2026届高三生物一轮复习课件第3讲：蛋白质是生命活动的主要承担者

2026届高考一轮复习 第3讲 蛋白质是生命活动的主要承担者 课标要求 1.阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其空间结构等，细胞的功能主要由蛋白质完成。 2.概述核酸由核苷酸连接而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子。 3.说明生物大分子以碳链为基本骨架。 课标解读 1.阐阐明蛋白质是由氨基酸构成的生物大分子，构成蛋白质的氨基酸主要有20种，它们以特定的种类、数量和排列顺序构成肽链，进而决定着蛋白质的空间结构和功能，细胞的功能主要是由蛋白质完成的2.概述核酸是由核苷酸聚合而成的，是储存和传递遗传信息的生物大分子。 3.通过对细胞成分的学习，认识到细胞是由水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等组成的多分子体系，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子。这些分子通过有序组织而构成细胞的结构，通过动态转变所伴随的能量变化推动生命运行，通过某些物质的转变和运行传递信息，参与生命活动的调控和生命的延续。因此，物质、能量和信息是细胞生命活动的化学基础。 课程目标 01 02 蛋白质的结构和功能 03 蛋白质的相关计算 04 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 目录 重温真题 经典再现 考点一 ： 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 【复习目标】 1. 氨基酸的结构特点。 2. 氨基酸的种类。 1、组成元素： 一定有C、H、O、N，有的含S等 2、结构通式： 至少含一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH) 总有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)连在同一碳原子上 3、结构特点 C -COOH H2N- -H R 分子式C2H4O2N-R 决定氨基酸的种类和理化性质 R基中也可能含有氨基（—NH2）或羧基（—COOH） 一、组成蛋白质的氨基酸 C H NH2 （CH2）4NH2 NH2 C H NH2 C O OH CH3 C H NH2 （CH2）2COOH COOH C H NH2 CH2COOH H 1.以上属于构成蛋白质的氨基酸是：______ ①③ 2.①③中的R基分别是？ ① ③ ② ④ 3.已知半胱氨酸的R基是-CH2-SH,请写出它的结构式。 6 氨基酸 21种 人体内能合成 人体不能合成 必需氨基酸(8种；婴儿9种) 非必需氨基酸(13种) 评价蛋白质食品营养价值的主要 依据是必需氨基酸的种类和含量 4、氨基酸的种类 ？ 氨基酸如何构成蛋白质？ 必需氨基酸巧记： 甲 携 来 一 本 亮 色 书 甲硫 缬 赖 异亮 亮 苯丙 色 苏 婴儿有9种，比 成人多的一种是组氨酸。 一、组成蛋白质的氨基酸 为了身体健康，我们应该多吃一些富含蛋白质的食物，比如蛋奶、牛羊肉 7 考点二 蛋白质的结构与功能 【复习目标】 1. 掌握脱水缩合过程。 2. 蛋白质结构多样性决定其功能多样性。 核糖体(唯一场所） 条件 （翻译） 原料： 能量： 模板： 转运工具： 催化剂： 氨基酸 mRNA tRNA(61种) ATP 酶 （所有生物） 产 物： 多肽（链）、水 1、氨基酸的结合方式: 脱水缩合 2、合成场所： 一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2)，脱去一分子水而连接起来，这种结合方式叫做脱水缩合。 一、蛋白质的结构 3、合成过程： H2O 肽键 － OH ‖ O －C－C R2 H － － －N H － －C －C R1 H2N H － － ‖ O OH － H 二肽 C A G A U G U C A U G A U A A C U A A G U 一、蛋白质的结构 参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基。 肽键 H2O －C－COOH R3 H － － －N H － H OH － 肽键 ‖ O －C R1 H2N H － － －C －C－C R2 H － － －N H － ‖ O H2O 脱水 缩合 1 肽的名称确定： 由几个氨基酸构成，就称为几肽 2 H2O中各元素的来源： H来自于__________，O来自于_____ 氨基和羧基 羧基 三肽 （四肽） 多肽 （肽链） 盘曲折叠 蛋白质 以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。多肽通常呈链状，叫作肽链。 一、蛋白质的结构 以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。多肽通常呈链状，叫作肽链。 