2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 （Word学生用书）-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中生物必修一（人教版）

本高中生物学讲义聚焦“蛋白质是生命活动的主要承担者”，系统梳理氨基酸结构通式与特点、脱水缩合过程、蛋白质结构及功能多样性，构建从基本单位到功能的完整知识链，为学生提供清晰学习支架。 该资料通过“两看法”判断氨基酸、脱水缩合规律总结等培养科学思维，结合必需氨基酸与健康关系体现态度责任，结构与功能观贯穿生命观念。课中探究活动辅助教学，课后练习题助力学生查漏补缺，强化知识掌握。

第4节　蛋白质是生命活动的主要承担者 知识点一 主干梳理 1.（1）主要承担者　（2）细胞和生物体　催化作用　免疫作用 2.（1）21　（2）同一个碳原子 边角叩问 1.能否在人体内合成　必需氨基酸　非必需氨基酸 2.提示：必需氨基酸在人体细胞内不能合成，必须从食物中获得。 概念辨析 （1）×　提示：蛋白质不具有遗传功能。 （2）×　提示：氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，该碳原子上还连接一个H和一个侧链基团。 （3）×　提示：每种氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，也有可能有其他的氨基或羧基位于侧链基团，并未连在同一个碳原子上。 （4）×　提示：非必需氨基酸的定义是人体细胞可以合成的氨基酸而非“人不一定需要的氨基酸”。 重难探究 （1）　（2）—CH3、—CH2—SH、—（CH2）4—NH2、—CH2—COOH （3）提示：部分氨基酸分子中含有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基位于R基上。 （4）提示：不能。构成蛋白质的氨基酸不仅有氨基和羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 （5）①是　—NH2和—COOH连在同一个碳原子上 ②不是　—NH2和—COOH没连在同一个碳原子上 ③不是　没有—NH2 即学即练 1.B　氨基酸的特殊元素都在R基上，故硒代半胱氨酸的硒元素位于氨基酸的R基上，A正确；人体的必需氨基酸是指在人体内不能合成的氨基酸，硒代半胱氨酸存在于人体中，人体可合成，不属于必需氨基酸，吡咯赖氨酸只存在于甲烷菌中，属于必需氨基酸，B错误；氨基酸除了R基，其余部分包括中心碳原子和一个氨基、一个羧基、一个H，组成为C2H4O2N，吡咯赖氨酸的R基的分子式为C10H17N2O，则它的分子式是C12H21N3O3，C正确；氨基酸的种类和性质由R基决定，故硒代半胱氨酸和吡咯赖氨酸带电性质的差异是由二者的R基不同造成的，D正确。 2.B　组成蛋白质的氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，分子式为C2H4O2NR。根据题意知，缬氨酸的R基为—C3H7，因此缬氨酸的结构简式为C5H11O2N，因此一分子缬氨酸含有的C、H、O、N原子数依次为5、11、2、1，B正确。 知识点二 主干梳理 1.（1）脱水缩合　氨基　羧基　一分子水　（2）二肽　（3）肽键 （4）—H　—OH 2.（1）多个氨基酸　（2）链状 边角叩问 （1）2　3　（2）6 概念辨析 （1）×　提示：二肽中含有1个肽键。 （2）√ （3）×　提示：氨基酸脱水缩合生成的H2O中的H来源于氨基和羧基，O来源于羧基。 （4）×　提示：组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合方式都是相同的。 重难探究 （1）提示：二肽；1个；一。 （2）提示：n肽；（n－1）个肽键，（n－1）个水分子； 肽键数为（n－m）个，失去水分子数为（n－m）个。 肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链条数。 （3）提示：各1个；各m个。至少含有的游离氨基数或羧基数＝肽链条数。 （4）提示：na－18（n－1）；na－18（n－m）。 即学即练 1.B　肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数＝745－3＝742，游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数，因此至少含有游离的氨基数为3个，综上在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数、形成的肽键数目及至少含有游离的氨基数分别是742、742和3，B正确，A、C、D错误。 2.B　该化合物含有4个肽键，则含有5个氨基酸，A正确；这5个氨基酸的R基依次为—CH2—C6H5—OH、—H、—H、—CH2—C6H5、—CH2—CH（CH3）2，根据R基团可判断此多肽由4种氨基酸构成，B错误；该脑啡肽形成时脱去4个水分子，故完全水解也需要4个水分子参与，C正确；该化合物含有4个肽键，则在脱水缩合时脱去4个水分子，该化合物的相对分子质量比构成它的氨基酸相对分子质量总和小72，D正确。 