为
A.2、4、2、1 B.5、11、2、1
C.5、9、4、1 D.5、8、2、1
√
4.(不定项)两种氨基酸结构式如图，它们在形成二肽化合物时，最可能相互缩合的基团是
A.①与⑤
B.②与④
C.②与⑥
D.③与④
√
√