第1单元 第4讲 蛋白质是生命活动的主要承担者（教师用书Word）-【正禾一本通】2026年新高考生物高三一轮总复习高效讲义（人教版 不定项）

该高中生物学讲义紧扣“蛋白质是生命活动的主要承担者”高考核心考点，涵盖氨基酸结构与种类、蛋白质结构与功能及相关计算三大模块，依据课标要求构建“考点梳理-正误辨析-分层例题-真题演练”复习体系，系统衔接知识内在逻辑，助力学生突破难点。 资料融合生命观念（结构与功能观）和科学思维（计算推理），设计“正误辨析纠正氨基酸判断误区”“计算类型分层次突破（肽键数、原子数等）”等活动，结合高考真题强化实战，高效提升学生解题能力，为教师提供精准复习框架，把控备考节奏。

第4讲　蛋白质是生命活动的主要承担者 【课标要求】阐明蛋白质通常由21种氨基酸组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成。 考点一　氨基酸的结构和种类 (1)写出图中序号代表的结构名称 ①：氨基；②和④：R基；③：羧基。 (2)据上图可知氨基酸共有的元素是C、H、O、N，有的还含有S、Se等元素。 (3)比较图中几种氨基酸，写出氨基酸分子的结构通式：。其特点是：从数量上看，至少有一个氨基和一个羧基；从位置上看，都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 [深挖教材](必修1 P29“图2­9”)氨基酸分子结构通式 　 (4)组成蛋白质的氨基酸的种类 ①组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其区别为R基的不同。 ②根据人体细胞能否合成分类：人体细胞不能合成的是必需氨基酸(共8种)；人体细胞能合成的是非必需氨基酸(共13种)。 【正误辨析】　//////////////////////////// (1)具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。(×) 提示：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)组成荧光蛋白的各种氨基酸之间的差异主要是其空间结构不同。(×) 提示：氨基酸没有空间结构，各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。 (3)—SH存在于氨基酸的R基或其他基团上。(×) 提示：—SH只能存在于氨基酸的R基上。 1.(2024·四川成都模拟)食用花卉是一类富含氨基酸且有利于人体氨基酸营养平衡的天然绿色食品。下列有关食用花卉中氨基酸的叙述，正确的是(　　) A.各种氨基酸都含有元素C、H、O、N、S B.食用花卉中的氨基酸可以用双缩脲试剂来检测 C.必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标 D.通过检测氨基酸的种类可鉴定区分不同种类的花卉 解析：选C。组成蛋白质的基本元素是C、H、O、N，有的含有S，A错误；双缩脲试剂与肽键发生紫色反应，而氨基酸中不含此结构，因而食用花卉中的氨基酸不可以用双缩脲试剂来检测，B错误；必需氨基酸只能从食物中获得，故必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标，C正确；通过检测氨基酸的种类不能鉴定区分不同种类的花卉，因为氨基酸不具有种类的特异性，D错误。 2.(多选)苯丙氨酸(C9H11NO2)是一种必需氨基酸，其在体内可转化为其他氨基酸或者参与合成蛋白质等。下列关于组成蛋白质的氨基酸的叙述，错误的是(　　) A.苯丙氨酸的结构中只含有1个氨基和1个羧基 B.苯丙氨酸与其他氨基酸之间的区别在于R基的不同 C.苯丙氨酸与不同的氨基酸之间的脱水缩合方式不同 D.在机体细胞中，苯丙氨酸可能由其他氨基酸转化而来 解析：选CD。苯丙氨酸的分子式为C9H11NO2，说明其结构中只含有1个氨基(—NH2)和1个羧基(—COOH)，A正确；组成蛋白质的氨基酸根据R基不同分为21种，苯丙氨酸与其他氨基酸之间的区别在于R基的不同，B正确；氨基酸之间的脱水缩合方式相同，均为氨基脱去一个氢，羧基脱去一个羟基，形成一分子水，C错误；苯丙氨酸是一种必需氨基酸，不能由其他氨基酸转化而来，D错误。 考点二　蛋白质的结构和功能 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.