第1章 第3节 第1课时 一 氨基酸脱水缩合形成蛋白质（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中生物必修第一册（苏教版）

第三节　细胞中的蛋白质和核酸 第1课时　细胞的功能主要由蛋白质完成 一、氨基酸脱水缩合形成蛋白质 课标要求 概述蛋白质通常由20种氨基酸分子组成。 知识点一　蛋白质的基本组成单位——氨基酸 1．种类 生物体中的蛋白质通常由常见的20种氨基酸分子组成。 [拓展] (1)自然界中氨基酸种类约100多种，其中在生物体中的氨基酸约有20种。 (2)人体自身不能合成，必须由食物提供的氨基酸有8种，称为必需氨基酸，包括苯丙氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸；此外，人体合成精氨酸、组氨酸的能力常常不足以满足自身正常的需要，需要从食物中摄取一部分，将这两种氨基酸，称为半必需氨基酸。其他人体能自行合成并满足需求，不必由食物供给的氨基酸，称为非必需氨基酸。食品营养价值的高低主要看其必需氨基酸的含量及种类。在日常生活中，我们要合理调整饮食结构，避免偏食。 2．结构 (1)组成元素：主要是C、H、O、N，其中半胱氨酸还含有S元素。 (2)图中结构的名称：①氨基；②羧基；③、④R基。 (3)结构通式：。 3．结构特点 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与同一个碳原子相连接。这个碳原子还分别与一个氢原子、一个侧链基团(R)相连接。各种氨基酸分子的区别在于R的不同。 [提醒] 类比推理法理解氨基酸的结构 (1)类比：把氨基酸分子比喻成人，两只手分别代表氨基和羧基，两条腿代表氢，头代表R基，躯干代表中心碳原子。 (2)图示： 1．氨基、羧基、R基的书写格式分别是：NH2、COOH、R。(×) 提示：氨基、羧基、R基的书写格式分别是：—NH2、—COOH、—R。 2．细胞内各种氨基酸都共有的结构是H2N—CH—COOH。(√) 3．不同氨基酸之间的差异是由R基引起的。(√) 4．具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。(×) 提示：组成生物体内蛋白质的氨基酸，至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基与同一个碳原子相连接。 5．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。(×) 提示：R基中可能还有氨基和羧基。 1．若组成蛋白质的氨基酸中不止一个氨基或羧基，多出的氨基或羧基可能在什么位置？ 提示　在R基上。 2．观察下图，回答： (1)二者的R基分别是什么？ 提示　赖氨酸的R基：—(CH2)4—NH2； 天冬氨酸的R基：—CH2—COOH。 (2)两种氨基酸的性质不同，这取决于哪部分结构？ 提示　R基。 (3)观察上图氨基酸的结构，分析若一个氨基酸中含有两个—COOH(或—NH2)，则它们都位于哪些部位？ 提示　一个与氨基(或羧基)连在同一个碳原子上，另一个位于R基中。 (4)氨基酸的通式(不包括R基)中分别含有多少个C、H、O、N原子？氨基酸的通式(不包括R基)的分子量是多少？ 提示　2、4、2、1；74。 1．氨基酸的结构通式 2．对氨基酸结构特点的理解 (1)“氨基酸”字面含义：“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中的主要部分——氨基(碱性)和羧基(酸性)。 (2)氨基酸的元素组成：由氨基酸的结构通式得知，氨基酸的组成元素都有C、H、O、N。另外大多数蛋白质还含有少量S元素，有些蛋白质含有P、Fe、I等元素。 (3)“至少”的含义：每个氨基酸都至少含有一个—NH2和一个—COOH，也可有多个，多的应位于R基上。 3．几个注意的问题 (1)氨基酸中的氨基或羧基不一定只含一个，可能含有几个，原因是R基中可能含有氨基或羧基。 (2)氨基、羧基、R基书写时一定要写上游离的键“—”，如“—NH2”“—COOH”“—R”(不要忘记前面要有短线“—”)。 (3)氨基酸的分子式可记为C2H4O2NR。 [拓展] 氨基酸可按照氨基连在碳链上的不同位置而分为α－，β－，γ－…氨基酸，生物体内蛋白质的氨基酸都是α－氨基酸。 1．下列几种不同的分子中能够构成生物体蛋白质的有(　　) A．①②④⑤　　　　 B．①②③④ C．①④⑤ D．