第一章 第3讲 蛋白质是生命活动的主要承担者（配套教参）-【创新教程】2027年高考生物总复习大一轮讲义（人教版）

高考总复习生物学 第3讲 蛋白质是生命活动的主要承担者 构建体系素养建模 对应学生P13 网络构建素养呈现 知识体系 定内容 核心素养一定能力 →结构物质 构成 +细胞和生物体 生命 通过对氨基酸的结构和脱水缩合过程的分析，建立起 功能 免疫作用抗体 观念 生命的物质性观点 生命活动的土 其他功能调节作用 胰岛素 功能 运输作用 血红蛋白← 多样性 决定 催化作用 科学 通过对蛋白质形成过程的相关计算，培养逻辑思维能 →元素组成：C、H、0、NS、SC) 承担 组成 HN-C-COOH 思维 力和学科间知识的综合应用能力 →基本单位： 氨基酸 种类、数目 →结构 ↓脱水缩合 →化学结构： 肽链→氨基酸排序 结构 通过对蛋白质与人体健康及在疾病治疗等方面的应用 多样性 社会 盘曲折叠 责任 问题分析，培养学生关注科技发展，获取信息、应用信 →空间结构 蛋白质 →空间结构 息解决实际问题的能力 研析考点，层级突破 对应学生P13 透析考点素养培育 考点1蛋白质的结构和功能 [必备知识·复盘] (4)组成蛋白质的氨基酸的种类： 教材夯实 ①组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其区别为R 1.蛋白质的基本组成单位—一氨基酸 基的不同。 ②根据人体细胞能否合成分类：人体细胞不能合 H ① -OH 成的是必需氨基酸（共8种）：人体细胞能合成的 H2N- OH CH 是非必需氨基酸（共13种）。 CH ④ CH:CH ② 2.蛋白质的结构 缬氨酸 丙氨酸 (1)氨基酸的脱水缩合 H H H2N一CH-C-OH H,N- OH+H-N-C-COOH→ CH2 CH3-S-(CH2)2- -C-C-OH H R SeH NH 游离氢基 游离羧基 硒代半胱氨酸 甲硫氨酸 H2O+H2N- N- COOH (1)写出图中序号代表的结构名称。 ①为氨基；②和④为R基；③为羧基。 (2)据上图可知氨基酸共有的元素是C、H、O、N,有的 b 还含有S、Se等元素。 生理过程 脱水缩合 加热或盐析时该化学 (3)比较图中几种氨基酸，写出氨基酸分子的结构通 a.肽键 ,健不会断开 字母代表 b.二肽 式H OH。 其特点是：从数量上 H:来自R,所在氨基酸的羧基 H,O中原子的来源 和R,所在氨基酸的氨基 看，至少有一个氨基和一个羧基；从位置上看，都 O:来白R,所在氨基酸的羧基 有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 多肽中游离的氨基或羧基一至少各一个 ·14。 第一单元走近细胞和组成细胞的分子 (2)蛋白质的结构层次（以血红蛋白为例） 素养培优当 1.（必修1P,“与社会的联系”)评价蛋白质营养价值 的依据是什么？ 答案：必需氨基酸的种类与含量。 2.(必修1P1“相关信息”)引起囊性纤维化、阿尔茨 氨基酸之 一条肽链的这条肽链进四条肽链聚 海默病、帕金森病的蛋白质发生了怎样的改变？ 间脱水缩特定区域进 一步盘绕形集在一起形 合形成肽行有规律的成一定的空成复杂的空 答案：与人体细胞内肽链的折叠错误有关。 链 盘曲、折叠间结构 间结构 3.(情景探究) 世界上第一个人工合成蛋白质的诞生 (3)蛋白质结构多样性的原因 牛胰岛素是由17种、51个氨基酸形成的两条肽链 0-○00 口□□ 组成的蛋白质。1953年英国科学家桑格测得了牛 口□口□ 口□口口 胰岛素全部氨基酸的排列顺序，我国科学家经过7 氨基酸的种类不 氨基酸的数目不 年的努力，终于在1965年完成了结晶牛胰岛素的 同，构成的肽链 蛋白质 同，构成的肽链 不同 结构多 合成，其具有和天然牛胰岛素一样的生物活性。 