第1单元 第3讲 蛋白质是生命活动的主要承担者(教参Word版)-【创新教程】2027年高考生物总复习大一轮讲义（单选）

该高中生物学讲义围绕蛋白质的结构、功能及相关计算核心考点，按氨基酸基础、结构层次与多样性、功能及计算的逻辑架构组织知识，通过必备知识复盘梳理基础，关键能力提升分层突破难点，真题研析强化高考对接，体现复习教学的系统性和针对性。 资料突出生命观念、科学思维与态度责任培养，如通过氨基酸结构通式分析建立生命物质性观点，结合牛胰岛素合成案例理解结构与功能关系，相关计算培养逻辑思维。设置分层练习与真题训练，保障有限时间内高效复习，助力学生提升应考能力，为教师把控复习节奏提供指导。

第3讲　蛋白质是生命活动的主要承担者 知识体系——定内容 核心素养——定能力 生命 观念 通过对氨基酸的结构和脱水缩合过程的分析，建立起生命的物质性观点 科学 思维 通过对蛋白质形成过程的相关计算，培养逻辑思维能力和学科间知识的综合应用能力 社会 责任 通过对蛋白质与人体健康及在疾病治疗等方面的应用问题分析，培养学生关注科技发展，获取信息、应用信息解决实际问题的能力 考点1　蛋白质的结构和功能 [必备知识·复盘] 1．蛋白质的基本组成单位——氨基酸 (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HNHCHRCOOH。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。 (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)。 2．蛋白质的结构 (1)氨基酸的脱水缩合 (2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例) (3)蛋白质结构多样性的原因 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。 3．蛋白质的功能(连线) 1．蛋白质变性可导致部分肽键断裂。(2023·湖北卷，1A)(×) 2．食物中搭配奶制品和大豆制品等，可补充人体的必需氨基酸。(2025·贵州卷，1B)(√) 3．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病原体。(√) 4．蛋白质是生物体内重要的储能物质。(×) 1．(必修1 P30“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1 P31“相关信息”)引起囊性纤维化、阿尔茨海默病、帕金森病的蛋白质发生了怎样的改变？ 答案：与人体细胞内肽链的折叠错误有关。 3．(情景探究) 世界上第一个人工合成蛋白质的诞生 牛胰岛素是由17种、51个氨基酸形成的两条肽链组成的蛋白质。1953年英国科学家桑格测得了牛胰岛素全部氨基酸的排列顺序，我国科学家经过7年的努力，终于在1965年完成了结晶牛胰岛素的合成，其具有和天然牛胰岛素一样的生物活性。 (1)牛胰岛素的β链含有30个、17种氨基酸，这条肽链形成过程脱去多少分子水？它的氨基酸排列顺序可能有多少种？ 答案：这个形成过程脱去29分子水。它的氨基酸排列顺序可能有1730种。 (2)人工合成的结晶牛胰岛素具有与天然胰岛素一样的生物活性，能不能说明蛋白质结构和功能的多样性？为什么？ 答案：不能。人工合成的结晶牛胰岛素具有特定的氨基酸顺序和特定的功能，反映的是蛋白质的特异性。 [关键能力·提升] ◆[提升点1]　围绕氨基酸的结构及种类，考查信息提取能力和分析能力　 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：：C　[组成蛋白质的基本元素是C、H、O、N，有的含有S，A错误；双缩脲试剂与蛋白质中的“—CO—NH—”结构发生紫色反应，从而鉴定蛋白质，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；必需氨基酸是人体不能合成而且是人体需要的氨基酸，因此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．牛奶、汉堡、鸡蛋等食物含有丰富的蛋白质，可以为人类提供丰富的营养。下列关于蛋白质的叙述，错误的是(　　) A．蛋白质是以碳链为骨架的生物大分子 B．肉类蛋白中的赖氨酸属于必需氨基酸 C．蛋白质是动物细胞中含量最多的化合物 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，每一个单体都是以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，蛋白质就是多聚体，是由许多个氨基酸连接而成的，因此蛋白质是以碳链为骨架的生物大分子，A正确；必需氨基酸指人(或其他脊椎动物)自己不能合成，需要从饮食中获得的氨基酸，肉类蛋白中的赖氨酸属于必需氨基酸，B正确；水是动物细胞中含量最多的化合物，蛋白质是动物细胞中含量最多的有机化合物，C错误；鸡蛋煮熟可使蛋白质发生热变性，肽链变得舒展易被消化酶消化，这样的变性蛋白质更易被胃肠道中的蛋白酶消化，有利于吸收，因此熟鸡蛋比生鸡蛋更易消化，D正确。] ◆[提升点2]　通过蛋白质的结构和功能考查综合分析和应用能力　 3．(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：：A　[蛋白质的变性作用主要是由于蛋白质分子内部的结构被破坏，天然蛋白质的空间结构是通过氢键等次级键维持的，而变性后次级键被破坏，A错误；球状蛋白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，说明外侧主要是极性基团，可溶于水，不易溶于乙醇，B正确；加热变性的蛋白质空间结构发生改变，该空间结构改变不可逆，不能恢复原有的结构和性质，C正确；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。] 考点2　蛋白质的相关计算 [必备知识·复盘] 1．利用蛋白质形成的结构图解进行计算 (1)氨基数和羧基数的计算 ①氨基数＝肽链数＋R基中的氨基数＝氨基酸中所有的氨基数－肽键数。 ②羧基数＝肽链数＋R基中的羧基数＝氨基酸中所有的羧基数－肽键数。 (2)肽键数、脱去水分子数和蛋白质相对分子质量的计算。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条链状多肽时： 形成 肽链数 形成 肽键数 脱去水 分子数 氨基 数目 羧基 数目 蛋白质相对 分子质量 1 n－1 n－1 至少 1个 至少 1个 na－18 (n－1) m n－m n－m 至少 m个 至少 m个 na－18 (n－m) 2.利用原子守恒法进行蛋白质的计算 (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基中各原子数分别加上结构通式中C、H、O、N原子数。 ①已知氨基酸分子式，推测R基的组成：如某氨基酸分子式为C6H14O2N2，则R基为—C4H10N。 ②已知R基，写出氨基酸的分子式：丙氨酸的R基为—CH3，则丙氨酸的分子式为C3H7O2N。 (2)脱水缩合形成多肽时的相关计算 在脱水缩合形成多肽时，失去部分氢、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。