【新课教学PPT课件】2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 | 人教版高中生物学必修1适用(2026版)

一、教学目标（基于生物学核心素养）

1.生命观念

○认同“蛋白质的结构决定功能”这一基本生命观念。

○理解蛋白质是生命活动的主要承担者，形成结构与功能观。

2.科学思维

○通过分析氨基酸的结构通式，培养归纳与概括的思维能力。

○通过氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程，建立模型与建模的科学思维。

○通过计算肽键数、脱水数等，提升逻辑推理和数学运算能力。

3.科学探究

○通过“思考·讨论”等活动，探究蛋白质结构多样性的原因及其与功能的关系。

4.社会责任

○关注必需氨基酸与人体健康的关系，认同合理膳食的重要性。

○运用蛋白质变性的知识，解释生活中的相关现象（如高温消毒、熟食易消化等）。

二、教学重难点

教学重点

a.蛋白质的功能和氨基酸的结构特点。

b.氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程。

c.蛋白质结构多样性的原因。

教学难点

a.氨基酸脱水缩合的过程及相关计算。

b.理解蛋白质结构多样性与功能多样性的关系。

三、教学方法

讲授法、讨论法、直观演示法、问题驱动法、练习法。

四、教学过程

五、板书设计

六、教学反思

好，上课！同学们好，请坐。

今天我们要开启一个新的章节——第2章第4节，《蛋白质是生命活动的主要承担者》。看到这个标题，有没有同学想到咱们平时吃的鸡蛋、牛肉？对，蛋白质这个词大家不陌生。但是同学们，蛋白质可不仅仅是食物里的营养，它在我们身体里干的事儿，比你想象的要重要得多。

先给大家讲个生活里的事儿。你们有没有见过或者听说过，做手术的时候医生用一种特殊的缝合线？这种线不是普通的棉线，它是从动物组织中提取的胶原蛋白做成的。神奇的是什么呢？手术后过一段时间，这种缝合线自己就被人体吸收了，根本不用拆线！

来，大家思考一下。问题一：为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？（停顿3-5秒）

好，后排那位戴眼镜的男生，你来说说。

（预设学生回答：“因为人体也有胶原蛋白，所以能吸收。”）

非常好！请坐。他捕捉到了关键——组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质，人体把它当成“自己人”就给接纳了。

问题二：那这种缝合线要发生什么样的化学变化才能被吸收？这对我们认识蛋白质的化学组成有什么启示？（停顿3-5秒）

来，靠窗这位女生。

（预设学生回答：“要分解成小分子才能被吸收，就像食物里的蛋白质要分解成氨基酸。”）

总结得非常精准，请坐！你还联系到了初中学过的知识——蛋白质要分解为氨基酸才能被吸收。这就告诉我们，蛋白质在化学组成上应该可以被拆分成更小的分子单元。那这些小单元是什么呢？就是我们今天的主角之一——氨基酸。

【导入·蛋白质的功能】

好，翻到课本这一节。大家看，组成细胞的有机物中含量最多的是什么？对，蛋白质。从化学角度看，蛋白质是已知结构最复杂、功能最多样的分子。而且大家注意一句话——细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才能起作用。这说明什么？说明蛋白质是生命活动的“执行者”。

那蛋白质到底能干什么？我们来看几个例子。

首先是结构蛋白。很多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。比如你们的肌肉、头发，还有羽毛、蛛丝，主要成分都是蛋白质。摸一摸自己的头发，那就是蛋白质。

第二，催化功能。细胞里的化学反应离不开酶的催化，绝大多数酶都是蛋白质。

第三，运输功能。大家看这张图——血红蛋白，它能在血液里运输氧气。

第四，调节功能。有些蛋白质能调节生命活动，比如胰岛素，它能降低血糖。

第五，免疫功能。人体内的抗体就是蛋白质，能帮我们抵御病菌和病毒。

所以同学们，蛋白质的功能涵盖了结构、催化、运输、调节、免疫五大方面。人体内有数万种不同的蛋白质，生物界更是多达10¹⁰到10¹²种。蛋白质多种多样的功能，跟它的多样性密切相关。

【核心问题链·第一环】蛋白质的基本组成单位——氨基酸

那问题来了：蛋白质这么复杂，它的基本组成单位是什么？

氨基酸。

大家看这个“氨基酸”的名字，“氨基”和“羧基”就是它分子结构中的核心部分。那么氨基酸长什么样呢？

每种氨基酸至少都含有一个氨基（-NH₂）和一个羧基（-COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。大家看这个结构通式——中间这个碳原子，上面连着一个氨基、一个羧基、一个氢原子，还有一个R基。

同学们注意，这里我要设一个陷阱了——

陷阱提问一：PPT上说“每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基”，那是不是说每种氨基酸就只有一个氨基和一个羧基呢？（停顿3-5秒）

我听到有同学小声说“是”，也有同学在摇头。来，那位扎马尾的女生，你来说说你的看法。

（预设学生回答：“我觉得不一定，可能有的氨基酸有多个氨基或羧基。”）

非常好！你成功避开了这个陷阱。请坐！强调一下：有些氨基酸的R基上也含有氨基或羧基，所以一个氨基酸分子可能含有多个氨基或多个羧基。PPT上说的是“至少”，不是“只有”。

好，趁热打铁，我们看这道题——下列哪个不是构成蛋白质的氨基酸？（展示选择题）

大家注意判断标准：必须有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。不符合这个结构的，就不是组成蛋白质的氨基酸。

再看下一道——谷氨酸的R基为C₃H₅O₂，那一个谷氨酸分子含有C、H、O、N原子数依次是多少？我们算一下：氨基酸通式中，中心碳原子1个、氨基1个N、羧基1个C和2个O、再加上R基的C₃H₅O₂，合起来就是C₅H₉O₄N。选A。

【过渡金句】好，氨基酸我们认识了，但大家有没有想过一个问题——为什么有些食品要添加某些氨基酸？我们吃的蛋白质和人体需要的蛋白质，到底差在哪儿？

在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。这21种里，有8种是必需氨基酸——人体细胞不能合成，必须从食物中获取。它们是：甲硫氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸。

记不住？老师教大家一个口诀——“甲携一本亮色书来”：甲（甲硫氨酸）、携（缬氨酸）、一（异亮氨酸）、本（苯丙氨酸）、亮（亮氨酸）、色（色氨酸）、书（苏氨酸）、来（赖氨酸）。

另外13种是非必需氨基酸——人体细胞能够合成，当然也可以从食物中获取。

所以同学们，偏食为什么不好？因为不同的食物含有的必需氨基酸种类和数量不同，如果偏食，可能导致某些必需氨基酸摄入不足，影响蛋白质的合成，进而影响身体健康。

【核心问题链·第二环】蛋白质的结构及其多样性

好，认识了氨基酸这个“砖块”，接下来我们来看“房子”——蛋白质是怎么盖起来的。

氨基酸是怎么连接成蛋白质的？通过脱水缩合。

大家看这个动画——一个氨基酸的氨基（-NH₂）提供-H，另一个氨基酸的羧基（-COOH）提供-OH，两者脱去一分子水，形成肽键（-CO-NH-），把两个氨基酸连接起来。这个过程就叫脱水缩合。

两个氨基酸脱水缩合形成的是二肽，三个形成三肽，多个形成多肽。多肽通常呈链状结构，叫作肽链。

【过渡金句】好，概念清楚了，我们来动手练一练——写出由1个甘氨酸和1个丙氨酸脱水缩合形成的二肽分子。

（停顿，给学生时间写）

好，我请大家注意一个问题——甘氨酸的氨基和丙氨酸的羧基脱水缩合，与丙氨酸的氨基和甘氨酸的羧基脱水缩合，得到的二肽分子一样吗？

不一样！这两个二肽分子虽然组成相同，但氨基酸的排列顺序不同——一个是甘-丙，一个是丙-甘。这说明了什么？ 说明氨基酸的排列顺序会影响多肽的结构。

好，我们趁热打铁做一道题。看这个多肽结构图：

（1）图中A表示_____，D表示_____。

（2）该化合物由___个氨基酸分子失去___个分子水而形成的，这种反应叫作_______。在这个过程中，相对分子质量减少了____。该化合物称为_______。

（3）图中表示R基的字母是_______，表示肽键的字母是_______。

（4）图中有___个肽键，有___个氨基和___个羧基。

（5）该化合物由___种氨基酸组成。

（逐一引导学生回答，核对答案）

注意！这道题里我给大家一个提醒：数肽键的时候，别数漏了环状结构里的肽键。如果是环状多肽，肽键数等于氨基酸数。不过这道题是链状的，大家按公式算就行。

【核心问题链·第三环】相关计算

好，接下来是大家最“喜欢”的计算部分。我把公式给大家总结一下：

肽键数= 脱水数 = 氨基酸数 - 肽链数

n个氨基酸形成m条肽链，至少含有m个游离氨基，至少含有m个游离羧基。

为什么是“至少”？因为R基上可能还有氨基或羧基。

蛋白质的相对分子质量= n × 氨基酸平均相对分子质量 - 18 × (n - m)