不同 样性 (1)牛胰岛素的3链含有30个、17种氨基酸，这条 O口□-0 92o 肽链形成过程脱去多少分子水？它的氨基酸排列 □00□ Q 顺序可能有多少种？ 氨基酸的排列顺 肽链的盘曲、折叠 答案：这个形成过程脱去29分子水。它的氨基酸 序不同，构成的 方式及其形成的空 排列顺序可能有170种。 肽链不同 间结构不同，构成 (2)人工合成的结晶牛胰岛素具有与天然胰岛素一 的蛋白质不同 样的生物活性，能不能说明蛋白质结构和功能的多 易错警示 样性？为什么？ 不同生物及同一生物不同细胞中蛋白质不同的 答案：不能。人工合成的结晶牛胰岛素具有特定的 原因 氨基酸顺序和特定的功能，反映的是蛋白质的特 异性。 (1)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。 [关键能力·提升] (2)不同生物蛋白质不同的根本原因是DNA(基 ◆[提升点1]围绕氨基酸的结构及种类，考查信息 因或遗传信息)的特异性。 提取能力和分析能力 3.蛋白质的功能（连线）》 1.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 功能 物质 4 氨基酸的叙述，正确的是 ①细胞的结构物质、 a.血红蛋白、载体蛋白 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 ②催化作用 、少数酶 b.绝大多数酶广是RWA C.必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值 ③运输功能 c.肌肉、头发中的蛋白质 的重要指标 ④信息传递和调节 d抗体、细胞因子 D.通过检测氨基酸的种类可鉴定区分不同种类的 作用 花卉 e.胰岛素、生长激素等 解析：C[组成蛋白质的基本元素是C、H、O、N, ⑤免疫功能 蛋白质类激素 有的含有S,A错误；双缩脲试剂与蛋白质中的 教考衔接 “CO一NH一”结构发生紫色反应，从而鉴定蛋白 1.蛋白质变性可导致部分肽键断裂 质，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 (2023·湖北卷，1A)(×) 基酸是人体不能合成而且是人体需要的氨基酸，因 2.食物中搭配奶制品和大豆制品等，可补充人体的必 此必需氨基酸只能从食物中获得，故必需氨基酸的 需氨基酸。 (2025·贵州卷，1B)(/) 种类和含量是评价食物营养价值的重要指标，C正 3.高温可破坏病原体蛋白质的空间结构，煮沸处理餐 确；通过检测氨基酸的种类不能鉴定区分不同种类 具可杀死病原体。 (/) 的花卉，因为氨基酸不具有种类的特异性， 4.蛋白质是生物体内重要的储能物质。 (×) D错误。] ·15. 高考总复习生物学 2.牛奶、汉堡、鸡蛋等食物含有丰富的蛋白质，可以为 ◆[提升点2]通过蛋白质的结构和功能考查综合 人类提供丰富的营养。下列关于蛋白质的叙述，错 分析和应用能力 误的是 3.(2023·湖北高考)球状蛋白分子空间结构为外圆 A.蛋白质是以碳链为骨架的生物大分子 中空，氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而 B.肉类蛋白中的赖氨酸属于必需氨基酸 非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后，会出现生 C,蛋白质是动物细胞中含量最多的化合物 物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述 错误的是 ) D.煮熟后鸡蛋中的蛋白质更容易被人体消化 解析：C[单体是生物大分子的基本组成单位，每 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 一个单体都是以若干个相连的碳原子构成的碳链 C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质 为基本骨架，蛋白质就是多聚体，是由许多个氨基 D.