第1单元 第4讲 蛋白质是生命活动的主要承担者(Word学案)-【高考快车道】2026年高考生物大一轮专题复习总复习

该高中生物学高考复习学案系统梳理了蛋白质的结构与功能核心考点，以氨基酸组成、脱水缩合过程、结构多样性为逻辑起点，延伸至功能多样性，构建“结构决定功能”的知识网络。通过自测诊断（辨易错、练表达）和思维探究问题链，引导学生自主推导肽键形成、蛋白质变性等规律，形成层次分明的认知框架。 亮点在于自主学习支持与科学思维培养，如自测强化模块设5道辨错及教材填空练习，帮助学生定位薄弱点；精研环节通过胶原蛋白缝合线案例，训练学生用结构与功能观分析空间结构与功能的关系。精练部分精选分层真题，教师可依学情数据精准指导，助力学生构建个性化知识体系，提升备考实效。

第4讲　蛋白质是生命活动的主要承担者 课程标准解读 知识网络概览 【课标要求】 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。 【能力要求】 1.理解能力:通过对蛋白质功能的理解,认同蛋白质是生命活动的主要承担者,提高分析问题的能力。 2.创新能力:通过对氨基酸结构、蛋白质结构及其多样性的分析,培养分析和处理信息的能力。 考点一　蛋白质的结构 精梳　攻教材 1.蛋白质的基本组成单位——氨基酸: 2.蛋白质的结构及其多样性: (1)氨基酸脱水缩合的过程: ①过程a:脱水缩合。物质b:二肽。肽键位于结构c中的C、N原子之间。 ②H2O中H来源于氨基和羧基,O来源于羧基。 ③多个氨基酸发生脱水缩合,产物名称为多肽。 (2)蛋白质的形成过程: (3)蛋白质分子结构多样性: 氨基酸 种类不同;数目可能成千上万;排列顺序千变万化 肽链 盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别 【名师点睛】 不同生物及同一生物不同细胞中蛋白质不同的原因: (1)不同生物蛋白质不同的根本原因是不同生物的遗传物质中的核苷酸排列顺序不同。 (2)同一生物不同细胞蛋白质不同的直接原因是mRNA不同,根本原因是基因的选择性表达。 【自测强化】 1.辨易错 (1)具有氨基和羧基的化合物,都是构成蛋白质的氨基酸。 (×) 分析:构成蛋白质的氨基酸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连接在同一个碳原子上,同时具有氨基和羧基的化合物不一定是氨基酸。 (2)高温可破坏病原体蛋白质的空间结构,煮沸处理餐具可杀死部分病原体。 (√) (3)组成蛋白质的氨基酸之间可按照不同的方式脱水缩合。 (×) 分析:组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合的方式相同,都是一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接,同时脱去一分子水。 (4)蛋白质变性失活的原因是肽键被破坏。 (×) 分析:蛋白质变性失活是因为空间结构被破坏,而非肽键被破坏。 (5)蛋白质的营养价值在于必需氨基酸的种类和含量。 (√) 2.练表达 (1)(必修1 P30“图2-11”)在蛋白质分子中,连接不同氨基酸之间的化学键:一条肽链中相邻氨基酸通过肽键连接;不同肽链之间的氨基酸可通过氢键或二硫键相连接。 (2)(必修1 P32“与社会的联系”)熟鸡蛋更容易消化的原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解。 【精研　强思维】 【思维探究】 胶原蛋白是动物体中的一种结构蛋白。研究人员提取了一种主要含下图中三种氨基酸的胶原蛋白用来制作手术缝合线。 (1)(生命观念)据图氨基酸分子式可知,组成这种胶原蛋白的主要化学元素有哪些? 提示:C、H、O、N。 (2)(科学思维)这三种氨基酸分子通过脱水缩合反应,形成一条包含“-甘-赖-脯-”序列重复200次的肽链,此肽链所含游离的氨基 (-NH2)个数至少为多少个,产生几分子水? 提示:201;599。 (3)(科学探究)上述三条同样的肽链螺旋缠绕在一起形成三螺旋结构 (图甲所示),称为原胶原蛋白。其中,甘氨酸的R基,具有较强的疏水性,赖氨酸和脯氨酸的 R 基被修饰而具有较强的亲水性。由此推测,机体内原胶原蛋白的结构俯视示意图为图乙中的_____(填字母),原胶原蛋白可进一步聚合,形成胶原蛋白。  提示:C。 (4)(生命观念)与聚丙烯类相比,胶原蛋白手术缝合线的优点是什么? 提示:胶原蛋白被水解为氨基酸,免去拆线。 【思维建构】 利用蛋白质的结构图解掌握相应的计算规律 (1)“模型法”记忆多肽形成过程中的数量计算。 ①形成肽链时:肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数。 