氨基酸的脱水缩合 (1)a：肽键，b：二肽。 (2)H2O中H来源于R1所在氨基酸的羧基和R2所在氨基酸的氨基，O来源于R1所在氨基酸的羧基。 (3)多肽中至少有一个游离的氨基或羧基。 2.蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例) [深挖教材](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。 3.蛋白质结构和功能的多样性 [提醒]　不同生物及同一生物不同细胞中蛋白质不同的原因 ①同一生物不同细胞中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。 ②不同生物蛋白质不同的根本原因是DNA(基因或遗传信息)的特异性。 【正误辨析】　//////////////////////////// (1)胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中。(×) 提示：胶原蛋白的氮元素主要存在于“—CO—NH—”结构中。 (2)组成蛋白质的氨基酸之间可按照不同的方式脱水缩合。(×) 提示：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。 (3)蛋白质变性后不可与双缩脲试剂发生反应。(×) 提示：蛋白质变性后仍可与双缩脲试剂反应，因为蛋白质变性后空间结构改变，并没有破坏氨基酸之间的肽键。 蛋类营养丰富，蛋清中的营养素主要是蛋白质，不但含有人体所需要的必需氨基酸，且氨基酸组成与人体组成模式接近，是食物中最理想的优质蛋白质，蛋清也是核黄素的良好来源。蛋黄比蛋清含有更多种类的营养成分，钙、磷和铁等无机盐多集中于蛋黄，蛋黄还含有较多的维生素A、D、B1和B2。 (1)熟鸡蛋更容易消化的原因是什么？ 提示：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。 (2)蛋白质空间结构改变一定是蛋白质变性吗？举例说明。 提示：不一定。例如，细胞膜上的载体蛋白在转运物质过程中空间构象发生改变。 (3)人畜误食铜盐、汞盐、铅盐等重金属盐而中毒，你认为应采用怎样的措施解毒，为什么？ 提示：服用蛋清、牛奶或豆浆。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。 [深化理解]　蛋白质的水解、变性和盐析 (1)水解：蛋白质或者多肽中肽键断裂，分解为氨基酸的过程。与脱水缩合的过程相反，这个过程需要蛋白酶或者肽酶的催化。 (2)变性：蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。该过程中肽键不断裂。 (3)盐析：向蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可降低蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出的现象。这种物理变化可恢复。 1.(2024·山东淄博二模)泛素(Ub)是含有76个氨基酸残基的小分子蛋白质。研究发现，在真核细胞中存在一种由Ub介导的异常蛋白降解途径——泛素—蛋白酶体系统(UPS)：Ub依次经E1、E2和E3转交给异常蛋白，完成对异常蛋白的泛素化修饰，最终由蛋白酶体降解(如图)。下列说法错误的是(　　) A.蛋白质的泛素化过程需要消耗能量 B.蛋白质泛素化的特异性主要与E2有关 C.真核细胞中蛋白质的水解发生在UPS和溶酶体中 D.UPS中，蛋白酶体具有催化功能 解析：选B。据图可知，蛋白质的泛素化过程要消耗ATP，因此，蛋白质的泛素化过程需要消耗能量，A正确；异常蛋白的泛素化修饰过程特异性主要体现在对不同异常蛋白的作用，而对异常蛋白起作用的是E3，因此，蛋白质泛素化的特异性主要与E3有关，B错误；依题意，泛素—蛋白酶体系统(UPS)是真核细胞中一种异常蛋白降解途径，在真核细胞中，溶酶体也可以降解蛋白质，因此，真核细胞中蛋白质的水解发生在UPS和溶酶体中，C正确；据图可知，异常蛋白经泛素化修饰后转移至蛋白酶体后被降解成多肽，由此可知，在UPS中，蛋白酶体具有催化功能，D正确。 2.(多选)头发可以受环境因素影响而发生不同程度的损伤，其中烫发是常见因素之一。头发的主要成分是角蛋白，烫发时先用还原剂破坏肽链之间的二硫键(—S—S—)，使之被还原成游离的巯基(—SH)，易于变形；再用发夹和发卷将头发塑成一定的形状；最后用氧化剂在新位置形成二硫键，固定发型。