人教新课标高中生物必修一章节知识要点（生命活动的主要承担者——蛋白质）.doc

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［教材优化全析］
问题探究：
人每天需要吃多少个鸡蛋或喝多少牛奶才能满足身体对蛋白质的需求?
要点提示：
营养学家建议：成年人每天至少需要摄取相当于一个鸡蛋或一杯牛奶的蛋白质，因为成年人每天需要补充一定量的蛋白质保障正常的生命活动。青少年正处于身体发育的旺盛时期，每天补充的蛋白质要更多一些。
一、氨基酸及其种类

1.氨基酸的结构通式
生物体内构成蛋白质的氨基酸有20种，而自然界中的氨基酸远不止20种。构成蛋白质的20种氨基酸同时具有如下两方面的特点：
(1)从—NH2和—COOH的数量关系看，它们都至少含有一个—

NH2和一个—COOH，结合氨基酸的结构通式 ,

可知R基团中可以含有数量不等或相等的—NH2和—COOH。
(2)从—NH2和—COOH的位置关系看，都有一个—NH2和—COOH连在同一个碳原子上，但并非所有—NH2和—COOH。都连在同一个碳原子上，即都为α—氨基酸。
氨基酸中—NH2和—COOH的数量关系及位置关系是判断一些化合物是否是构成蛋白质的氨基酸的标准。如下列4种化合物中，构成蛋白质的氨基酸只有A；B虽符合—NH2和—COOH的数量关系，但不符合两者的位置关系；C和D不符合两者的数量关系。

B.NH2—CH2—CH2—COOH
C.CH3—CH2—COOH
D.CH3—CH2—CH2—NH2
全析提示
氨基酸是蛋白质的基本组成单位，是含有氨基的羧酸，所以叫“氨基酸”。

1.碳原子的4价电子可与许多原子结合(如H、O、N、S等)，也可与其他碳原子结合成共价键。
2.结构式中“—”表示原子之间通过共用电子对形成的共价键。
3.“R”是侧链基团。
4.氨基酸中氨基连接在α碳原子上的氨基酸叫α—氨基酸。

2.氨基酸的种类
不同的氨基酸具有不同的R基，组成蛋白质的20种氨基酸的区别在于“R基”的不同。

如：甘氨酸　　　　　　　　 的R基是“—H”

丙氨酸　　　　　　　　　的R基是“—CH3”（甲基）

组成蛋白质的氨基酸有20种，这里应特别注意“组成蛋白质的”而不是自然界中其他的几百种氨基酸。
问题探究：
构成人体蛋白质的20种氨基酸是人体细胞合成的还是从食物中获得的?
要点提示：
这20种氨基酸根据人体细胞能否合成划分为两大类，一类是人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取的(主要从饮食获得)，这些氨基酸叫必需氨基酸，共8种(婴儿有9种)，它们是：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸、(组氨酸)。另一类是人体细胞能够合成的叫非必需氨基酸，共12种，它们是：甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、精氨酸、脯氨酸、组氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、丝氨酸。
要点提炼
非必需氨基酸可以来自饮食，也可以是人体细胞合成的。

组氨酸对婴儿来说是必需氨基酸，对成人来说是非必需氨基酸。
思维拓展：
动物蛋白食品要比植物蛋白食品营养价值更高。因为动物蛋白含的氨基酸种类要比植物蛋白多。另外，动物蛋白内各种必需氨基酸比例要比植物蛋白更接近人体蛋白的必需氨基酸的比例。
二、蛋白质的结构及其多样性
1.蛋白质的结构层次
(1)氨基酸是蛋白质的基本组成单位(单体)，共20种。
思维拓展
评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中必需氨基酸的含量。
(2)二分子氨基酸缩合形成二肽，多个氨基酸缩合形成多肽。

形成肽键的氨基和羧基是：一个氨基酸分子的α—氨基与另一个氨基酸分子中的α—羧基，并不是侧链基团R基上的氨基和羧基，并且是氨基的(—H)与羧基上的(—OH)结合成水的。
全析提示
蛋白质的元素组成为C、H、O、N(有的还含有S、P、Fe、Zn等)。
肽键的结构为
—NH—CO—

多肽呈链状结构，这种链状结构叫肽链(或叫多肽链)，一条多肽链的一端含有一个游离的氨基，另一端含有一个游离的羧基。
特别提醒：
多肽和肽链的区别：多肽是一种化合物，是由多个氨基酸缩合形成的含有多个肽腱的化合物；而肽链是多肽的结构，它有一定的空间构象。
要点提炼
在计算多肽分子中含有的氨基和羧基数目时，需要把R基中的氨基和羧基的数目各加上1就可以了。
(3)一条或几条肽链盘曲、折叠形成一定空间结构的蛋白质。
有的蛋白质是由一条肽链构成，有的是由几条肽链构成。如胰岛素是由两条肽链构成，血红蛋白由四条肽链构成。
如图所示：

总结蛋白质结构层次可简写为

1条或几条 (具有空间结构)
重点警示：
(1)氨基酸、肽键、失去水分子数及多肽的分子量之间的关系
由氨基酸的脱水缩合过程可总结如下规律：

氨基酸平均分子量
氨基酸数目
肽键数目
脱去水
分子数
肽类分子量
氨基数目
羧基数目
一条肽链
a
m
m－1
m－1
18(m－1)
至少一个
至少一个
n条
肽链
a
m
m－n
m－n
ma－18
(m－n)
至少
n个
至少
n个
(2)有关蛋白质的结构

肽链不呈直线，也不在同一平面内。

切记：蛋白质相对分子量的计算公式：
n·a－(n－m)·18
(其中n为氨基酸数，a为氨基酸的平均相对分子质量，m为肽链数)
2.蛋白质的结构多样性
蛋白质结构具有多样性，其原因包括三方面：
(1)氨基酸的数目不同
一般蛋白质都含有20种氨基酸，但每种氨基酸的数目是不一样的。
(2)氨基酸的排列顺序千变万化
当n个(多数)氨基酸脱水缩合形成多肽时，n个氨基酸的排列方式就有n！种，所以能形成n！种多肽。
(3)肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
蛋白质的空间结构是指蛋白质分子中原子和基团在空间的排列分布和肽链的走向。分为一级、二级、三级、四级结构。如：二级结构有α—螺旋，β—折叠等结构类型。

思维拓展
蛋白质的空间结构是以一级结构为基础的，一级结构又叫化学结构。
三、蛋白质的功能
蛋白质的结构多样性决定了蛋白质具有多种功能。
1.构成细胞和生物体结构的重要物质
如：动物的毛发、指甲等。
全析提示
构成细胞和生物体结构的蛋白质叫结构蛋白。
2.运输作用
如：血红蛋白能运载氧，细胞膜上的载体能运载物质，脂蛋白能随血流将脂质从肝运到身体其他部位。
3.调节机体生命活动
如各种激素：胰岛素、甲状腺激素、生长激素等，能调节控制细胞的生长、分化，遗传信息的表达。
要点提炼
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。
4.催化作用
生物体内各种化学反应几乎都是在蛋白质类的酶的催化下进行的。
5.免疫作用
如抗体能帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害，凝血蛋白能保护受伤的血管。
6.收缩和运动
肌肉中的一些蛋白质，如：肌动蛋白、肌球蛋白，构成骨骼肌中的收缩系统，通过它们的相互作用，直接参与肌肉的收缩舒张过程。
7.信息传递
如激素与受体的识别，视紫质参与视觉形成过程等。
思维拓展
注意：绝大多数的酶是蛋白质，也有少数的酶是RNA。

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