第4课时生命活动的主要承担者——蛋白质(一)[目标导读] 1.结合教材P思考与讨论、P21图2－3，比较各类氨基酸的结构，总结氨基酸20的结构特点。

2.分析教材P21图2－4、P22图2－5，理解氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程，并能进行相关计算。

3.阅读教材P23的第一段，结合本页图2－7，掌握蛋白质的结构和功能多样性。

[重难点击] 1.氨基酸的结构通式。

2.脱水缩合过程及相关计算。

3.蛋白质的结构和功能多样性。

1．组成细胞的化合物2．蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。

3．蛋白质为生物体的生长发育以及受损细胞的修复和更新提供原料。

富含蛋白质的食物有奶、蛋、鱼、肉等。

4．食物中的蛋白质要经过胃液、胰液和肠液中蛋白酶和肽酶的消化最终变成氨基酸，然后主要由小肠吸收进入血液。

5．人体中蛋白质也能分解，为生命活动提供能量。

6．人体内的蛋白质每天都在消耗分解，需要及时补充，缺少蛋白质的摄入，会导致营养不良。

7．自然界的蛋白质种类繁多。

不同的生物体内蛋白质的种类和含量不同，同一种生物体内不同的细胞中蛋白质的种类和含量也不同。

课堂导入当我们购买食品时，包装上常附有成分说明，你会发现蛋白质是许多食品的重要成分，有时你还会看到蛋白质中含有某些氨基酸的介绍。

氨基酸和蛋白质之间有什么关系呢？探究点一氨基酸及其种类蛋白质是由氨基酸构成的，构成蛋白质的氨基酸约有20种，阅读教材P20～21内容，结合下面部分氨基酸的化学结构图，分析回答下列问题。

1．各种氨基酸共有的元素是C、H、O、N，其中半胱氨酸还含有S元素。

由此推知，蛋白质的结构中，一定含有C、H、O、N四种元素，可能含有P和S元素，还可能含有Fe等微量元素，如血红蛋白。

2．观察各种氨基酸的分子结构会发现：每种氨基酸分子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。

这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示。

各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。

3．结合以上共同点，画出氨基酸结构的通式(各氨基酸的不同部分用R基表示)。

答案4．观察天冬氨酸和赖氨酸的结构，分析为什么说每个氨基酸“至少”含有一个氨基和一个羧基？答案可以看到，天冬氨酸的R基中含有羧基，赖氨酸的R基中含有氨基，因此氨基酸的R 基中也可能含有氨基或羧基，所以说每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基。

归纳提炼1．氨基酸的结构通式2．组成蛋白质的氨基酸的判断标准(1)数量标准：至少含有一个—NH2和一个—COOH。

(2)位置标准：一个—NH2和一个—COOH连接在同一个碳原子上。

活学活用1．判断下列相关说法的正误。

(1)在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种()(2)人体细胞不能合成的氨基酸称为必需氨基酸，共8种()(3)每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上()(4)各种氨基酸都共有的结构是()(5)各种氨基酸理化性质不同的原因在于R基不同()(6)氨基、羧基、R基的书写格式分别是：NH2、COOH、R()答案(1) √(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×解析(2)一般人体细胞不能合成的氨基酸有8种，称为必需氨基酸，必须从外界环境直接获取，而婴儿有9种，多一种组氨酸。

(3)每种氨基酸分子都至少含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上。

(6)氨基、羧基、R基的书写格式分别是：—NH2、—COOH、—R。

探究点二蛋白质的形成过程氨基酸是如何形成结构复杂的蛋白质的呢？下面是氨基酸之间发生一系列反应形成血红蛋白的过程，结合教材P21～23内容完成探究过程。

1．描述从氨基酸到蛋白质的形成过程氨基酸→二肽(由两个氨基酸分子缩合而成的化合物)→多肽(由多个氨基酸分子缩合而成，含有多个肽键的化合物，通常呈链状结构)→肽链盘曲、折叠→具有一定空间结构的蛋白质。

(1)肽：氨基酸脱水缩合所形成的化合物。

肽以组成的氨基酸数来命名，如含有7个氨基酸的多肽称为七肽。

(2)肽链：多肽所呈的链状结构。

2．在上面左图中，第一个氨基酸分子的羧基和第二个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水的结合方式，叫做脱水缩合。

该反应过程具有以下特点： (1)R 基团未参与反应。

(2)第一个氨基酸分子的羧基(基团)脱去羟基，第二个氨基酸分子的氨基(基团)脱去H ，两氨基酸的脱去部分结合形成水。

两个氨基酸之间新形成的化学键称作肽键，可表示为—NH —CO —。

新形成的化合物叫做二肽。

(3)若不考虑R 基团，该二肽分子中还含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端。

3．结合上面分析讨论(1)若3个氨基酸分子脱水缩合形成一条肽链，会脱去2分子水，形成2个肽键，产物是三肽。

(2)若m 个氨基酸分子形成1条肽链，会脱去m －1分子水，形成m －1个肽键，产物是多肽。

(3)若m 个氨基酸分子形成2条肽链，会脱去m －2分子水，形成m －2个肽键。

(4)若m 个氨基酸分子形成n 条肽链，会脱去m －n 分子水，形成m －n 个肽键。

4．假设氨基酸的平均分子量为a ，则m 个氨基酸分子形成n 条肽链时，所形成肽链的分子量为ma －18(m －n)。

5．m 个氨基酸分子脱水缩合形成的1条肽链至少含有1个游离的氨基和1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n 个游离的氨基和n 个游离的羧基。