变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏 酸连接而成的，因此蛋白质是以碳链为骨架的生物 解析：A[蛋白质的变性作用主要是由于蛋白质 大分子，A正确；必需氨基酸指人（或其他脊椎动 分子内部的结构被破坏，天然蛋白质的空间结构是 物)自己不能合成，需要从饮食中获得的氨基酸，肉 通过氢键等次级键维持的，而变性后次级键被破 类蛋白中的赖氨酸属于必需氨基酸，B正确；水是 坏，A错误；球状蛋白氨基酸侧链极性基团分布在 动物细胞中含量最多的化合物，蛋白质是动物细胞 分子的外侧，而非极性基团分布在内侧，说明外侧 中含量最多的有机化合物，C错误；鸡蛋煮熟可使 主要是极性基团，可溶于水，不易溶于乙醇，B正 蛋白质发生热变性，肽链变得舒展易被消化酶消 确：加热变性的蛋白质空间结构发生改变，该空间 化，这样的变性蛋白质更易被胃肠道中的蛋白酶消 结构改变不可逆，不能恢复原有的结构和性质， 化，有利于吸收，因此熟鸡蛋比生鸡蛋更易消化， C正确；变性后空间结构改变，导致一系列理化性 D正确。] 质变化，生物活性丧失，D正确。] 考点2 蛋白质的相关计算 [必备知识·复盘] 2.利用原子守恒法进行蛋白质的计算 教材夯实 (1)氨基酸分子式的推算方法 氨基酸分子式中各原子数等于R基中各原子数分 1.利用蛋白质形成的结构图解进行计算 别加上结构通式中C、H、O、N原子数。 R 肽键 凡2肽键 B-1肽健 R ①已知氨基酸分子式，推测R基的组成：如某氨基 HN-C+CONH+-C+-CONH-..-C+CONH-C-COOH 酸分子式为C6H14O2N2,则R基为一C4HoN。 少 冬 H ②己知R基，写出氨基酸的分子式：丙氨酸的R (1)氨基数和羧基数的计算 基为一CH3,则丙氨酸的分子式为C3H,O2N。 ①氨基数=肽链数十R基中的氨基数=氨基酸中 (2)脱水缩合形成多肽时的相关计算 所有的氨基数一肽键数。 在脱水缩合形成多肽时，失去部分氢、氧原子，但 ②羧基数=肽链数十R基中的羧基数=氨基酸中 是碳原子、氮原子的数目不会减少。相关数量关 所有的羧基数一肽键数。 系如下： (2)肽键数、脱去水分子数和蛋白质相对分子质量的 ①碳原子数=氨基酸数×2十R基上的碳原子数。 计算。假设氨基酸的平均相对分子质量为a,由n ②氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数一脱去的 个氨基酸分别形成1条链状多肽或m条链状 水分子数×2。 多肽时： ③氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数一脱去的水 形成 形成脱去水氨基羧基蛋白质相对 分子数=肽键数十2×肽链数十R基上的氧原子数。 肽链数肽键数分子数数目数目 分子质量 ④氮原子数=肽链数十肽键数十R基上的氮原子 至少：至少 na-18 数=各氨基酸中氮原子的总数。 1 n n-1 1个1个 (n-1) (3)“公式法”计算蛋白质相对分子质量 至少至少 na-18 ①无二硫键时：蛋白质相对分子质量=氨基酸数 m n-m :m个m个 (n-m) 目×氨基酸平均相对分子质量一脱去的水分子数×18。 16 第一单元走近细胞和组成细胞的分子 ②有二硫键（一SS)时：蛋白质相对分子质量 [关键能力·提升] =氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量一脱去 的水分子数×18一二硫键数目×2。因为每形成 ◆[提升点]结合蛋白质的相关计算，考查科学思维 一个二硫键脱去两个氢。 能力 1.多肽有链状的，也有环状的。下列有关说法不正确 HS HS 的是 HS A.