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第二节 生命活动的主要承担者——蛋白质
一、
氨基酸及其种类
1、氨基酸时组成蛋白质的基本单位（或单体）
通式：
2、物理性质：
（1）色泽和颜色：各种常见的氨基酸易成为无色结晶，结晶形状因氨基酸的
结构不同而有所差异
（2）熔点：氨基酸结晶的熔点较高，一般在200～300℃，许多氨基酸在达到
或接近熔点时会分解成胺和CO2。
（3）溶解度：绝大部分氨基酸都能溶于水。不同氨基酸在水中的溶解度有差
别。
（4）味感 氨基酸及其衍生物具有一定的味感，如酸、甜、苦、成等。
（5）紫外吸收特性：各种常见的氨基酸对可见光均无吸收能力。
3、化学性质：
（1）氨基的反应：与亚硝酸反应，与醛反应，成盐反应等。
（2）羧基的反应:氨基酸的羧基和其他有机酸一样，在一定条件下可以发生酰
化、成脂、脱羧和成盐反应。
（3）水合茚三酮反应：α-氨基酸与茚三酮在弱酸性溶液中共热，反应后经失
水脱羧生成氨基茚三酮，再与水合茚三酮反应生成紫红色，最终为蓝色物质。这个
颜色反应常被用于α-氨基酸的比色测定和色层分析的显色
4、按营养学分类：
（1）必需氨基酸：指人体不能合成或成速度远不适应机体的需要，必需由食
物蛋白供给，这些氨基酸称为必需氨基酸。成人必需氨基酸的需要量约为蛋白质需
要量的20%～37%。共有8 种分别是：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏
氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。
（2）半必需氨基酸和条件必需氨基酸：精氨酸和组氨酸。
人体虽能够合成精氨酸和组氨酸，但通常不能满足正常的需要。
（3）非必需氨基酸：指人自己能由简单的前体合成，不需要从食物中获得的
氨基酸。例如甘氨酸、丙氨酸等氨基酸。
【习题一】
（2017 秋•临夏市校级期末）细胞内20 种氨基酸在分子结构上的主要区别是（ ）
A．碱基的数量不同
B．羧基的数量不同
C．氨基和羧基与C 连接的位置不同
D．侧链基团（R 基）结构不同
【考点】氨基酸的分子结构特点和通式．
【分析】组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基
连接在同一个碳原子上，根据R 基不同，组成蛋白质的氨基酸分为20 种．
【解答】解：根据组成蛋白质的氨基酸的结构特点写出组成蛋白质的氨基酸的结构通式是：
，根据组成蛋白质的氨基酸的结构通式可知，组成蛋白质的氨基酸
在分子结构上的主要区别是侧链基团R 基不同。
故选：D。
【习题二】
（2016 秋•茂县校级期末）关于生物体内氨基酸的叙述，错误的是（ ）
A．构成蛋白质的氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N
B．人体内的氨基酸均是在人体细胞内合成的
C．构成生物体内的氨基酸种类约20 种
D．氨基酸的R 基中可以有氨基和羧基
【考点】氨基酸的分子结构特点和通式；氨基酸的种类．
【分析】1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸，其结构通式是
，即每种氨基
酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，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和一个R 基，氨基酸的不同在于R 基的不同，构成蛋白质的
氨基酸约有20 种．
2、非必需氨基酸是指人体细胞能够合成的氨基酸；必需氨基酸指的是人体自身不能合成或
合成速度不能满足人体需要，必须从食物中摄取的氨基酸．
3、氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链，而脱水缩合是指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，同时脱出一分子水的过程；连接
两个氨基酸的化学键是肽键，其结构式是-CO-NH-；游离氨基或羧基数=肽链数+R 基中含有
的氨基或羧基数，至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数，氮原子数=肽键数+肽链数+R 基
上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数．
【解答】解：A、构成蛋白质的氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N，A 正确；
B、非必需氨基酸可以在人体细胞中合成，而必需氨基酸只能从食物中获得，B 错误；
C、构成生物体内蛋白质的氨基酸种类约20 种，C 正确；
D、氨基酸的R 基中可以有氨基和羧基，D 正确。
故选：B。
二、
蛋白质的结构和功能
1、组成及特点：
（1）蛋白质是由C（碳）、H（氢）、O（氧）、N（氮）组成，一般蛋白质
可能还会含有P（磷）、S（硫）、Fe（铁）、Zn（锌）、Cu（铜）、B（硼）、
Mn(锰)、I（碘）、Mo（钼）等。
这些元素在蛋白质中的组成百分比约为：碳50% 氢7% 氧23% 氮16% 硫0~3% 其
他微量。
（2）一切蛋白质都含N 元素，且各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16%。
（3）氨基酸分子相互结合的方式是：一个氨基酸分子的羧基（-COOH）和另
一个氨基酸分子的氨基（— NH 2 ）相连接，同时脱去一分子水，这种结合方式
叫做脱水缩合。连接两个氨基酸分子的化学键 （-NH-CO-）叫做肽键。 有两个氨
基酸分子缩合而成的化合物， 叫做二肽。肽链能盘曲、折叠、形成有一定空间结
构的蛋白质分子。
2、蛋白质的性质：
（1）两性：蛋白质是由α-氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，在蛋白质分
子中存在着氨基和羧基，因此跟氨基酸相似，蛋白质也是两性物质。
（2）水解反应：蛋白质在酸、碱或酶的作用下发生水解反应，经过多肽，最
后得到多种α-氨基酸。
（3）胶体性质：有些蛋白质能够溶解在水里（例如鸡蛋白能溶解在水里）形
成溶液。
蛋白质的分子直径达到了胶体微粒的大小（10－9～10－7m）时，所以蛋白质具有
胶体的性质。
（4）盐析：少量的盐（如硫酸铵、硫酸钠等）能促进蛋白质的溶解。如果向
蛋白质水溶液中加入浓的无机盐溶液，可使蛋白质的溶解度降低，而从溶液中析出。
这样盐析出的蛋白质仍旧可以溶解在水中，而不影响原来蛋白质的性质，因此盐析
是个可逆过程．利用这个性质，采用分段盐析方法可以分离提纯蛋白质。
（5）变性：在热、酸、碱、重金属盐、紫外线等作作用下，蛋白质会发生性
质上的改变而凝结起来．这种凝结是不可逆的，不能再使它们恢复成原来的蛋白质
蛋白质的这种变化叫做变性。
蛋白质变性之后，紫外吸收，化学活性以及粘度都会上升，变得容易水解，但溶解
度会下降。
蛋白质变性后，就失去了原有的可溶性，也就失去了它们生理上的作用．因此蛋白
质的变性凝固是个不可逆过程。
（6）颜色反应：能与浓硝酸反应变成黄色。
能与双缩脲试剂反应生成紫色络合物。
3、蛋白质的功能：
（1）构成细胞和生物体结构的重要物质（肌肉毛发）
（2）催化细胞内的生理生化反应
（3）运输载体（血红蛋白）
（4）传递信息，调节机体的生命活动（胰岛素）
（5）免疫功能（ 抗体）
4、蛋白质分子多样性的原因：
构成蛋白质的氨基酸的种类，数目，排列顺序，以及蛋白质的空间结构不同导致蛋白
质结构多样性。蛋白质结构多样性导致蛋白质的功能的多样性。
5、公式：肽键数 =失去H2O 数=氨基酸数-肽链数（不包括环状） n 个氨基酸脱水缩合形
成 m 条多肽链时，共脱去 (n－ m)个水分子，形成 (n－m)个肽键。
至少存在 m 个－ NH 2 和 m 个－ COOH，具体还要加上 R 基上的氨（羧）基数。
形成的蛋白质的分子量为 nx 氨基酸的平均分子量－ 18（n－m）。
6、氨基酸数 =肽键数 +肽链数
7、蛋白质总的分子量 =组成蛋白质的氨基酸总分子量 -脱水缩合反应脱去的水的总分子量
【习题三】
（2018•五模拟）人体内含有多种多样的蛋白质。下列有关蛋白质结构与功能的叙述，正确
的是（ ）
A．蛋白质的生物活性与蛋甴质的空间结构无关
B．检测氨基酸的含量可用双缩脲进行显色
C．氨基酸序列相同的多肽链也可折叠成不同的空间结构
D．将抗体溶于NaCl 溶液中必会造成其丧失生物活性
【考点】蛋白质分子的化学结构和空间结构．
【分析】1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸，每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个
羧基，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和一
个R 基，氨基酸的不同在于R 基的不同，构成蛋白质的氨基酸有20 种。
2、氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链，而脱水缩合是指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，同时脱出一分子水的过程；连接
两个氨基酸的化学键是肽键，其结构式是-CO-NH-。
【解答】解：A、若蛋甴质的空间结构被破坏，则蛋白质的生物活性将丧失，A 错误；
B、检测生物组织中是否含有蛋白质可用双缩脲进行显色反应，看是否出现紫色，B 错误；
C、氨基酸序列相同的多肽链也可折叠成不同的空间结构，C 正确；
D、将抗体溶于NaCl 溶液中属于盐析，不会破坏其空间结构，D 错误。
故选：C。
【习题四】
（2016 秋•杭州期末）下列有关蛋白质的叙述，正确的是（ ）
A．蛋白质中的氮元素只存在于氨基中
B．组成每一种蛋白质的氨基酸均有20 种
C．氨基酸的种类和空间结构决定了蛋白质的功能
D．热变性后的蛋白质还能与双缩脲试剂发生反应呈现紫色
【考点】蛋白质的结构和功能的综合．
【分析】1、蛋白质的基本单位是氨基酸，组成生物体的氨基酸有20 种，N 元素就存在于
氨基酸的氨基中，但是氨基酸脱水缩合后，氨基大多数都形成了肽键，因此蛋白质中N 元
素存在于肽键中．
2、蛋白质鉴定利用双缩脲试剂，显色反应的原理为：双缩脲试剂与蛋白质中的肽键形成紫
色的络合物．
【解答】解：A、蛋白质的氮元素主要存在于肽键中，A 错误；
B、组成蛋白质的氨基酸共有20 种，但并不是每种蛋白质均含有20 种氨基酸，B 错误；
C、组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序、及肽链空间结构决定了蛋白质的功能，
C 错误；
D、蛋白质变性只是空间结构发生改变，肽键并没有变化，双缩脲试剂与肽键结合产生紫
色反应，D 正确。
故选：D。