归纳提炼1．蛋白质的结构层次C 、H 、O 、N 等元素→氨基酸→二肽→三肽→多肽――→1条或几条蛋白质。

2．肽键的表达式以下几种都可以：—CO —NH —、—NH —CO —，不能忽略其中的“—”。

3．参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，而不是R 基中的氨基和羧基。

4a ，则：活学活用2．如图，甲为某蛋白质的肽链结构示意图(其中数字为氨基酸序号)，图乙为部分肽链放大图，请据图判断下列叙述中正确的是()A．该蛋白质中含有1条肽链124个肽键B．图乙中含有的R基是①②④⑥⑧C．从图乙可推知该肽链至少含有2个游离的羧基D．图乙②中的—NH2不参与脱水缩合反应问题导析(1)图甲中有1条肽链，124个氨基酸，123个肽键。

(2)图乙中②④⑥⑧代表R基，③⑤⑦代表肽键。

(3)图乙中肽链右端有1个羧基，R基⑥⑧上也有羧基，据此推理该肽链至少含有3个羧基。

答案 D解析A项中，肽键数目＝氨基酸数目－肽链数目＝124－1＝123(个)。

B项中①为氨基，而非R基。

C项中游离的羧基的数目至少应为3个。

D项中图乙②中的—NH2在R基中，不参与脱水缩合反应。

1．谷氨酸的R基为—C3H5O2，一分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是() A．5、9、4、1 B．4、8、5、1C．5、8、4、1 D．4、9、4、1答案 A解析构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式特点为：一个碳原子上至少同时结合一个羧基、一个氨基、一个氢。

则谷氨酸的结构式可写成如图所示的式子，根据结构式即可推理一分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数分别为5、9、4、1。

2．两个氨基酸缩合成肽并生成水，这个水分子中的氧原子来自氨基酸的()A．氨基B．羧基C．R基D．氨基和羧基答案 B3．下列物质中，有的是组成蛋白质的氨基酸，有的不是，若将其中构成蛋白质的氨基酸缩合成化合物，则其含有的氨基、羧基和肽键数目是()A．3、3、2 B．1、2、1C．1、3、2 D．3、4、2答案 B解析根据氨基酸的结构特点可判断①、④为组成蛋白质的氨基酸，且④中R基含有1个羧基。

再根据脱水缩合反应原理可推知形成的二肽化合物中含有1个氨基、2个羧基、1个肽键。

4．请根据下图所示的化合物结构简式，回答问题。

(1)该化合物属于__________，由______种氨基酸构成，形成这种化合物的不同氨基酸的R基编号是________________________________________________________________________。

(2)该化合物是由______个氨基酸失去______分子的水形成的，这种反应叫做___________。

(3)该化合物中有______个肽键，编号是__________。

(4)经检测，人和其他哺乳动物胰岛素的氨基酸组成比较如下：马：β链第30位氨基酸和α链第9位氨基酸与人的不同；羊：β链第8、9、10位氨基酸与人的不同。

鼠：α链有8个氨基酸、β链有10个氨基酸与人的不同。

不同物种的胰岛素不同，反映在多肽链的氨基酸组成上主要是____________________________。

上述几种动物中________和人的亲缘关系最远。

答案(1)三肽3b、d、g(2)32脱水缩合(3)2c、e(4)氨基酸的排列顺序不同鼠基础过关知识点一氨基酸及其种类1．组成蛋白质的氨基酸的R基()A．与一个氢原子和一个—C2H4O2N相连B．约有20种C．至少有一个氨基和一个羧基D．至少有一个氨基或一个羧基答案 B解析组成蛋白质的氨基酸约有20种，不同氨基酸在结构上的区别就是R基不同。

2．下列多肽片段充分水解后，产生的氨基酸有()A．2种B．3种C．4种D．5种答案 B解析据题图中氨基酸的R基判断，第1个和第3个氨基酸属于同种，第2个和第5个氨基酸属于同种，第4个与其他均不同，因此充分水解后应产生3种氨基酸。

3．下列有关氨基酸结构的叙述中，不正确的是()A．每种氨基酸只有一个氨基、一个羧基B．每种氨基酸都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上C．连接一个氨基和一个羧基的碳原子上还连接一个氢原子和一个侧链基团D．侧链基团(R基)不同，氨基酸就不同答案 A解析每种氨基酸至少含有一个氨基、一个羧基，有的氨基酸在R基上还有氨基或羧基的分布。

4．下列不是构成蛋白质的氨基酸的一项是()答案 B解析构成蛋白质的氨基酸的结构特点是有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，A、C、D所示氨基酸具备上述特点，而B项所示结构中氨基和羧基没有连在同一个碳原子上，因此不是构成蛋白质的氨基酸。

知识点二蛋白质的形成过程5．下列能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组是()①氨基酸②C、H、O、N等元素③氨基酸分子脱水缩合④多肽⑤形成一定的空间结构A．①②③④⑤B．②①④③⑤C．②①③⑤④D．②①③④⑤答案 D解析元素以原子的形式构成氨基酸分子，氨基酸通过脱水缩合形成多肽，多肽再通过盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子，这是蛋白质结构的不同组成层次。

但这种结构层次并不代表体内蛋白质就是从原子开始构成的，体内蛋白质是利用体内合成或转化而来的氨基酸以及从体外吸收来的氨基酸为原料形成多肽，再经过盘曲、折叠形成的。