生命之重——蛋白质

保证原创精品 已受版权保护

1 蛋白质——生命的物质基础

生命的产生、存在和消亡，无一不与蛋白质有关。蛋白质是生命活动的物质基础。蛋白质不仅是构成人体一切组织（如肌肉、骨骼、血液、神经、皮肤、毛发等）的主要成分，更为重要的是，它与生命活动有着相当密切的关系。如调节生理功能的激素，参加营养代谢的酶，运载氧的血红蛋白，抵抗疾病的抗体等，均以蛋白质为主要构造材料。还有人体酸碱度的调节、体液的平衡、遗传信息的传递等，也与蛋白质有关。蛋白质还能向人体供给热能。

恩格斯曾说过：“生命是蛋白质存在的形式。”这充分地说明蛋白质是生命中起决定性作用的营养物质。一旦失去蛋白质，一切生命也就不复存在了。如果人体内缺少蛋白质，不仅儿童发育迟缓，体质瘦弱，抗病能力降低。而且成年人轻则体重减轻，肌肉萎缩，疲乏无力，贫血，病后康复缓慢，重则出现营养不良性水肿，甚至危及生命。1克蛋白质可产生16.7千焦耳（4千卡）热能。

由于蛋白质对机体具有巨大的生物学意义，因此，它在营养学中的重要性广泛地受到人们的重视。

蛋白质是一种复杂的生物大分子，它的基本结构到19世纪末才被科学家确认为氨基酸。本世纪40年代末，美国营养学家罗斯确定了各种蛋白质是由20多种氨基酸所组成，其中有8种氨基酸人体内不能合成，必须依靠食物供给，这8种氨基酸就叫作必需保证原创精品 已受版权保护

2 氨基酸，它们是亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸。对婴儿来讲，还需要一种组氨酸。

在我国膳食中比较容易缺乏的是色氨酸、赖氨酸和蛋氨酸。

判断动物蛋白质与植物蛋白质营养价值的高低取决于以下几个因素。

蛋白质含量的多少。如果食物中蛋白质含量很少，即使营养价值很高，也不能满足人体的需要。常用的每100克食物中，肉类含蛋白质10～20克，鱼类含15～20克，蛋含13～15克，豆类含20～30克（大豆含35～40克），谷类含8～14克。蔬菜、水果含量极低，仅含1～2克。

蛋白质是生命的构成

蛋白质是荷兰科学家格里特在1838年发现的，他观察到有生命的东西离开了蛋白质就不能生存。蛋白质是一切生命的物质基础，是机体细胞的重要组成部分，人体的每个组织：毛发、皮肤、肌肉、骨骼、内脏、大脑、血液、神经等都是由蛋白质组成的。因此，蛋白质对婴幼儿的生长发育有着非常重要的作用。比如，人的大脑细胞的增长有两个高峰期：第一个是胎儿3个月的时候；第二个是出生后到1岁，特别是0～6个月，是大脑细胞迅速增长的时期。1岁时大脑细胞增殖基本完成，其数量已达成人的90%，而大脑细胞分裂的动力源就是蛋白质。

蛋白质对于维持神经系统的正常功能，如味觉、视觉和记忆，也有非常重要的作用。它还是激素的主要原料，具有调节体内各器官的生理活性，生长素是由191个氨基酸分子合成的。蛋白质摄入不足，宝宝的身体发育就会受影响，出现生长发育停滞、贫血、智力发育差、视觉差等问题。

蛋白质还有维持机体新陈代谢和输送各类物质的作用，比如血红蛋白输送氧(红血球更新速率250万/秒)，脂蛋白输送脂肪和细胞膜上的受体等。蛋白质还是合成抗体的主要成分，免疫细胞和免疫蛋白，比如白细胞、淋巴细胞、巨噬细胞、抗体(免疫球蛋白)、补体、干扰素等，7天更新一次。当蛋白质充足时，这个部队就很强，在需要时数小时内可以增加100倍；蛋白质摄入不足，宝宝的免疫力就会下降。

氨基酸是构成蛋白质的基本单位

食物中的蛋白质必须经过胃肠道消化，分解成氨基酸才能被人体吸收利用，人体对蛋白质的需要实际就是对氨基酸的需要。吸收后的氨基酸只有在数量和种类上都能满足人体需要，身体才能利用它们合成自身的蛋白质。因此，食物蛋白质的质和量、各种氨基酸的比例，关系到人体蛋白质合成的量，尤其是婴幼儿的生长发育，与膳食中蛋白质的质和量有着密切的关系。

营养学上将氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸两类。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。对成人来说，这类氨基酸有8种，包括赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸、苯丙氨酸；对婴儿来说，有9种，多一种组氨酸。这些氨基酸，润峰金康氨基酸乳酸菌固体饮料中都添加了。非必需氨基酸并不是说人体不需要这些氨基酸，而是说人体可以自身合成或由其他氨基酸转化而得到，一定非从食物直接摄取不可。这类氨基酸包括谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、天门冬氨酸、胱氨酸、脯氨酸、丝氨酸和酪氨酸等，共12种。

生命活动的主要承担者——蛋白质

知识点一 蛋白质的结构、功能及相关计算

1．组成蛋白质的氨基酸及其种类

【知识巧记】“8种”必需氨基酸

甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。

2．蛋白质的合成及其结构、功能多样性

(1)二肽的形成过程

①过程a：脱水缩合，物质b：二肽，结构c：肽键。

②H2O中H来源于氨基和羧基；O来源于羧基。

(2)蛋白质的结构层次

氨基酸―――→脱水缩合多肽――――→盘曲、折叠蛋白质

【特别提醒】蛋白质的盐析、变性和水解

①盐析：是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。

②变性：是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，蛋白质丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。

③水解：在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。

3．蛋白质分子多样性的原因

(1)氨基酸：①种类不同；②数目成百上千；③排列顺序千变万化。

(2)肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。

4．蛋白质的功能(连线)

【知识拓展】

1．有关蛋白质结构的计算规律

(1)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条链状多肽或m条链状多肽：

形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数 蛋白质相对分子质量

1 n－1 n－1 na－18(n－1)

m n－m n－m na－18(n－m)

【特别提醒】

①计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时，要再减去2(两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。

②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。

(2)利用原子守恒法计算肽链中的原子数：氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：

2022新教材人教版高中生物必修1第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者

基础过关练

题组一掌握蛋白质的功能下列不属于生物体内蛋白质功能的是（）

A. 是构成肌肉、蛛丝、头发等的主要成分催化细胞内化学反应

B. 调节机体的生命活动是供给细胞代谢的主要能源物质

1. （2021河北沧州任丘一中高一上月考）蛋白质是生命活动的主要承担者，下列叙述正确的是（）

A. 性激素调节生命活动，体现了蛋白质的功能组成细胞的化合物中含量最多的就是蛋白质

B. 蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与02的运输人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的危害

题组二辨析氨基酸的结构及其种类（2021湖南长沙长郡中学高一上联考）在下列物质中，有的属于构成蛋白质的氨基酸，有的不属 于。其中属于构成蛋白质的氨基酸的是（ 深度解析）

① NH2 -CH2- -CH2OH

② NH2 -CH2- -COOH

NH2 -CH- -CH2—COOH

③

COOH

NH2 -CH- -CH2—COOH

④

NH2

NH2 -CH- -（CH2）4

⑤

COOH ①②③B.②③⑤C.①②③⑤D.②④6. A 连接相邻氨基酸分子的化学键是肽键,A符合题意;在生物体中组成蛋白质的氨基酸种类不同，是蛋白质千差 万别的原因之一,B不符合题意;组成蛋白质的氨基酸的数目可能成千上万，形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺 序千变万化,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别（教材P31）,这些都是细胞中蛋白质种类繁多的 原因,C、D不符合题意。

7. D蛋白质分子由简到繁的结构层次是:②C、H、0、N等元素一①氨基酸一③氨基酸分子之间脱水缩合一④ 多肽—⑤形成一定空间结构的蛋白质分子。D正确。

8. C加热会使蛋白质的空间结构发生改变,但是肽链不会断裂,A错误。加热变性后的蛋白质，空间结构发生改变， 但其肽键没有断裂，仍能与双缩脉试剂作用产生紫色反应;水解后的蛋白质结构和功能发生变化，肽键被破坏，不能 与双缩服试剂反应显现紫色,B错误,C正确。蛋白质的结构与功能相适应，蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开后，其 结构会发生改变，特定功能也将发生改变,D错误。