知识点三 主干梳理 1.盘曲、折叠　一定的空间结构　复杂的空间结构 2.（1）①氨基酸种类、数目、排列顺序　②空间结构　（2）氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构 边角叩问 （1）空间构象　（2）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　（3）蛋白质变性 概念辨析 （1）×　提示：蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关。 （2）×　提示：高温破坏蛋白质的空间结构，不破坏肽键。 （3）×　提示：空间结构不同，蛋白质的结构也不同。 （4）√ 重难探究 （1）种类、数目、排列顺序　（2）肽链的数目和盘曲、折叠方式及其形成的空间结构 （3）提示：不一定相同。氨基酸的排列顺序或形成蛋白质的空间结构不一定相同。 即学即练 1.C　在所有蛋白质分子中，氨基酸通过脱水缩合形成肽链，组成肽链的化学元素有C、H、O、N等，氨基酸分子之间通过肽键连接；肽链通过盘曲、折叠形成有一定空间结构的蛋白质分子。每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，蛋白质功能的多样性与其结构的多样性有关。由于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，因此，蛋白质分子的结构极其多样，这就是细胞中蛋白质种类繁多的原因。综上分析可知，导致抗体和大多数酶（化学本质是蛋白质）的功能完全不同的原因是②③④⑥，A、B、D错误，C正确。 2.B　当β-巯基乙醇的使用浓度过高时，蛋白质A的二硫键断裂（—S—S—被还原成—SH），肽链伸展，说明蛋白质的功能由其空间结构决定，当空间结构改变时，功能也会随之变化，A正确；β-巯基乙醇的作用是还原二硫键（—S—S—断裂为—SH），仅改变蛋白质的空间结构，不改变元素组成，B错误；高温破坏蛋白质的空间结构（如氢键），导致不可逆变性，即使降温后结构也无法恢复，功能随之丧失，C正确；β-巯基乙醇仅还原二硫键，未破坏肽键，因此蛋白质的一级结构（氨基酸序列）未改变，D正确。 【随堂热练】 1.C　根据题意信息可知，乳铁蛋白是一种分泌型糖蛋白，其能携带Fe3＋共同进入细胞，起到了参与物质运输的作用，C正确，A、B、D错误。 2.B　蛋白质的基本组成单位均为氨基酸，无论是否经过人工改造，A正确；高温破坏蛋白质的空间结构（如氢键断裂），导致不可逆变性；但低温通常仅抑制其活性，不会破坏结构，因此低温下天然蛋白不会发生不可逆变性，B错误；蛋白质的稳定性由其结构决定，新型蛋白纤维的稳定性增强可能源于人工改造后的结构优化（如氢键增多或结构更紧密），C正确；肽链的盘曲折叠（如形成α螺旋、β折叠）依赖氨基酸残基间的氢键，氢键属于维持蛋白质空间结构的化学键，D正确。 3.B　这三种氨基酸的结构通式特点为每个氨基酸分子至少有一个氨基（—NH2），一个羧基（—COOH），而且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示，A正确；第二个氨基酸的R基中含有一个羧基，因此第二个氨基酸中含有一个氨基、两个羧基，B错误；氨基酸是蛋白质的基本组成单位，人体内构成蛋白质的氨基酸有21种，C正确；根据氨基酸的脱水缩合过程可知，图中三个氨基酸脱水缩合成三肽时形成2个肽键，D正确。 4.（1）3　氨基　（2）脱水缩合　570　（3）8　（4）氨基酸的数目、种类、排列顺序以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节　蛋白质是生命活动的主要承担者 1.归纳概括氨基酸的结构通式和特点，阐明氨基酸是蛋白质的基本组成单位。 2.分析蛋白质分子的结构多样性和功能多样性，举例说明蛋白质的结构是与功能相适应的。 3.说出氨基酸构成多肽链和蛋白质分子的过程。 4.阐明蛋白质是生命活动的主要承担者，认同蛋白质与人体营养、健康的关系。 知识点一　蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸 1.蛋白质的功能 （1）蛋白质是生命活动的　　　　　　。 （2） 2.蛋白质的基本组成单位——氨基酸 （1）氨基酸的种类：组成蛋白质的氨基酸有　　　　种。 （2）氨基酸的结构 提醒：单独书写氨基酸的氨基或羧基的化学基团时，前面的横线代表化学键，不要漏掉。 1.（教材P30“与社会的联系”）人体内的必需氨基酸和非必需氨基酸划分的依据是　　　　　　　　　　　　，人体细胞不能合成的，必须从外界环境中获取的氨基酸是　　　　　　；人体细胞能够合成的氨基酸是　　　　　　　　。 2.（教材P32“拓展应用”3）在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量，请分析原因。 （1）蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能。（　　） （2）具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。（　　） （3）氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上。（　　） （4）非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸。（　　） 探究　氨基酸的结构 氨基酸是组成蛋白质的基本单位，从蛋白质水解产物中分解出来的氨基酸有21种，如图为四种氨基酸的结构示意图。 （1）构成蛋白质的氨基酸共有的部分是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）材料中四种氨基酸的R基分别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）若有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基分布在哪里？ （4）由材料可否得出某化合物中只要含有氨基和羧基，就一定是构成蛋白质的氨基酸？为什么？ （5）试判断下列有机酸，是否属于组成蛋白质的氨基酸？并说明判断理由。 ① ② ③ 归纳总结 1.氨基酸结构通式的分析 2.“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸 1.（2025·广东肇庆期末）科学家相继发现了第21种和第22种直接参与蛋白质合成的氨基酸——带负电荷的硒代半胱氨酸和带正电荷的吡咯赖氨酸；硒代半胱氨酸存在于人体中，吡咯赖氨酸只存在于甲烷菌中。下列关于氨基酸的叙述，错误的是（　　） A.硒代半胱氨酸的硒元素位于氨基酸的R基上 B.硒代半胱氨酸和吡咯赖氨酸都是人体的必需氨基酸 C.吡咯赖氨酸的R基的分子式为C10H17N2O，则它的分子式是C12H21N3O3 D.硒代半胱氨酸和吡咯赖氨酸带电性质的差异是由二者的R基不同造成的 2.缬氨酸的R基为—C3H7，则一分子缬氨酸含有的C、H、O、N原子数依次为（　　） A.2、4、2、1 B.5、11、2、1 C.5、9、4、1 D.5、8、2、1 知识点二　氨基酸的脱水缩合 1.氨基酸脱水缩合的过程 （1）过程①名称：　　　　　　　，其过程是由一个氨基酸分子的　　　　　与另一个氨基酸分子的　　　　　相连接，同时脱去　　　　　　。 （2）物质②名称：　　　　。 （3）结构③名称：　　　　。 （4）参与脱水缩合的部位：一个氨基酸氨基中的　　　　和另一个氨基酸羧基中的　　　　。 2.多肽和肽链 （1）多肽：由　　　　　　缩合而成的，含有多个肽键的化合物。 （2）肽链：多肽通常呈　　　　结构，叫作肽链。 （教材P30“图2－11”）如图为某种胰岛素的二硫键示意图 （1）该胰岛素是由　　　　条肽链构成的，含有　　　　个二硫键。 （2）二硫键的形成过程可表示为—SH＋—SH→—S—S—＋2H，在该胰岛素形成二硫键过程中，共脱去了　　　　个H。 （1）二肽是由两个氨基酸分子脱水缩合形成的，含有2个肽键。（　　） （2）由于肽链上不同氨基酸之间能形成氢键等化学键，使得肽链能盘曲、折叠。（　　） （3）氨基酸脱水缩合生成的H2O中的H来源于氨基，O来源于羧基。（　　） （4）组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。（　　） 探究　氨基酸脱水缩合形成多肽链的过程 请结合脱水缩合过程，并参考如下多肽链的模式图分析： （1）由2个氨基酸脱水缩合而成的化合物的名称是什么？其内含有多少个肽键？在形成过程中脱去多少分子水？ （2）由n个氨基酸形成的含一条肽链的化合物名称是什么？共形成多少肽键，失去多少分子水？若n个氨基酸形成m条肽链，则形成肽键数和失去水分子数分别是多少？试总结形成肽键数与氨基酸数和肽链条数的关系。 （3）一条肽链中至少含有多少个游离的—NH2和—COOH？若m条肽链呢？试总结蛋白质中至少含有游离氨基数和游离羧基数与肽链条数的关系。 （4）假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸形成1条肽链，则该多肽的相对分子质量是多少？若形成m条肽链呢？ 归纳总结 氨基酸脱水缩合的相关规律总结 肽链数目 氨基酸相对分子质量 氨基酸数目 肽键数目 脱去水分子数目 肽链相对分子质量 氨基（或羧基）数目 1 a n n－1 n－1 na－18（n－1） 至少1个 m a n n－m n－m na－18（n－m） 至少m个 1.（2025·江苏盐城高一期中）某蛋白质分子含745个氨基酸，3条肽链。在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数、形成的肽键数目及至少含有游离的氨基数分别是（　　） A.745、745和3 B.742、742和3 C.745、742和1 D.742、745和1 2.