一条链状多肽至少含有1个氨基和1个羧基 B.n个氨基酸形成环状多肽时相对分子质量的变 HS 化为18n ③游离一NH2或一COOH数=肽链数+R基中 C.多肽能盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白 的一NH2或一COOH数（环肽中主链上无游离的 质分子 氨基或羧基)。 D.将环状n肽彻底水解需要破坏的肽键数量为 (n-1)个 3.多肽种类的推算方法 解析：D[环状n肽含有n个肽键，因此，将环状n 多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺 肽彻底水解需要破坏的肽键数量为n个，D错误。] 序。对于氨基酸数目相同的多肽来说，则取决于氨 2.如图为一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子，其 基酸的种类和排列顺序。可以借助下面的示意图 中“一S一S一”是将两条肽链连接起来的二硫键（由两 来理解（代表要安放的氨基酸的位置）。 个-SH形成，即-SH+一SH→一S-S-+2H). 下列叙述正确的是 ) (1)假若有n种氨基酸形成一个三肽，那么形成三肽 甲 的种类为： 乙 丙 即n3种。 一NH-CO (2)假若n种氨基酸形成一个n肽，则形成的多肽种 A.该分子中含有197个肽键 B.该蛋白质中至少含有2个游离的氨基 类有nm种。 C.参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有200 (3)假若有n种氨基酸形成一个三肽，且每种氨基酸 个氨基 只有一个，则形成三肽的种类为： D.合成该蛋白质的过程中，其相对分子质量减少 了3568 n n-1n-2 解析：D[该蛋白质分子含有3条肽链并且乙和丙 即nX(n-1)×(n-2)种。 这2条肽链间有一个肽键，所以链内肽键数=氨基 教考衔接 酸数-肽链数=200-3=197（个），链间肽键1个， 该蛋白质分子共有肽键数=197+1=198（个）， 1.将人胰岛素A链上1个天冬氨酸替换为甘氨酸， A错误；该蛋白质中含有3条肽链，至少含有3个 B链末端增加2个精氨酸，可制备出一种人工长效 游离的氨基，B错误；图中1条肽链的R基上的氨 胰岛素。该胰岛素比人胰岛素多2个肽键。（√） 基与另一条肽链的R基上的羧基反应形成了一个 2.数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链。 肽键，因此在这200个氨基酸中，至少含有201个 氨基和201个羧基，C错误；200个氨基酸经脱水缩 () 合形成该蛋白质时脱去的水分子数为198个，并形 3.二肽是由两个氨基酸分子脱水缩合形成的化合物， 成2个二硫键，所以合成该蛋白质时相对分子质量 含有2个肽键」 (×) 减少198×18十2×2=3568，D正确。] 真题考法>素养演练 对应学生P16 感悟高考素养提升 [真题研析]一浸润素养 [关键信息点] [例](2025·全国卷)蛋白质是结构和功能多样的 ①蛋白质是结构和功能多样的生物大分子 生物大分子。下列叙述错误的是 ② 二硫键是形成蛋白质空间结构的作用力 A.二硫键的断裂不会改变蛋白质的空间结构 B.改变蛋白质的空间结构可能会影响其功能 解析：A[二硫键是连接不同半胱氨酸残基的化 C.用乙醇等有机溶剂处理可使蛋白质发生变性 学键，属于蛋白质一级结构的一部分。若二硫键断 D.