②③④⑤ 解析　①该化合物的一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，是组成蛋白质的氨基酸；②该化合物不含羧基，不是组成蛋白质的氨基酸；③该化合物的氨基和羧基未连接在同一个碳原子上，不是组成蛋白质的氨基酸；④该化合物含有两个羧基、一个氨基，其中一个羧基和一个氨基连接在同一个碳原子上，是组成蛋白质的氨基酸；⑤该化合物含有两个氨基、一个羧基，其中一个羧基和一个氨基连接在同一个碳原子上，是组成蛋白质的氨基酸。 答案　C “一查二看法”判断组成蛋白质的氨基酸 (1)一查是否有氨基和羧基。 (2)二看氨基和羧基是否连接在同一个碳原子上。　 2.(多选)下列关于生物体内氨基酸的叙述，正确的是(　　) A．构成蛋白质的氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N B．人体内的氨基酸均可以在人体细胞内合成 C．氨基酸结构与性质的差异取决于侧链基团(R)的不同 D．评价食物蛋白质的营养价值，常以必需和半必需氨基酸的种类和含量为标准 解析　8种必需氨基酸在人体细胞中不能合成，必须从食物中获取。 答案　ACD 知识点二　氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程 1．氨基酸分子的脱水缩合 (1)此生理过程的名称是脱水缩合。 (2)写出字母代表的结构或名称：a.肽键b.二肽。 (3)判断产物H2O中原子的来源。 ①H：来自R1所在氨基酸的羧基和R2所在氨基酸的氨基。 ②O：来自R1所在氨基酸的羧基。 (4)多肽中氨基或羧基的含量：至少一个。 2．蛋白质的结构层次 C、H、O、N等元素 　↓ 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的化合物，通常呈链状 蛋白质：具有一定的空间结构 [提醒] 1．多肽与蛋白质的比较 多肽 蛋白质 有无空间结构 无 有 联系 蛋白质可由一条或几条多肽链形成 提醒 多肽不叫蛋白质，必须经加工，形成一定的空间结构才叫蛋白质 2.各肽链之间通过一定的化学键(不是肽键)相连，如二硫键(—S—S—)。 1．二肽是由2个氨基酸分子脱水缩合形成的化合物，含有2个肽键。(×) 提示：二肽是由2个氨基酸分子脱水缩合形成的，含有1个肽键。 2．一条肽链至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基。(√) 3．肽链之间常通过二硫键相互结合在一起。(√) 1．若R基中含有氨基或羧基，在脱水缩合反应中，R基中的氨基或羧基是否参与了反应？生成的肽链中氨基或羧基位于何处？ 提示　R基中的氨基或羧基未参与反应，生成的肽链中的氨基或羧基位于肽链的一端和R基中。 2．多肽通常被称为肽链，肽链构成蛋白质的过程中主要变化是什么？ 提示　1条或者几条肽链盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。 3．若m个氨基酸形成1条肽链，会脱去m－1分子水，形成m－1个肽键，产物是多肽。若m个氨基酸形成n条肽链，会脱去m－n分子水，形成m－n个肽键。 4．m个氨基酸脱水缩合形成的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。 5．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多少？ 提示　所形成的肽链的分子量为ma－18(m－n)。 [拓展] 蛋白质的有关计算 (1)在一条肽链主链的两端 —COOH和—NH2，侧链R基中—COOH和—NH2不参与脱水缩合过程，所以多肽的氨基(或羧基)数目＝R基中的氨基(或羧基)数目＋肽链数。 (2)有关蛋白质的计算规律 一条肽链 n条肽链 氨基酸相对分子质量 a a 氨基酸数目 m m 肽键数目 m－1 m－n 脱去水分子数目 m－1 m－n 肽链相对分子质量 ma－18(m－1) ma－18(m－n) 氨基数目 至少1个 至少n个 羧基数目 至少1个 至少n个 1．(2025·常州检测)下图为一条肽链的分子结构简式，下列有关分析不正确的是(　　) A．这条肽链中的肽键数目是2个 B．构成肽链的氨基酸数目是2个 C．合成蛋白质的生理过程称脱水缩合 D．在合成该肽链时形成2个水分子 解析　根据图示结构可知，该肽链中含有2个肽键，说明该多肽是由3个氨基酸脱水缩合形成的，在此过程中形成了2个水分子。 答案　B 2．(2025·南通检测)下面为牛胰岛素结构示意图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的，下列说法正确的是(　　) A．