11 2025/5/15 ----氢键 肽链连接方式 氨基酸之间脱水缩合形成多肽链 一条多肽链的特定区域进行有规律的盘曲折叠 这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构 一、蛋白质的结构 H O C CH2 C H2N OH SH H2C O C H C H2N OH SH H O C CH2 C H2N OH S H2C O C H C H2N OH S 二硫键 肽链之间可通过二硫键相连接 肽链连接方式---二硫键 一、蛋白质的结构 氨基酸之间脱水缩合形成肽链 一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠 这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构 四条肽链聚集在一起形成复杂空间结构 由氨基酸形成血红蛋白的示意图 由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。 许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键(如二硫键、离子键等)相互结合在一起。 化学键 一、蛋白质的结构 食物蛋白 胃、胰、肠 蛋白酶 多肽 肠肽酶 氨基酸 吸收 人体的蛋白质 人体内氨基酸 脱水缩合 盘曲、折叠 多肽 氨基酸是如何组成蛋白质的？ 为什么人和牛羊等动物的蛋白质结构不同，但却可以通过摄食牛羊肉中的蛋白质中来合成自身蛋白质？进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸?这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质?人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗? ？ 一、蛋白质的结构 人摄入的蛋白质在体内被消化为氨基酸，人体又可以氨基酸为原料，合成自身所需的蛋白质。 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 肽链 具有一定空间结构的蛋白质 成熟的蛋白质 分泌蛋白 囊 泡 囊 泡 合成 加工 加工 分泌到细胞外 胞吐 （体现了细胞膜的流动性） →还不具有生物活性 思考1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 一、蛋白质的结构 16 思考1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 一、蛋白质的结构 17 种类 数目 排列顺序 空间结构 4、蛋白质的结构多样性 不同蛋白质有不同的氨基酸序列（排列顺序），直接由mRNA上的碱基决定，最终是由DNA中的碱基序列（脱氧核苷酸序列）决定。 ② 成百上千 ① 不同 ③ 千变万化 ②肽链的盘曲、折叠形成的 不同 ①氨基酸 直接原因： 根本原因： DNA具有多样性 一、蛋白质的结构 激素 酶 补充：激素、酶、抗体、载体与蛋白质的关系 蛋白质 抗体 载体 (1)绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；激素中，有些是蛋白质，有些不是蛋白质。 （2）载体与受体的区别：载体是协助物质运输的蛋白质，如血红蛋白是运输氧的载体；受体是接受信号分子的蛋白质，如神经递质受体、激素分子受体，其主要作用是实现细胞间信息交流。 一、蛋白质的结构 1.蛋白质的变性： 过酸、过碱、重金属盐或高温会使蛋白质的 遭到破坏，使酶永久失活，但肽键 ，依然能和双缩脲试剂发生紫色反应；低温不会破坏蛋白质的空间结构，只是抑制其功能。 空间结构 并未断裂 ②经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。 应用 ①鸡蛋、肉类煮熟后由于高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散， 易于被蛋白酶水解，因而易于消化。 5.蛋白质的盐析、水解和变性 一、蛋白质的结构 20 变性后变化 a.空间结构改变(氨基酸排列顺序不变) b.生物学功能丧失（如：高温消毒、灭菌） c.水溶性下降(易沉淀) d.更易被水解(食物煮熟易消化) 2.蛋白质的盐析： 不破坏空间结构，是降低了蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，是物理变化，可复原。 蛋白质在高浓度盐溶液中析出，而DNA是在低浓度盐溶液中析出，盐析为可逆过程。 （蛋白质的空间结构没有发生变化） 一、蛋白质的结构 21 3.蛋白质的水解： 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是相反的。 肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶水解。 易错辨析 （1）细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与。 （ ） √ （2）蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关，也与功能基团有关。 （ ） √ 一、蛋白质的结构 22 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。 