相关数量关系如下： ①碳原子数＝氨基酸数×2＋R基上的碳原子数。 ②氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。 ③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的氧原子数。 ④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)“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游离—NH2或—COOH数＝肽链数＋R基中的—NH2或—COOH数(环肽中主链上无游离的氨基或羧基)。 3．多肽种类的推算方法 多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。对于氨基酸数目相同的多肽来说，则取决于氨基酸的种类和排列顺序。可以借助下面的示意图来理解(代表要安放的氨基酸的位置)。 (1)假若有n种氨基酸形成一个三肽，那么形成三肽的种类为： n N n 即n3种。 (2)假若n种氨基酸形成一个m肽，则形成的多肽种类有nm种。 (3)假若有n种氨基酸形成一个三肽，且每种氨基酸只有一个，则形成三肽的种类为： n n－1 n－2 即n×(n－1)×(n－2)种。 1．将人胰岛素A链上1个天冬氨酸替换为甘氨酸，B链末端增加2个精氨酸，可制备出一种人工长效胰岛素。该胰岛素比人胰岛素多2个肽键。(√) 2．数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链。(√) 3．二肽是由两个氨基酸分子脱水缩合形成的化合物，含有2个肽键。(×) [关键能力·提升] ◆[提升点]　结合蛋白质的相关计算，考查科学思维能力　 1．多肽有链状的，也有环状的。下列有关说法不正确的是(　　) 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化为18n C．多肽能盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子 D．将环状n肽彻底水解需要破坏的肽键数量为(n－1)个 解析：：D　[环状n肽含有n个肽键，因此，将环状n肽彻底水解需要破坏的肽键数量为n个，D错误。] 2．如图为一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子，其中“—S—S—”是将两条肽链连接起来的二硫键(由两个—SH形成，即—SH＋—SH→—S—S—＋2H)。下列叙述正确的是(　　) 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 C．参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有200个氨基 D．合成该蛋白质的过程中，其相对分子质量减少了3 568 解析：：D　[该蛋白质分子含有3条肽链并且乙和丙这2条肽链间有一个肽键，所以链内肽键数＝氨基酸数－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)，A错误；该蛋白质中含有3条肽链，至少含有3个游离的氨基，B错误；图中1条肽链的R基上的氨基与另一条肽链的R基上的羧基反应形成了一个肽键，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，并形成2个二硫键，所以合成该蛋白质时相对分子质量减少198×18＋2×2＝3 568，D正确。] [真题研析]——浸润素养 [例]　 (2025·全国卷)蛋白质是结构和功能多样的生物大分子。下列叙述错误的是(　　) 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 C．用乙醇等有机溶剂处理可使蛋白质发生变性 D．利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质 [关键信息点] ① 蛋白质是结构和功能多样的生物大分子 ② 二硫键是形成蛋白质空间结构的作用力 解析：：A　[二硫键是连接不同半胱氨酸残基的化学键，属于蛋白质一级结构的一部分。若二硫键断裂，会破坏蛋白质的空间结构，导致其功能丧失，A错误；蛋白质的功能依赖其特定的空间结构，若空间结构改变(如高温、强酸强碱导致的变性)，其功能通常也会受到影响，B正确；乙醇等有机溶剂可破坏蛋白质分子中的氢键，导致其空间结构改变而变性，C正确；蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或合成一种新的蛋白质，因此利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质，D正确。] [真题品悟]——厚积素养 [考向1]　蛋白质的结构　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．(2025·浙江6月卷)下列参与细胞生命活动的物质中，由氨基酸组成的是(　　) A．胶原蛋白　　　　　　　 B．纤维素 C．RNA D．DNA 解析：：A　[胶原蛋白属于蛋白质，其基本组成单位是氨基酸，A正确；纤维素属于多糖，由葡萄糖连接而成，B错误；RNA属于核酸，由核糖核苷酸组成，C错误；DNA属于核酸，由脱氧核糖核苷酸组成，D错误。] 2．(2023·湖南卷)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：：A　[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中有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。] 3．(2025·四川卷)真核细胞的核孔含有多种蛋白质，这些蛋白质的主要区别是(　　) 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 解析：：C　[蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸的基本元素是C、H、O、N，真核细胞的核孔含有多种蛋白质，这些蛋白质的基本组成元素相同，A错误；单体连接方式相同，均是氨基酸之间脱水缩合形成肽键连接，B错误；不同的蛋白质功能不同，结构与功能相适应，因此这些蛋白质的肽链盘曲折叠形成的空间结构不同，C正确；真核生物核孔蛋白质均属于胞内蛋白，合成加工场所相同，均在核糖体，D错误。] [考向2]　蛋白质的功能　 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(　　) 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：：D　[大豆油为植物油，含有不饱和脂肪酸，熔点较低，室温时呈液态，A正确；大豆中的蛋白质、脂肪和淀粉均可在人体内分解并产生能量，B正确；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；脂肪只含有碳、氢、氧3种元素，没有磷元素，D错误。] 学科网（北京）股份有限公司 $