生物人教版（2023）必修1 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者（共30张ppt）

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第4节蛋白质是生命活动的主动承担者

第2章组成细胞的分子

1.分析讨论蛋白质的功能，认同蛋白质是生命活动的主要承担者。关注蛋白质研究的新进展。

2.通过分析氨基酸的结构、氨基酸脱水缩合、多肽形成具有一定空间结构蛋白质的过程。阐明组成蛋白质的氨基酸的特点和通式、蛋白质的结构层次，初步形成生命的物质性观点。

3.阐明蛋白质的多样性及其原因，并能运用结构与功能相适应的观点，解释蛋白质功能的多样性。提升生命物质观，并尝试解释生活中的某些现象，解决现实生活问题。

【学习目标】

教学重点：

1.蛋白质结构和功能。

2.氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。

教学难点：

1.氨基酸形成蛋白质的过程。

2.蛋白质的结构多样性的原因。

【教学重难点】

结合图2-8阅读教材P28-29页，了解蛋白质的功能，并小组合作交流，将常见蛋白质的功能总结出来。

合作探究：

一、蛋白质的功能

许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。如羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质。

归纳：

总结功能1：结构物质

观察：

观察：

有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素（左图上都浅色区域的部分细胞分泌胰岛素，右图为胰岛素分子结构图）。

归纳：

总结功能2：调节作用

归纳：

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（如上图所示分别为胃蛋白质酶分子、胃蛋白酶结晶、胃蛋白酶颗粒）。

总结功能3：催化作用

观察：

归纳：

有些蛋白质具有运输功能（如上图所示分别为血红蛋白、物质运输的载体蛋白（紫色部分）。

总结功能4：运输作用

观察：

归纳：

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。

总结功能5：免疫作用

艾滋病(AIDS)HIV抗体(Y状抗体)

观察：

通过对上述蛋白质的功能的学习，小组成员再对蛋白质功能进行总结、巩固。并从组成细胞、化学角度、结构和功能关系等角度，对蛋白质功能作更全面的认识。

小组合作探究：

总结：

组成细胞的有机物含量最多的就是蛋白质，从化学角度看，蛋白质也是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。蛋白质功能多样性是由其结构多样性所决定的，蛋白质是生命活动的主要承担者，一切生命活动都离不开蛋白质。

二、蛋白质的基本组成单位--氨基酸

观察：

C

H

NH2

H

C

O

OH

甘氨酸

C

H

NH2

CH

C

O

OH

CH3

CH3

缬氨酸

C

H

NH2

C

O

OH

CH3

C

H

NH2

CH

C

O

OH

CH3

CH3

CH2

亮氨酸

丙氨酸

思考：

1.氨基酸是组成蛋白质的基本单位。组成蛋白质的元素有哪些？

蛋白质的元素组成：C、H、O、N，有些含有S。

2.上述氨基酸的结构具有什么共同特点？

每个氨基酸分子至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。

3.“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？

“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中的主要部分--氨基和羧基。

R

C

OH

O

N

H

H

H

C

氨基

（碱性）

羧基

（酸性）

侧链基团

氢

中心C原子，又称α碳原子

可见，区分不

同氨基酸的依据

是

—R基团。

小组合作探究：

氨基酸分子的结构通式

归纳：

思考：

1.组成蛋白质的氨基酸有多少种？

21种。

2.什么是必需氨基酸？有多少种？

3.什么是非必需氨基酸？有多少种？

苯丙氨酸、甲硫氨酸（蛋氨酸）、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸等8种氨基酸，必需从环境中获取，这些氨基酸被称为必需氨基酸。

（简记口诀：笨蛋来宿舍晾一晾鞋）

有13种氨基酸是人体细胞能够合成的，叫非必需氨基酸。

三、蛋白质的结构及其多样性

氨基酸：21种

蛋白质：

1010～1012

思考：

蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子，蛋白质能够承担很多功能，是与蛋白质的多样性有关的。那么，21种氨基酸是如何构成种类繁多、功能多样的蛋白质呢？

观察：

R1

C

O

H2N

H

C

R2

COOH

N

H

C

H

OH

H

R1

C

O

H2N

H

C

R2

COOH

N

H

C

H

OH

H

H2O

肽键

二肽

H

OH

R1

C

O

H2N

H

C

R2

CO

N

H

C

H

R3

COOH

N

H

C

H

二肽

H

OH

H2O

三肽

R1

C

O

H2N

H

C

R2

CO

N

H

C

H

R3

COOH

N

H

C

H

如此，依次形成四肽、五肽┄┄n肽等多肽。

思考：

1.什么是脱水缩合？什么是肽键？

2.什么是二肽？什么是多肽？什么是肽链？

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，同时脱去一分子水，这种结合方式叫脱水缩合。连接两个氨基酸分子的化学键叫肽键（-CO-NH-）。

由两个氨基酸缩合而成的化合物叫二肽；由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫多肽；多肽通常呈链状结构，叫肽链。

观察：

思考：

什么是二硫键？作用如何？

二硫键是连接不同肽链或同一肽链中，两个不同半胱氨酸残基之巯基的化学键（-SH和-SH形成-S-S-的过程）。二硫键使肽链形成更为复杂的空间结构，起着稳定肽链空间结构的作用。二硫键数目越多，蛋白质分子对抗外界因素影响的稳定性就愈大。

观察：

思考：

从氨基酸到蛋白质大致有：氨基酸→二肽→三肽┅→多肽，一条肽链盘曲折叠形成蛋白质，或几条肽链折叠形成蛋白质。

从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？

思考：

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，需要经过怎样的过程才能转变为人体的蛋白质？人体的蛋白质和食物中的蛋白质一样吗？

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。这些氨基酸进入细胞后，要形成二肽、三肽到多肽，由多肽构成人体的蛋白质。人体的蛋白质与食物中的蛋白质不一样，具有完成人体生命活动的结构和功能。

观察：

思考与讨论：

细胞中的蛋白质种类繁多的原因是什么？

氨基酸的种类、数量、排列顺序以及肽链空间结构的不同是蛋白质结构多样性的原因，蛋白质结构多样性决定了蛋白质具有多种功能，因此，细胞中蛋白质种类繁多。

氨基酸种类不同

归纳：

氨基酸数目不同

氨基酸排列顺序不同

肽链空间结构不同

肽链结构不同

蛋白质结构多样性

蛋白质功能多样性

观察：

归纳：

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，就可能影响其功能。如人正常红细胞的空间结构呈两面凹的圆盘状，若改变为镰刀型，则运输氧的能力会大为削弱。

观察：

盐析过程

变性过程

思考与讨论：

1.什么是盐析？

蛋白质的盐析：是指在蛋白质水溶液中加入中性盐，随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀出来的现象。盐析后的蛋白质在一定条件下还能恢复原来状态。如在鸡蛋清中加入食盐，蛋白质析出（白色絮状物），（兑水稀释后，絮状物消失）。

思考与讨论：

2.什么是变性？为什么吃熟鸡蛋更易消化？

蛋白质分子在物理或化学因素的影响下，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的丧失的现象，叫做蛋白质的变性。比如：鸡蛋煮熟，高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋更容易消化。

注意：变性后蛋白质的空间结构遭到破坏，但肽键未受到破坏。

蛋白质

功能多样性

结构物质

催化作用

运输作用

调节作用

免疫作用

结构多样性

氨基酸种类不