牛胰岛素为五十一肽，其中含有50个肽键 B．牛胰岛素中至少有2个—NH2和2个—COOH C．牛胰岛素水解产物含有20种不同的氨基酸 D．牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882 解析　该牛胰岛素含51个氨基酸，其中含有肽键数为51－2＝49个，牛胰岛素含两条肽链，至少含2个—NH2和2个—COOH；牛胰岛素水解可得到51个氨基酸，最多有20种氨基酸，但并非一定是20种；牛胰岛素形成时，51个氨基酸脱水缩合的同时还减少了6个H。故减少的相对分子质量为49×18＋6＝888。 答案　B 特殊情况下蛋白质相对分子质量的计算思路 (1)考虑脱去的H2O分子数，减少的相对分子质量为脱水数×18。 (2)计算肽键外的其他“键”形成时而脱去的相对分子质量。 ①如图1,2条肽链间又形成了一个“多余”的“—CO—NH—”，则相对分子质量还要减少18。 ②图2所示蛋白质合成时，涉及3个二硫键，减少的相对分子质量还要考虑减少的6个H，即2×3＝6。　 3.据如图所示的化合物的结构简式，回答下列问题： (1)该化合物由________________种氨基酸构成，各个氨基酸的区别就在于侧链基团的不同，图中表示侧链基团的编号是________________。 (2)该化合物称为________________，形成该化合物的生物化学反应叫作________________，在该过程中，相对分子质量减少了________________。 (3)该化合物中有________________个肽键，编号是________________。 解析　(1)(3)通过图中的c、e可以判断出该图示中有2个肽键，由3个氨基酸构成，通过这3个氨基酸的R基b、d、g判断这是3种不同的氨基酸。(2)由3个氨基酸组成的多肽，称为三肽；它们是通过脱水缩合形成的，脱去了2分子水，相对分子质量减少了36。 答案　(1)3　b、d、g (2)三肽　脱水缩合　36 (3)2　c、e 1．下列有关氨基酸的描述，正确的是(　　) A．氨基酸是构成蛋白质的基本单位，由氨基和羧基组成 B．每种氨基酸只有一个氨基和一个羧基 C．各种氨基酸分子的差别在于R不同 D．每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素 解析　每种氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，除含有C、H、O、N四种元素外，有的还含有P、S等。 答案　C 2．谷氨酸的R基为—CH2CH2COOH，则谷氨酸的分子式是(　　) A．C5H9O4N B．C4H9O4N C．C5H8O4N D．C4H9O5N 解析　由题意可知，谷氨酸的R基为—CH2CH2COOH，将谷氨酸的R基代入氨基酸的结构通式中，整理可得谷氨酸的分子式是：C5H9O4N。 答案　A 3．两个氨基酸缩合成二肽并生成水，这个水分子中的氢原子和氧原子分别来自氨基酸的 A．氨基、羧基 B．羧基、氢基 C．R基、氨基和羧基 D．氨基和羧基、羧基 解析　氨基酸脱水缩合所产生的水中，氢来自氨基和羧基，氧只来自羧基。 答案　D 4．蛋白质和多肽的主要差别在于(　　) A．蛋白质含有化学元素比多肽多 B．蛋白质相对分子质量比多肽大 C．多肽有一定的空间结构 D．蛋白质有特定的空间结构 解析　根据蛋白质和多肽的形成过程可知，蛋白质和多肽的主要区别是蛋白质具有特定的空间结构，D正确。 答案　D 5．分析下列化合物的结构，回答问题： (1)氨基酸的结构通式是___________________________________________________。 (2)如图物质中属于构成人体的氨基酸的是______(填编号)，共________种，造成氨基酸种类不同的原因是________不同。 (3)上图中所有属于构成人体的氨基酸在一起经______可形成________化合物，并在这个过程中脱去________分子的水。 解析　(1)氨基酸的结构通式见答案。(2)由分析可知，如图物质中属于构成人体的氨基酸的是①④⑤⑥，其R基分别是—H、—CH2—COOH、—(CH2)3NH2，R基有3种，说明构成人体的氨基酸有3种，氨基酸种类的不同在于R基团的不同。(3)上图中属于构成人体的氨基酸共4个，它们在一起经脱水缩合可形成四肽化合物，并在这个过程中脱去3分子的水。 答案　(1) (2)①④⑤⑥　3　R基　(3)脱水缩合　四肽　3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$