利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋 裂，会破坏蛋白质的空间结构，导致其功能丧失， 白质 A错误；蛋白质的功能依赖其特定的空间结构，若 ·17· 高考总复习生物学 空间结构改变（如高温、强酸强碱导致的变性），其 成过程中都有水的产生，B正确：帝企鹅蛋孵化过 功能通常也会受到影响，B正确；乙醇等有机溶剂 程涉及基因的选择性表达，故帝企鹅蛋孵化过程中 可破坏蛋白质分子中的氢键，导致其空间结构改变 有mRNA和蛋白质种类的变化，C正确；脂肪是良 而变性，C正确；蛋白质工程是指以蛋白质分子的 好的储能物质，雄帝企鹅孵蛋期间不进食，主要靠 结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改 消耗体内脂肪以供能，D正确。] 造或合成基因，来改造现有蛋白质，或合成一种新 3.(2025·四川卷)真核细胞的核孔含有多种蛋白质， 的蛋白质，因此利用蛋白质工程可获得氨基酸序列 这些蛋白质的主要区别是 改变的蛋白质，D正确。] A.基本组成元素不同B.单体连接方式不同 C.肽链空间结构不同D.合成加工场所不同 [真题品悟]一厚积素养 解析：C[蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸的 [考向1门蛋自质的结构 基本元素是C、H,O、N,真核细胞的核孔含有多种 1.(2025·浙江6月卷)下列参与细胞生命活动的物 蛋白质，这些蛋白质的基本组成元素相同，A错误； 质中，由氨基酸组成的是 单体连接方式相同，均是氨基酸之间脱水缩合形成 A.胶原蛋白 B.纤维素 肽键连接，B错误；不同的蛋白质功能不同，结构与功 C.RNA D.DNA 能相适应，因此这些蛋白质的肽链盘曲折叠形成的空 解析：A[胶原蛋白属于蛋白质，其基本组成单位 间结构不同，C正确；真核生物核孔蛋白质均属于胞内 是氨基酸，A正确；纤维素属于多糖，由葡萄糖连接 蛋白，合成加工场所相同，均在核糖体，D错误。] 而成，B错误；RNA属于核酸，由核糖核苷酸组成， [考向2]蛋白质的功能 C错误；DNA属于核酸，由脱氧核糖核苷酸组成， 4.(2024·新课标卷，1)大豆是我国重要的粮食作物。 下列叙述错误的是 D错误。] A大豆油含有不饱和脂肪酸，熔点较低，室温时呈 2.(2023·湖南卷)南极雕帝企鹅产蛋后，由雄帝企鹅 液态 负责孵蛋，孵蛋期间不进食。下列叙述错误的是 B.大豆的蛋白质、脂肪和淀粉可在人体内分解产生 ( 能量 A.帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数高于 C.大豆中的蛋白质含有人体细胞不能合成的必需 C元素 氨基酸 B.帝企鹅的核酸、多糖和蛋白质合成过程中都有水 D.大豆中的脂肪和磷脂均含有碳、氢、氧、磷4种元素 的产生 解析：D[大豆油为植物油，含有不饱和脂肪酸， C.帝企鹅蛋孵化过程中有mRNA和蛋白质种类的 熔点较低，室温时呈液态，A正确；大豆中的蛋白 变化 质、脂肪和淀粉均可在人体内分解并产生能量， D.雄帝企鹅孵蛋期间主要靠消耗体内脂肪以供能 B正确；大豆中的蛋白质含有人体细胞不能合成的 解析：A[帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量 必需氨基酸，C正确；脂肪只含有碳、氢、氧3种元 分数低于C元素，A错误；核酸、多糖、蛋白质的合 素，没有磷元素，D错误。] 第4讲 核酸是遗传信息的携带者 构建体系>素养建模 对应学生P17 网络构建素养呈现 知识体系 一定内容 核心素养一定能力 C、H、O、N、P 生命 运用结构与功能观分析核酸的结构功能 观念 磷酸、五碳糖、含氮碱基 脱氧核糖核苷酸(4种)） 核糖核苷酸（4种) 科学 通过对生物大分子构成的分析，培养逻辑思维能 思维 力和综合分析能力 脱氧核糖核酸(DNA)】 核糖核酸(RNA) 功能 携带遗传信息的物质，在生物体遗传、变异和社会 通过分析DNA指纹技术的应用，培养学生关注 蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用 责任 科技发展，关注社会的责任意识 ·18