构成细胞和生物体结构的重要物质，称之为结构蛋白。 催化作用 免疫作用 信息传递，调节生命活动的作用 肌肉、头发、羽毛、蛛丝 绝大多数酶 抗体 运输作用 血红蛋白运输氧气 “催狗运面条” 胰岛素 二、蛋白质的功能 归纳总结：几种常考蛋白质的分布和功能 归纳总结：几种常考蛋白质的分布和功能 1.下列生理过程中没有蛋白质直接参与的是 A.DNA进行半保留复制 B.内环境中O2进入线粒体 C.组织细胞识别生长激素 D.人体内血糖平衡的调节 B 2.(2022·吉林长春调研)下图的①②③分别表示生物体内的三个生理过程，其中Q分别代表三种物质，下列叙述正确的是 A.①一定发生在细胞内 B.②必须依赖腺苷三磷酸 C.③只能位于细胞膜上 D.Q中可能含有S D 26 酶——催化 转运蛋白——运输 抗体——免疫 习题巩固 ①氨基酸 的功能 a.作为肽或者蛋白质的基本单位(主要功能)。 b.某些氨基酸可作为神经递质。 谷氨酸、甘氨酸 c.氨基酸→糖类(非糖物质转化) d.氨基酸氧化分解供能。 作为能源物质 f.色氨酸→吲哚乙酸(IAA) ②氨基酸 的运输 a.细胞膜上载体蛋白 b.细胞质基质、线粒体和叶绿体中的tRNA 跨膜运输 运入核糖体 e.酪氨酸→黑色素 衰老细胞，酪氨酸酶活性下降，黑色素减少 氨基酸知识拓展 27 考点三 蛋白质的相关计算 ◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇ 1.肽链数、肽键数、脱去的水分子数与氨基酸数的关系： (1) (2) ◇-◇-◇-◇-◇ ◇-◇-◇-◇-◇ (3) ◇-◇-◇ ◇-◇-◇ ◇-◇-◇ ①链状肽：肽键数=脱水数=氨基酸数－肽链条数 结论 氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数 8 10 9 1 7 7 2 8 8 3 6 6 ◇氨基酸 -肽键 氨基酸数 脱水数 = 肽键数 = 图示为5个氨基酸形成的环状肽链，请问在形成此肽链时需脱去几个水分子？形成几个肽键？ 10个 10个 ②环肽： ①链状肽：氨基酸数－肽链条数=肽键数=脱水数 1.肽链数、肽键数、脱去的水分子数与氨基酸数的关系： 1.人体血红蛋白的一条肽链有145个肽键，形成这条肽链的氨基酸分子数以及它们在缩合过程中生成的水分子数分别是（ ） A.145和144 B.145和145 C.145和146 D.146和145 D 298=(300-2) 2.300个氨基酸组成两条肽链的蛋白质时,问脱掉多少个水分子, 形成多少个肽键? 习题巩固 31 蛋白质1： 肽链数 氨基酸数 肽键数 脱去水分子数 氨基数 羧基数 1条 m n条 m m－n m－n m－1 m－1 至少1个 至少1个 至少n个 至少n个 蛋白质4： 蛋白质2： 蛋白质3： 2.设氨基酸平均相对分子质量为a，由m个氨基酸形成1条多肽或n条多肽: H2N H2N H2N H2N H2N ②游离氨基或羧基数目＝ ①至少含有的游离氨基或羧基数＝ 肽链数 肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数 32 蛋白质的分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均分子相对质量 —18×脱去水分子数 —二硫键数×2 【特别提醒】 如肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时， 要再减去2(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。 S 二硫键 H H H2 S 蛋白质的相关计算 33 3.如图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个“—SH”(巯基)构成的二硫键，其作用是连接两相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为（ ） A.m，18m B.(m－4)，18(m－4) C.(m－3)，18(m－3)＋4 D.(m－2)，18(m－2)＋4 D 习题巩固 34 利用原子守恒法计算肽链中的原子数 ①N原子数= ②O原子数= 肽键数+肽链数+R基上的N原子数 = 各氨基酸中的N原子总数 肽键数+2 x 肽链数+R基上的O原子数 = 各氨基酸中的O原子数 – 脱去水分子数 ③碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数 ④氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2 由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或 氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。 蛋白质的相关计算 35 4.某细菌能产生一种“毒性肽”，其分子式是C55H70O19N10，将它彻底水解后得到下列四种氨基酸：甘氨酸(C2H5NO2)、丙氨酸(C3H7NO2)、苯丙氨酸(C9H11NO2)、谷氨酸(C5H9NO4)，则该多肽是（ ） A.四肽　　 　　 B.九肽 C.十肽 D.