肽链 数目 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 氨基 数目 羧基 数目 1条 m m-1 m-1 至少1个 至少1个 n条 m m-n m-n 至少n个 至少n个 ②形成环肽时:肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数。 (2) “公式法”计算蛋白质相对分子质量。 ①无二硫键时:蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数×18。 ②有二硫键(—S—S—)时:蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数×18-二硫键数目×2。因为每形成一个二硫键脱去两个氢。 (3)蛋白质中游离氨基或羧基的计算: 可将肽链看作“C”与“—CO—NH—”交替连接构成的基本骨架,在“C”上连接着—R和—H,在肽链的两端分别是游离的“—NH2”和“—COOH”,如下图所示: ①至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数。 ②游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。 ③环状多肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。 精练　提能力 1.(2024·黑吉辽高考)钙调蛋白是广泛存在于真核细胞中的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构,每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是(　　) A.钙调蛋白的合成场所是核糖体 B.Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位 C.钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关 D.钙调蛋白结合Ca2+后,空间结构可能发生变化 【解题指南】解答本题的关键有两点: (1)识记蛋白质的基本组成单位——氨基酸。 (2)具备“结构与功能观”的生物学学科核心素养。 【解析】选B。本题考查细胞的分子组成及细胞的结构。核糖体是生产蛋白质的机器,因此钙调蛋白(蛋白质)的合成场所是核糖体,A正确;Ca2+不是钙调蛋白的基本组成单位,钙调蛋白(蛋白质)的基本组成单位是氨基酸,B错误;肽链上的氨基酸之间还能形成氢键等化学键,从而使肽链能够盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子,钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关,C正确;钙调蛋白与Ca2+结合后,会形成新的化学键,可能导致其空间结构发生变化,以便执行某些功能,D正确。 2.(2023·湖北高考)球状蛋白分子空间结构为外圆中空,氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧,而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后,会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是(　　) A.蛋白质变性可导致部分肽键断裂 B.球状蛋白多数可溶于水,不溶于乙醇 C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质 D.变性后生物活性丧失是因为原有空间结构被破坏 【解析】选A。本题考查蛋白质的变性及其原因。蛋白质的变性主要是由维持蛋白质分子空间结构的氢键等被破坏导致的,而不是破坏的肽键,A错误;球状蛋白氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧,非极性基团分布在内侧,可溶于极性溶剂水,乙醇会破坏蛋白质氢键,导致蛋白质变性,所以蛋白质一般难溶于乙醇,B正确;加热变性的蛋白质空间结构发生改变后不可逆,不能恢复原有的结构和性质,C正确;蛋白质变性后空间结构改变,导致一系列理化性质变化,生物活性丧失,D正确。 【易错警示】关于“变性”的两点警示 (1)蛋白质变性的概念理解不透:蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下,特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质改变和生物活性丧失。变性只影响蛋白质的空间结构,不影响其肽键的完整性,所以变性后的蛋白质可以与双缩脲试剂发生紫色反应。 (2)混淆蛋白质变性与DNA变性:加热变性的蛋白质一般不能恢复原有的结构和性质,而加热变性的DNA冷却后还可以恢复其原有结构,其性质不受影响。 3.(2025·湖北智学联盟联考)初步研究表明,β-AP(β-淀粉样蛋白)沉积是阿尔茨海默病的主要病理特征。β-AP是由其前体蛋白APP(一种含695个氨基酸的跨膜蛋白)在病理状态下异常加工而成的。APP形成β-AP的过程如图所示。根据上述信息所作的推论错误的是(　　) A.β-分泌酶起催化作用时消耗水分子 B.一个β-AP分子中至少含有39个肽键 C.β-AP寡聚合物可能引起大脑功能异常 D.用双缩脲试剂检测β-AP会产生紫色反应 【解析】选B。β-分泌酶起催化作用时水解大分子,需要消耗水分子,A正确;通过公式肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数可知,一个β-AP分子含有39个氨基酸链状多肽,则至少含有38个肽键, B错误;β-AP沉积是阿尔茨海默病的主要病理特征,患者记忆力降低,记忆与大脑皮层有关,因此β-AP的作用效果可能是引起大脑功能异常,C正确;β-AP是一种蛋白质,里面含有两个以上的肽键,可以与双缩脲试剂发生紫色反应,D正确。 【加固训练】 (2025·亳州模拟)结合图示分析,下列有关蛋白质的叙述正确的是(　　) A.此蛋白质共有2条肽链 B.99个氨基酸构成的蛋白质有98个肽键 C.此蛋白质的R基中共含有22个氨基 D.两个氨基酸脱水缩合过程中,失去的H2O中的氢来自氨基 【解析】选C。由羧基总数=肽链数+R基上羧基数目可知,肽链数为26-23=3条,此蛋白质含有3条肽链,A错误;该蛋白质由99个氨基酸构成,其含有的肽键数为氨基酸数-肽链数=99-3=96个,B错误;此蛋白质的R基中共含有的氨基数为氨基总数-肽链数=25-3=22个,C正确;两个氨基酸脱水缩合的过程中,失去的H2O中的氢来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基,D错误。 考点二　蛋白质的功能 精梳　攻教材 蛋白质的种类与功能: 【自测强化】 1.辨易错 (1)人体内血糖平衡的调节需要胰岛素和胰高血糖素的参与,它们的化学本质都是蛋白质。 (√) (2)每一种蛋白质分子都有与它所承担的功能相适应的独特结构。 (√) (3)氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能。 (×) 分析:氨基酸的种类、数量、排列顺序和蛋白质的空间结构决定蛋白质功能的多样性。 (4)蛋白质具有催化、充当主要能源物质等功能,是生命活动的主要承担者。 (×) 分析:蛋白质的功能包括结构蛋白、催化功能、运输功能、信息传递、免疫功能等,没有充当主要能源物质的功能。 (5)参与细胞代谢不同反应的酶结构不同,功能也不相同。 (√) (6)胰岛素和胰蛋白酶的功能不同,原因可能是两者的氨基酸种类、数量及肽链形成的空间结构等均不相同。 (√) 2.练表达 (1)(必修1 P32“与社会的联系”延伸)人畜误食铜盐、汞盐、铅盐等重金属盐而中毒,可以服用蛋清、牛奶或豆浆,是因为蛋清、牛奶或豆浆中主要含有蛋白质,它们能与重金属盐迅速发生反应,从而保护人畜。 (2)(必修1 P32“拓展应用T3改编”)在评价各种食物中蛋白质的营养价值时,人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量,这是因为必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸,必须从食物中获得。 精练　提能力 1.(2024·湖北高考)人的前胰岛素原是由110个氨基酸组成的单链多肽。前胰岛素原经一系列加工后转变为由51个氨基酸组成的活性胰岛素,才具有降血糖的作用。该实例体现了生物学中“结构与功能相适应”的观念。下列叙述与上述观念不相符合的是(　　) A.热带雨林生态系统中分解者丰富多样,其物质循环的速率快 B.高温处理后的抗体,失去了与抗原结合的能力 C.硝化细菌没有中心体,因而不能进行细胞分裂 D.草履虫具有纤毛结构,有利于其运动 【解析】选C。本题主要考查对生物学中“结构与功能相适应”的观念的理解。生态系统的结构包括组成成分和营养结构,其中分解者属于组成成分,其以动植物残体、排泄物中的有机物质为生命活动能源,并把复杂的有机物逐步分解为简单的无机物,所以其重要功能是维持生态系统物质循环的正常进行,以保证生态系统结构和功能的稳定,因此热带雨林生态系统中分解者丰富多样,该生态系统物质循环速率会加快,A不符合题意;抗体的本质是免疫球蛋白,会与抗原结合形成沉淀团,被吞噬细胞消化分解,高温会破坏抗体(免疫球蛋白)的空间结构,使抗体失去生物活性(即生物学功能),所以无法与抗原结合,B不符合题意;硝化细菌是原核生物,其分裂过程为二分裂,与中心体无关,C符合题意;草履虫的纤毛会辅助运动,草履虫靠纤毛的摆动在水中旋转前进,还可帮助口沟摄食,D不符合题意。 2.(2023·江苏高考)细胞色素c是一种线粒体内膜蛋白,参与呼吸链中的电子传递,在不同物种间具有高度保守性。下列关于细胞色素c的叙述正确的是(　　) A.仅由C、H、O、N四种元素组成 B.是一种能催化ATP合成的蛋白质 C.是由多个氨基酸通过氢键连接而成的多聚体 D.不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据 【解析】选D。细胞色素c的组成元素有C、H、O、N、Fe和S,A错误;细胞色素c是一种线粒体内膜蛋白,参与呼吸链中的电子传递,但催化ATP合成的蛋白质是ATP合成酶,B错误;细胞色素c是由多个氨基酸通过肽键连接而成的多聚体,C错误;不同物种间细胞色素c的氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据,相似度越高,说明生物的亲缘关系越近,D正确。 3.(2023·海南高考)科学家将编码天然蜘蛛丝蛋白的基因导入家蚕,使其表达出一种特殊的复合纤维蛋白,该复合纤维蛋白的韧性优于天然蚕丝蛋白。下列有关该复合纤维蛋白的叙述,正确的是(　　) A.该蛋白的基本组成单位与天然蜘蛛丝蛋白的不同 B.该蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成 C.该蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应 D.高温可改变该蛋白的化学组成,从而改变其韧性 【解析】选B。该蛋白的基本组成单位是氨基酸,与天然蜘蛛丝蛋白的基本组成单位相同,A错误;该蛋白的肽链是由氨基酸经过脱水缩合反应形成的,相邻氨基酸之间是通过肽键连接而成的,B正确;该蛋白彻底水解的产物为氨基酸,不能与双缩脲试剂发生作用,无法产生紫色反应,C错误;高温可改变该蛋白的空间结构,改变其韧性,但不会改变其化学组成,D错误。 【加固训练】 (2025·宣城模拟)蛋白质是生命活动的主要承担者,生物体内不同类型的蛋白质行使不同的功能。下列相关叙述错误的是(　　) A.葡萄糖进入小肠上皮细胞需要借助载体蛋白,并消耗能量 B.某种蛋白与病原体结合,可抑制病原体对人体细胞的黏附 C.突触后膜上的受体蛋白,可特异性识别并结合神经递质 D.用胰蛋白酶处理生物膜,不会改变生物膜的选择透过性 【解析】选D。小肠上皮细胞吸收葡萄糖需借助膜上的载体蛋白,消耗能量,属于主动运输,A正确;体液免疫中抗体与病原体结合后可抑制病原体的繁殖或对人体细胞的黏附,B正确;位于突触后膜上的蛋白质,能识别并结合神经递质,神经递质与受体的结合具有特异性,C正确;用胰蛋白酶处理生物膜,膜上的蛋白质被水解,会改变生物膜的选择透过性,D错误。 【知识纵横】“归纳法”分析蛋白质的分布和功能 【从教材走向高考】 【体验高考　链接教材】 1.(2023·浙江6月高考)→(必修1 P32“概念检测”T4)我国科学家在世界上首次人工合成的结晶牛胰岛素,其化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同。结晶牛胰岛素的化学本质是(　　) A.糖类 B.脂质 C.蛋白质 D.核酸 【解析】选C。本题考查胰岛素的化学本质。胰岛素是胰岛B细胞合成并分泌的,是唯一一种能降低血糖的激素,其化学本质是蛋白质,而我国科学家在世界上首次人工合成的结晶牛胰岛素化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同,因此,结晶牛胰岛素的化学本质是蛋白质,C正确。 【深研教材　预测高考】 2.(必修1 P32拓展应用2改编)某种脑啡肽具有镇痛作用,可以作为药物来使用,它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。下列说法正确的是(　　) A.构成一个脑啡肽的氨基酸共有4种,称为四肽 B.形成该脑啡肽的过程脱下了4分子水,相对分子质量减少了72 C.脑啡肽可通过口服进入人体发挥作用 D.如果图中的氨基酸顺序发生了改变,但种类未改变,它还具有脑啡肽的功能 【解析】选B。由题图可知,构成一个脑啡肽的氨基酸数目是5个,称为五肽,共有4种氨基酸参与脑啡肽构成,A错误;该过程是由5个氨基酸脱水缩合形成一条肽链,所以该过程脱下了5-1=4分子水,相对分子质量减少了4×18=72,B正确;由于脑啡肽的化学本质是蛋白质,口服后会被消化酶水解为氨基酸,故脑啡肽不能通过口服进入人体发挥作用,C错误;蛋白质的功能与组成蛋白质的氨基酸的数量、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构有关,所以当题图中氨基酸顺序发生改变时,它不再具有脑啡肽的功能,D错误。 - 3 - 学科网（北京）股份有限公司 $