（教材P32“拓展应用T2”改编）某种脑啡肽具镇痛作用，可作为药物使用，如图为其结构式。下列说法错误的是（　　） A.根据肽键数可推断组成此多肽的氨基酸数为5 B.根据R基团可判断此多肽由5种氨基酸构成 C.该种脑啡肽彻底水解需要消耗4分子水 D.该化合物的相对分子质量比构成它的氨基酸相对分子质量总和小72 规律方法 “两看”法分析多肽 知识点三　蛋白质的结构及其多样性 1.蛋白质的四个结构层次（以血红蛋白为例） 2.蛋白质的结构多样性 （1）蛋白质结构多样性的原因 ①不同蛋白质含有的　　　　　　　　　　　　　　　　不同。 ②肽链的盘曲、折叠方式及其形成的　　　　　　千差万别。 （2）蛋白质结构与功能的关系 蛋白质中　　　　　　　　　　　　　　　　　　改变，就可能会影响其功能，如人类的镰状细胞贫血。 　（教材P32“与社会的联系”）回答有关蛋白质变性的问题： （1）蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的　　　　　　被破坏，从而导致蛋白质变性。 （2）鸡蛋、肉类煮熟后易于消化的原因是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的　　　　　　，可以达到消毒、灭菌的目的。 （1）蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和空间结构有关。（　　） （2）高温会使蛋白质中的肽键断裂。（　　） （3）氨基酸种类、数量及排列顺序都相同的蛋白质是同一种蛋白质。（　　） （4）变性的蛋白质也能与双缩脲试剂发生紫色反应。（　　） 探究　蛋白质结构多样性的原因 生物界中的蛋白质种类多达1010～1012种，21种氨基酸是如何形成如此种类丰富的蛋白质的呢？如图中甲、乙、丙中“”“”代表不同的氨基酸，图丁所示为蛋白质的各级结构。分析各图代表的含义，归纳蛋白质多样性的原因。 （1）图甲、乙、丙说明：氨基酸的　　　　　　　　　　　　不同，构成的肽链不同。 （2）图丁说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　不同，构成的蛋白质不同。 （3）若氨基酸的种类和数量完全相同，形成的蛋白质就一定相同吗？ 归纳总结 1.蛋白质结构多样性与功能多样性的关系 2.蛋白质的变性与水解 1.抗体和大多数酶都是蛋白质，它们的功能却完全不同，其原因是（　　） ①氨基酸的连接方式不同　②氨基酸的种类不同　③氨基酸的排列顺序不同　④蛋白质的空间结构不同　⑤组成肽链的化学元素不同　⑥氨基酸的数目不同 A.①②③④ B.①②③⑥ C.②③④⑥ D.②③⑤⑥ 2.（2026·江苏扬州期中）在提取蛋白质A的过程中，β-巯基乙醇的使用浓度会直接影响蛋白质A的结构，当β-巯基乙醇的使用浓度过高时，蛋白质A的二硫键断裂（—S—S—被还原成—SH），肽链伸展。下列相关叙述错误的是（　　） A.蛋白质A的功能与其空间结构的变化直接相关 B.蛋白质A受到高浓度的β-巯基乙醇影响后，其元素组成发生了改变 C.若用高温使蛋白质A的结构改变，降温后其结构和功能可能都无法恢复 D.用高浓度的β-巯基乙醇处理蛋白质A并不会改变该蛋白质的氨基酸序列 1.（2026·河北衡水期中）乳铁蛋白是一种分泌型糖蛋白，其能携带Fe3＋共同进入细胞。该实例体现的蛋白质的功能主要是（　　） A.构成细胞结构的重要成分 B.调节机体的生命活动 C.参与物质运输 D.参与信息传递 2.我国科研人员以人的结构蛋白为模型，利用合成生物学和化学组装调控，合成了一种在极端低温和高温下，都具有较强稳定性的新型蛋白纤维。下列对蛋白纤维的分析中，错误的是（　　） A.组成新型蛋白纤维的基本单位是氨基酸 B.在低温和高温下，天然结构蛋白均发生不可逆变性 C.新型蛋白纤维具有较强稳定性可能与其结构有关 D.肽链中氨基酸之间形成氢键可使肽链发生盘曲、折叠 3.（教材P29“思考·讨论”改编）氨基酸是蛋白质的基本组成单位。如图为三种氨基酸的结构简式，下列相关叙述错误的是（　　） A.可以用一个结构通式表示这三种氨基酸 B.三种氨基酸都只含有一个氨基、一个羧基 C.人体内，构成蛋白质的氨基酸有21种 D.以上三个氨基酸脱水缩合成三肽时形成2个肽键 4.血红蛋白分子含有两条α肽链和两条β肽链，其空间结构如图甲所示；图乙表示β肽链一端的部分氨基酸序列。请分析回答下列问题： （1）图乙所示结构含有　　　　　种氨基酸，①的名称是　　　　。 （2）血红蛋白是由574个氨基酸组成的，氨基酸经过　　　　　　　　过程形成4条多肽链，该过程中形成　　　　个肽键。 （3）若两条β肽链完全相同，则图甲所示的血红蛋白至少含有　　　　个羧基。 （4）据图分析，蛋白质分子的多样性是由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　不同导致的。 完成课后作业　第2章　第4节 8 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $