【学习目标】
1、了解蛋白质的组成、结构和用途，掌握蛋白质的性质； 2、介绍几种氨基酸的结构和名称，了解氨基酸由于羧基和氨基的存在而具有两性的性质； 3、了解肽键及多肽的初步知识。【要点梳理】 要点一、蛋白质的组成和结构
1．蛋白质的组成元素
蛋白质是一类结构非常复杂的化合物，含碳、氢、氧、氮及少量的硫，有的还含有微量磷、铁、锌、钼等元素。 2．蛋白质的物质属类
蛋白质的相对分子质量很大，通常从几万到几十万，属于天然有机高分子化合物。
3．氨基酸组成了蛋白质
要点诠释：
（1）羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代后的生成物叫氨基酸。-NH2叫氨基，可以看成NH3节能蒸汽炉失一个H原子后得到的，是个碱性基。氨基的电子式：
（2）氨基酸至少包含一个氨基和一个羧基，其通式为：（-R表示烃基或氢原子）。由于氨基具有碱性，羧基具有酸性，因此，氨基酸与酸或碱都能发生反应生成盐，具有两性。
（3）离羧基最近的碳原子上的氢原子叫α-氢原子，次近的碳原子上的氢原子叫β-氢原子。羧酸分子里的α-氢原子被氨基取代的生成物叫α-氨基酸。
（4）蛋白质的结构非常复杂，它在酶或酸、碱的作用下能发生水解反应，最终生成氨基酸。所以说氨基酸是蛋白质的基石。天然蛋白质大都是由α-氨基酸组成。常见的氨基酸及其结构简式如下表：
名称 | 俗称 | 结构简式 |
氨基乙酸 | 甘氨酸 | |
α-氨基丙酸 | 丙氨酸 | |
α-氨基戊二酸 | 谷氨酸 | |
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4．多肽
（1）肽和肽键
一个分子中的氨基跟另一个分子中的羧基之间消去水分子，经缩合反应而生成的产物叫做肽，其中的酰胺基结构（-CO-NH-）叫做肽键。
肽键的形成：
（2）二肽、多肽和肽链
由两个氨基酸分子消去水分子而形成含有一个肽键的化合物是二肽。由多个氨基酸分子消去水分子形成的含有多个肽键的化合物是多肽。多肽常呈链状，因此也叫肽链。
（3）多肽与蛋白质的关系
多肽与蛋白质之间没有严格的界限，一般常把相对分子质量小于10 000的叫做多肽。蛋白质水解得到多肽，多肽进一步水解，最后得到氨基酸。上述过程可用下式表示：
5．蛋白质结构的复杂性
氨基酸是蛋白质的基本结构单元，种类很多，组成蛋白质时种类、数量不同，排列的次序差异很大，所以，蛋白质的结构很复杂。
一个蛋白质分子可以含有一条或多条肽链，肽链中有很多肽键，一个肽键中的氧原子与另一个肽键中氨基的氢原子通过氢键连接，形成类似于螺旋状的结构，最后形成具有三维空间结构的蛋白质分子。
要点诠释：氢键是一种特殊的静电吸引作用。F、O、N等非金属原子的半径比较小，原子吸引电子的能力很强，能把与它结合的H原子的电子吸引，使H原子几乎成为“裸露”的质子。这个半径很小，带正电的H核，允许带负电的F、O、N等原子充分接近它，形成氢键。氢键通常用X-H…Y表示，其中X、Y分别代表F、O、N等原子。
6．蛋白质分子结构的多样性与功能的关系
蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。肌肉、血清、蛋白质、毛发、指甲、角、蹄、蚕丝、蛋白激素、酶等都是由不同的蛋白质组成的，一切重要的生命现象和生理机能都与蛋白质密切相关。
蛋白质分子结构的多样性，决定了蛋白质分子具有多种重要功能。如胰岛素调节功能、酶的催化功能、肌肉的运动功能等。
要点二、蛋白质的性质
金属规整填料 1．溶解性：蛋白质在水中的溶解性不同，有的能溶于水，如鸡蛋白；有的难溶于水，如丝、毛等。
2．两性：蛋白质是由氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，其中存在氨基和羧基，因此，它也有两性。
3．盐析：向蛋白质溶液中加入轻金属盐的浓溶液，可以使蛋白质的溶解度变小而从溶液中析出，这种作用叫做盐析。
要点诠释：
（1）析出的蛋白质仍然具有原来的生理活性，所以说这是一个物理变化。
（2）盐析是可逆的，当加水时，析出的蛋白质又会溶解。因此，可以采用多次盐析的方法来分离和提纯蛋白质。
（3）使蛋白质盐析成功的关键有两点：一是盐的类型为轻金属盐或铵盐，切不可用重金属盐（重金属盐能使蛋白质变性）；二是盐溶液为饱和溶液，且用量要较大。薄页纸
（4）盐析是物理变化，这一性质体现了蛋白质溶液是胶体。
4．变性：当向蛋白质溶液中加入重金属盐、强酸、强碱、有机物溶液（如甲醛、酒精、苯甲酸等），或者紫外线照射、X射线照射均能使蛋白质发生不可逆的凝固，凝固后不能在水中溶解，这种变化叫做变性。
要点诠释：
（1）蛋白质变性后，不仅丧失了原有的可溶性，同时也失去了生理活性。
（2）高温杀菌消毒就是利用加热使蛋白质凝固从而使细菌死亡。重金属盐（如铜盐、铅盐、汞盐等）能使蛋白质凝固，所以使人中毒。万一误食了重金属离子，应立即喝大量牛奶等来缓解毒性，以减小人体蛋白质中毒的程度。 （3）前生命科学工作者积极展开如何防治衰老保持青春活力，也就是防止蛋白质变性过程的研究。
（4）蛋白质的变性属于化学变化。
5．水解反应：蛋白质在酸、碱或酶等的作用下最终水解生成氨基酸。天然蛋白质水解的最终产物为α-氨基酸。
6．颜反应：蛋白质可以跟许多试剂发生特殊的颜反应，如某些蛋白质跟浓硝酸作用会变成黄。
要点诠释：
（1）在使用浓硝酸时，如不慎溅到皮肤上，皮肤会显黄，就是蛋白质发生颜反应的缘故。但并不是所有的蛋白质都能与浓硝酸发生颜反应。
（2）可利用蛋白质的反应来鉴别蛋白质。
7．灼烧：蛋白质易燃烧，燃烧时产生烧焦羽毛的气味。
要点三、人体必需的氨基酸
1．蛋白质在人体内消化的过程
进入人体的蛋白质在胃蛋白酶和胰蛋白酶的作用下，水解生成氨基酸。一部分氨基酸被人体吸收后，重新结合成人体所需的各种蛋白质，构成和修补人体的各种组织；另一部分氨基酸则发生氧化反应放出热量，供给人体活动的需要。人体内各种组织的蛋白质也在不断地分解，最后生成尿素，排出体外。
2．食物中蛋白质的来源
食物中的蛋白质来源可分为两种：一种是动物性蛋白质，如鸡、鸭、鱼、肉等；另一种是植物性蛋白质，如谷类、豆类、蔬菜、水果、菌类等。谷类中的蛋白质虽然含量较少，但对于以谷类为主食的家庭，仍然是人体所需蛋白质的主要来源。
3．人体必需氨基酸
人体中共有二十多种氨基酸，其中有几种是人体自身不能合成的，必须由食物获得，称为必需氨基酸。
赖氨酸 | | 缬氨酸 | |
蛋氨酸 | | 苏氨酸 | |
亮氨酸 | | 苯丙氨酸 | |
异亮氨酸 | | 氨酸 | |
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人体必需氨基酸的种类与结构简式
4．合理搭配食物的意义
不同的食物中含有的蛋白质的数量及成分不同，即营养价值不同。合理搭配各种食物，可以使氨基酸相互补充，提高膳食中蛋白质的吸收与利用。
要点诠释：
（1）食物种类越多越好；
（2）植物蛋白与动物蛋白搭配；
（3）食物的种属越远越好。如鸡、鱼、肉搭配比鸡、鸭搭配好；
（4）搭配食物要同时食用。
要点四、蛋白质的用途
蛋白质不仅是人体必需的营养物质，在工业上也有广泛的用途，用于纺织工业、制革等。白明胶用于照相业，阿胶是一种药材。酪素是从牛奶中凝结出来的蛋白质，除用作食品外，
还能跟甲醛合成酪素塑料，制生活用品。由蛋白质组成的酶也有广泛的用途。
蛋白质的用途
【典型例题】
类型一：蛋白质的组成和结构
例1、下列说法正确的是（ ）
A．灯头量规蛋白质燃烧的产物只有CO2单向离合器轴承和H2O
B．蛋白质属于天然高分子化合物，故没有固定的熔、沸点
C．天然蛋白质水解的产物只有一种α-氨基酸
D．毛发和棉花的主要成分都是蛋白质
【思路点拨】A项考查的是蛋白质的组成元素；B项考查天然高分子化合物都是混合物这一属性；C项是对蛋白质水解产物的考查；D项考查常见物质的主要成分。对以上要点有所了解后，就能做对该题。
【答案】B
【解析】A项，蛋白质的组成元素除C、O、H外还有N、S等，故燃烧产物不可能只有CO2和H2O；天然高分子化合物都是混合物，混合物都没有固定熔、沸点，B项正确；C项，蛋白质是由多种氨基酸组成的，故水解产物不可能只有一种；D项中棉花的主要成分是纤维素。
【总结升华】高分子化合物都是混合物，混合物没有固定的熔、沸点。天然蛋白质属于高分子化合物，其水解产物为α-氨基酸，α-氨基酸的通式为（-R表示烃基或氢原子）。
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【变式1】生物体内的蛋白质千差万别，其原因不可能是（ ）
A．组成肽键的化学元素不同
B．组成蛋白质的氨基酸种类和数量不同
C．氨基酸排列顺序不同
D．蛋白质的空间结构不同
【答案】A
【解析】氨基酸在组成蛋白质时，由于种类、数量、排列次序不同以及蛋白质的空间结构不同，而使生物体内的蛋白质千差万别。组成肽键的化学元素均为C、H、O、N。
类型二：蛋白质的性质
例2、要使蛋白质从水溶液中析出而又不改变蛋白质的主要性质，最好加入（ ）
A．饱和(NH4)2SO4溶液
B．稀NaOH溶液
C．饱和CuSO4溶液
D．稀氯化钡溶液
【思路点拨】根据题目要求，使蛋白质从水溶液中析出而又不改变蛋白质的主要性质，这一变化应该是物理变化。盐析是物理变化，使蛋白质盐析的是轻金属盐或铵盐。
【答案】A
【解析】稀NaOH溶液、CuSO4溶液、氯化钡溶液均会使蛋白质发生变性，失去其生理活性。
【总结升华】盐析是一个可逆的过程，可以采用多次盐析的方法来分离、提纯蛋白质。
举一反三：
【变式1】下列关于蛋白质的叙述中不正确的是（ ）。