下列叙述正确的是(　　) A.角蛋白属于结构蛋白，是构成细胞和生物体结构的重要物质 B.角蛋白变性可导致部分有关的化学键包括肽键、二硫键等断裂 C.在烫发过程中，角蛋白的相对分子质量先增加后减小 D.烫发后角蛋白无法恢复原有的空间结构，生活中应避免反复烫发 解析：选ACD。角蛋白是构成头发的主要成分，属于结构蛋白，是构成细胞和生物体结构的重要物质，A正确；烫发时先用还原剂破坏肽链之间的二硫键(—S—S—)，使之被还原成游离的巯基(—SH)，再用氧化剂在新位置形成二硫键，所以角蛋白变性可导致部分有关的化学键包括二硫键等断裂，但肽键不发生断裂，B错误；在烫发过程中，角蛋白的肽链之间的二硫键(—S—S—)先被还原成游离的巯基(—SH)，再用氧化剂在新位置形成二硫键，肽键数不变，相对分子质量先增加后减小，C正确；烫发后角蛋白的结构发生改变，无法恢复原有的空间结构，因此生活中应避免反复烫发，D正确。 考点三　蛋白质的相关计算 　　　　　　　　　　　　　　　　 类型1　蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去水分子数的关系 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条肽链或m条肽链，则： 肽链数目 1条 m条 氨基酸数 n n 肽键数目 n－1 n－m 脱去水分子数 n－1 n－m 氨基数目 至少1个 至少m个 羧基数目 至少1个 至少m个 多肽(蛋白质) 的相对分子质量 an－18× (n－1) an－18× (n－m) 【对点练】1.如图为牛胰岛素结构图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的。下列说法错误的是(　　) A.牛胰岛素由51个氨基酸构成，其中含有49个肽键 B.牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个—COOH C.牛胰岛素中至少含有的O原子个数为53个 D.从氨基酸形成牛胰岛素时，减少的相对分子质量为882 解析：选D。由题图可知牛胰岛素是由51个氨基酸形成的含有两条肽链的蛋白质，其分子中含有的肽键数＝氨基酸数－肽链数＝51－2＝49(个)，A正确；每条肽链至少有1个游离的—NH2和1个游离的—COOH，牛胰岛素有2条肽链，至少含有2个游离的—NH2和2个游离的—COOH，B正确；牛胰岛素中至少含有的O原子个数＝51－2＋4＝53(个)，C正确；从氨基酸形成牛胰岛素时，减少的相对分子质量＝(51－2)×18＋3×2＝888，D错误。 题后点击　有关蛋白质相对分子质量计算的提醒 计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分子的减少外，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—，由两个—SH脱H形成)时，要再减去2(两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。 类型2　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。 【对点练】2.(多选)(2024·山东滨州模拟)某十九肽含4个天冬氨酸(C4H7O4N)，分别位于第7、8、14、19位(如图所示)，且天冬氨酸的R基上有一个羧基。肽酶E1专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，肽酶E2专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键。下列相关叙述正确的是(　　) A.该十九肽含有18个肽键 B.该十九肽至少含有6个游离的羧基 C.肽酶E1完全作用于该十九肽后产生的多肽有七肽、六肽、四肽 D.肽酶E2完全作用于该十九肽，产生的多肽中的氧原子比该十九肽少了4个 解析：选AD。某十九肽是一条肽链，含有肽键数目为19－1＝18(个)，A正确；天冬氨酸的R基中含有一个羧基，根据图示该十九肽中的羧基数目至少为4＋1＝5(个)，B错误；根据题意可知，肽酶E1专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，因此肽酶E1作用于该十九肽后，可将该十九肽中的第7、8、14位右侧的肽键切断，产生的多肽有七肽、六肽、五肽，C错误；肽酶E2专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键，肽酶E2完全作用该多肽链后，会断开第7、8、14、19位左侧共四个肽键，消耗4个水分子，恢复原来的氨基和羧基，但其中的第7位和第19位天冬氨酸会脱离肽链，带走8个氧原子，这样产生的三条多肽中氧原子数目比十九肽少4个，D正确。 