大家看这个表格——1条肽链、m条肽链、环状链，分别对应什么公式。

陷阱提问二：n个氨基酸形成m条肽链，至少含有m个游离氨基和m个游离羧基。那如果一个蛋白质由4条肽链构成，共有764个氨基酸，至少含有多少个游离氨基和羧基？

（停顿3-5秒）

有同学说“764个”，也有同学说“4个”。来，那位穿蓝衣服的男生。

（预设学生回答：“至少4个氨基和4个羧基，因为每条肽链至少两端各有一个。”）

非常正确！请坐。很多同学容易犯的错误是用氨基酸总数去算，但“至少”要看肽链数，不是氨基酸数。每条肽链至少有一个游离氨基和一个游离羧基。

好，再做一道——现有1000个氨基酸，共有氨基1020个，羧基1050个，由它们合成4条肽链，肽键、氨基、羧基的数目分别是？

我们来分析：肽键数= 1000 - 4 = 996。氨基总数1020个，其中至少有4个在肽链末端，剩下的1016个在R基上。羧基同理，1050 - 4 = 1046个在R基上。所以选C。

【核心问题链·第四环】蛋白质的空间结构

好，氨基酸脱水缩合形成肽链，但肽链还不是有功能的蛋白质。

大家看这个动画——以血红蛋白为例：

第一步，氨基酸之间脱水缩合形成肽链。

第二步，一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠。

第三步，这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构。

第四步，四条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构。

从氨基酸到蛋白质，经历了氨基酸→二肽/三肽/多肽→肽链→蛋白质的空间结构这样一个层次。

好，同学们思考一个问题：如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，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？

（停顿3-5秒）

答案是21¹⁰种。因为每个位置都有21种选择。这还只是10个氨基酸，而一个蛋白质分子往往有成百上千个氨基酸！氨基酸的数目、种类、排列顺序的多样性，加上蛋白质复杂的空间结构，共同决定了蛋白质种类的多样性。

这里我要特别讲一个经典的例子——镰状细胞贫血。

正常人的血红蛋白和镰状细胞贫血患者的血红蛋白，差别在哪儿？仅仅是一个氨基酸被替换了！就是谷氨酸变成了缬氨酸。这一个氨基酸的改变，就导致蛋白质的空间结构改变，功能丧失，红细胞变成镰刀状。

这说明什么？氨基酸序列或蛋白质空间结构的改变，就可能会影响其功能。结构决定功能，这是生物学非常重要的观念。

还有一个生活中常见的现象——蛋白质变性。

鸡蛋煮熟后为什么变硬了？高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散。但注意，变性不破坏肽键，只是空间结构改变了。所以煮熟的鸡蛋仍然有营养——因为氨基酸没有变，只是蛋白质的空间结构被破坏了，反而更容易被蛋白酶水解，所以熟鸡蛋比生鸡蛋好消化。

同样的道理：加酸（比如醋）、加酒精（医用酒精消毒），都是让蛋白质变性。

【课堂总结】

好，同学们，我们来回顾一下今天的内容。

蛋白质是生命活动的主要承担者。它的基本组成单位是氨基酸——21种，其中有8种必需氨基酸。氨基酸通过脱水缩合形成肽链，肽链经过盘曲折叠形成空间结构，最终成为有功能的蛋白质。

蛋白质的功能有结构、催化、运输、调节、免疫五大方面。功能的多样性源于结构的多样性——氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，空间结构不同，蛋白质就不同。

核心问题链：

1. 蛋白质由什么组成？——氨基酸。

2. 氨基酸怎么连接？——脱水缩合。

3. 肽链怎么变成蛋白质？——盘曲折叠形成空间结构。

4. 蛋白质为什么这么多？——氨基酸的多样性和空间结构的多样性。

【小试牛刀】

好，做几道判断题：

（1）蛋白质彻底水解的产物是氨基酸。——对！

（2）氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质。——错！还要经过盘曲折叠形成空间结构。

（3）只有细胞内才有蛋白质分布。——错！细胞外也有，比如血浆中的抗体、胰岛素。

（4）蛋白质的空间结构与其功能密切相关。——对！

【拓展应用】

最后，大家思考一个问题：民间有“吃什么补什么”的说法，比如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨。你们觉得有道理吗？

（停顿3-5秒）

实际上，食物中的蛋白质是大分子有机物，都要被消化成氨基酸才能被人体吸收，这些氨基酸进入人体后要重新合成人体需要的蛋白质。吃鱼眼不等于鱼眼的蛋白质直接跑到你的眼睛里。所以“吃什么补什么”从科学角度来说是不准确的。

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