不能确定 C N原子作为突破口 习题巩固 这四种氨基酸都只含一个氮原子，故N10表明其为十肽，故C项正确。 5.已知天冬酰胺的R基为—C2H4ON，现有分子式为C63H103O18N17S2的多肽链，其中含有2个天冬酰胺。在上述多肽链中最多有肽键（ ） A. 17个　　 B. 16个 C. 15个 D. 14个 D N原子作为突破口 习题巩固 解析：最多肽键数应按一条肽链来计算，一条肽链有一个游离的氨基即1个N原子，该多肽链R基上共有2个N原子，分子式共有17个N原子，则肽键中共有14个N原子，且每个肽键中只有1个N原子，故D项正确。 利用基因表达的过程进行计算 基因表达中氨基酸与相应DNA、mRNA中碱基之间的数量关系如图所示： DNA(基因) mRNA 蛋白质 转录 翻译 碱基数 ∶　 碱基数 ∶ 氨基酸数 6 ∶ 　 3 ∶ 1 由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA(基因)上的6个碱基。 蛋白质的相关计算 38 氨基酸数（n） ； 氨基酸平均分子相对质量（a） 一条肽链 m条肽链 环肽 肽键 脱去水分子 减轻的质量 多肽相对分子质量 至少含有的氨基或羧基数 H2N—— ——COOH n-1 n-1 18（n–1） na-18(n–1) 1 n-m n-m 18（n–m） na-18(n–m) m n n 18n na-18n 0 相关计算公式小结 39 蛋白质中的氮原子质量在一定程度上可反映出蛋白质中质量。 蛋白质中的含氮量通常占其总质量的16%左右(12%~19%)，因此，通过测定物质中的含氮量便可估算出物质中的总蛋白质含量(假设测定物质中的氮全来自蛋白质)。 即: 蛋白质含量=含氮量/16%——凯氏定氮法 凯氏定氮法 40 课堂小结! 组成元素 C、H、O、N（S） 导致 氨基酸 种类：21种 必需氨基酸：8种 非必需氨基酸：13种 通式： C H C H2N OH O R 特点：至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上 脱水缩合 多肽 组成蛋白质的氨基酸不同 氨基酸的数目不同 氨基酸排列顺序不同 多肽的空间结构不同 折叠盘旋 蛋白质 结构多样性 功能多样性 构成生物体，如结构蛋白 运输作用，如血红蛋白 催化作用，如酶 调节作用，如胰岛素 免疫作用，如抗体 组成 导致 脱水数=肽键数=氨基酸数—肽链数 计算 蛋白质的相对分子质量 41 重温真题 经典再现 1.(2022·湖南卷，1)胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一，其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列叙述正确的是(　　) A.胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中 B.皮肤表面涂抹的胶原蛋白可被直接吸收 C.胶原蛋白的形成与内质网和高尔基体有关 D.胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高 C 重温真题 经典再现 重温真题 经典再现 2.(2021·辽宁卷，1)蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关叙述错误的是 (　　) A.叶绿体中存在催化ATP合成的蛋白质 B.胰岛B细胞能分泌调节血糖的蛋白质 C.唾液腺细胞能分泌水解淀粉的蛋白质 D.线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质 D 重温真题 经典再现 3.(2022·湖南卷，3)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是(　　) B A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活 B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的 C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果 D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染 重温真题 经典再现 A 2.(2023·湖南卷，1)南极雌帝企鹅产蛋后，由雄帝企鹅负责孵蛋，孵蛋期间不进食。下列叙述错误的是(　　) A.帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数高于C元素 B.帝企鹅的核酸、多糖和蛋白质合成过程中都有水的产生 C.帝企鹅蛋孵化过程中有mRNA和蛋白质种类的变化 D.雄帝企鹅孵蛋期间主要靠消耗体内脂肪以供能 解析　帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数低于C元素，A错误；核酸、多 糖、蛋白质的合成过程中都有水的产生，B正确；帝企鹅蛋孵化过程涉及基因的 选择性表达，故帝企鹅蛋孵化过程有mRNA和蛋白质种类的变化，C正确；脂肪 是良好的储能物质，雄帝企鹅孵蛋期间不进食，主要靠消耗体内脂肪以供能，D 正确。 重温真题 经典再现 加 油！ 学 习 $$