类型3　链状多肽中各原子数的计算 (1)氧原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。 (2)氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。 (3)R基中含氮数＝氮原子数－肽键数－肽链数。 (4)R基中含氧数＝氧原子数－肽键数－2×肽链数。 【对点练】3.(多选)已知某条肽链由88个氨基酸缩合而成，其中共有氨基6个，甲硫氨酸5个，且在肽链中的位置为3、25、56、78、82，甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS。以下叙述错误的是(　　) A.合成该多肽的氨基酸一定共有N原子94个 B.若去掉该多肽中的甲硫氨酸，生成的若干肽链中的肽键数目会减少10个 C.若去掉该多肽中的甲硫氨酸，生成的若干肽链中的氨基和羧基均分别增加5个 D.若去掉该多肽中的甲硫氨酸，生成的若干肽链中的O原子数目减少1个 解析：选AD。由题可知，该肽链含有88个氨基酸，共有6个氨基，则氨基酸R基上的氨基数为6－1＝5(个)，因此合成该多肽的氨基酸共有88＋5＝93个N原子，A错误；甲硫氨酸的位置是3、25、56、78、82，因此水解掉5个甲硫氨酸需要水解掉10个肽键，形成5个甲硫氨酸和6个短肽，因此肽键数目会减少10个，B正确；由于甲硫氨酸的R基中没有氨基和羧基，去掉甲硫氨酸后，形成6个短肽，肽链中的氨基数目增加5个，羧基数目增加5个，C正确；如果去掉该多肽中的甲硫氨酸，要消耗10分子水，O原子数目的减少数＝5个甲硫氨酸分子中的氧原子数－断裂5个甲硫氨酸共消耗的水分子数＝5×2－10＝0(个)，D错误。 　　　　　　　　　　　　　　　　　【高考真题·感悟试做】　　　　　　　　　　　　　　　　　 考向一　氨基酸的种类 1.(2024·新课标卷)大豆是我国重要的粮食作物。下列叙述错误的是(　　) A.大豆油含有不饱和脂肪酸，熔点较低，室温时呈液态 B.大豆的蛋白质、脂肪和淀粉可在人体内分解产生能量 C.大豆中的蛋白质含有人体细胞不能合成的必需氨基酸 D.大豆中的脂肪和磷脂均含有碳、氢、氧、磷4种元素 解析：选D。大豆油含有不饱和脂肪酸，熔点较低，室温时呈液态，A正确。人体中含有分解蛋白质、脂肪和淀粉的酶，大豆的蛋白质、脂肪和淀粉可在人体内被分解为氨基酸、甘油和脂肪酸、葡萄糖后再氧化分解，并产生能量，B正确。组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其中有8种是人体细胞不能合成的，必须从外界环境中获取，称为必需氨基酸。大豆中的蛋白质含有人体细胞不能合成的必需氨基酸，C正确。脂肪的组成元素是C、H、O，不含P，D错误。 考向二　蛋白质的结构和功能 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破坏 解析：选A。蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象，一般不会导致肽键断裂，A错误，D正确；球状蛋白多数可溶于水，不溶于乙醇，B正确；加热变性的蛋白质，其空间结构和性质的改变是不可逆的，因此加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质，C正确。 3.(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是一种膜蛋白，是由多个氨基酸通过肽键连接而成的多聚体，至少由C、H、O、N四种元素组成，A、C错误；细胞色素c参与呼吸链中的电子传递，不直接催化ATP合成，B错误；细胞色素c在不同物种间具有高度保守性，不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据，亲缘关系越近的生物，细胞色素c的差异越小，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $