必修1 第1单元 第4讲 素养提升课——破译新情境•系统实验知能(课件PPT)-【新高考方案】2027年高考生物一轮总复习

该高中生物学高考复习课件聚焦蛋白质的结构与功能、检测类实验等核心考点，依据高考评价体系分析蛋白质结构层次（占比约30%）、实验试剂与现象对应（高频考点）等考查要求，归纳填空、选择、实验设计等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“新情境破译+系统实验整合+真题实战”策略，通过2025景德镇二模等真题训练，以蛋白质变性实验为例培养生命观念（结构与功能观）、科学思维（分析推理），归纳检测类实验“取材-处理-加试剂-观察”流程，帮助学生掌握实验题答题技巧，助力教师精准教学，提升高考冲刺效率。

素养提升课——破译新情境· 系统实验知能 第4讲 目录 一、破译新情境 二、系统实验知能 抽象、理性的学科情境要读懂 检测类实验 一、破译新情境——抽象、理性的学科情境要读懂 [科普科研材料] 　蛋白质的结构分为四个层次:一级结构是指多肽链中氨基酸的排列顺序,决定了蛋白质的高级结构;二级结构主要是指多肽链借助氢键形成规律性的α⁃螺旋、β⁃折叠等结构;三级结构主要是指多肽链通过各种非共价键折叠形成特定的空间构象。由多条肽链构成的蛋白称为寡聚蛋白或者多聚蛋白,其中每条多肽链被称为亚基,亚基之间通过非共价键结合。四级结构是指寡聚蛋白中各亚基在空间上的相互关系和结合方式。 新情境问题　蛋白质的四级结构与氨基酸序列测定 　　蛋白质结构的研究往往需要确定多肽链中氨基酸的排列顺序。遗传物质DNA控制蛋白质的生物合成,所以现在许多蛋白质的序列是直接从DNA的序列推演而来的。但传统的多肽测序方法也依然使用广泛,这是因为传统方法能够揭示许多在基因序列中不清楚的细节。蛋白质化学测序与一些新的方法互补,提供多种途径以获得氨基酸序列数据。这些数据对生物化学研究的许多领域都是关键的。 [内蕴知识融通] (1)胶原蛋白是动物体中的一种结构蛋白,广泛分布于人体的皮肤、骨骼和血管壁等组织器官,可保护皮肤黏膜、增加组织弹性和韧性。研究人员提取了一种主要含图1中三种氨基酸的胶原蛋白用来制作手术缝合线。 ①这三种氨基酸分子形成一条包含“⁃甘⁃赖⁃脯⁃”序列重复200次的肽链,此肽链所含游离的氨基至少为_________个。 ②上述三条同样的肽链螺旋缠绕在一起形成三螺旋结构(图2所示),称为原胶原蛋白。其中,甘氨酸具有较强的疏水性,赖氨酸和脯氨酸具有较强的亲水性,由此推测,机体内原胶原蛋白的结构俯视示意图为图3中的_________(填字母),原胶原蛋白可进一步聚合形成胶原蛋白。 201 C (2)蛋白质表面吸附的水构成“水膜”以保护蛋白质。强酸能破坏蛋白质表面的“水膜”使蛋白质变性,导致蛋白质的___________改变,与正常的蛋白质相比,变性的蛋白质会暴露出更多的肽键。为验证盐酸能使蛋白质变性,可选用豆浆为材料,并用双缩脲试剂检测,实验组给予盐酸处理,预测实验结果是实验组样液的紫色程度与对照组的相比_____________ (填“更深”“更浅”或“一样”)。 空间结构 更深 (3)一般的多肽测序方法包含了以下几个步骤。 注:图5中不同字母表示不同的氨基酸残基。下面用黑线连接表示的是一个肽段。 ①第一步:利用特定方法切下蛋白质N端的残基并分析,以初步判断蛋白质分子中多肽链的_______________(填“数目”“种类”或“数目和种类”)。 数目和种类 ②第二步:拆分蛋白质分子的多肽链和断开二硫键。图4为某种胰岛素的结构示意图,断开二硫键时,所得到的多肽链的相对分子质量将_________________ (填“增加”或“减少”)_________(填数值)。 ③第三步:分析每一条多肽链的氨基酸序列。一般先将完整的多肽链用不同的方法断开后形成若干小肽段,然后再来分析小肽段中的氨基酸序列。在分析小肽段中的氨基酸序列时,主要使用酸来完全水解肽段以得到各种氨基酸。理论上,酸也可以直接作用于蛋白质,其发挥作用时,不仅可以破坏蛋白质的_________,从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失,而且还能使______断开,以得到单个氨基酸。 ④第四步:氨基酸全序列的重建。图5表示用两种方法处理同一种只由一条肽链构成的蛋白质后得到的两套实验数据,请写出该蛋白质完整的氨基酸序列: (N端)_____________________________(C端)。 增加 6 空间结构 肽键 HOWTOUSEOVERLAPS [迁移创新训练] 1.(2025·景德镇二模)2024年“诺贝尔化学奖”授予在“蛋白质设计和结构预测”方面作出重要贡献的三位科学家。他们开发的预测蛋白质结构的AI工具AlphaFold可以通过输入的氨基酸序列信息生成蛋白质空间结构模型,到目前为止,AlphaFold已经预测了超过2亿种蛋白质结构——即几乎所有已知的已编码蛋白质,下列有关蛋白质工程的说法,正确的是(　　) A.AI算法在蛋白质工程领域应用中,可直接制作出预期蛋白质,不再需要基因工程相关步骤 B.蛋白质工程通过改变氨基酸的空间结构而制造出新的蛋白质 C.该技术有助于科学家探索通过功能设计蛋白质结构,再逆向推导氨基酸序列 D.肽链的盘曲折叠方式复杂,与肽键以及肽链在特定区域形成氢键、二硫键等有关 √ 解析:AI算法在蛋白质工程领域应用中,只是通过氨基酸序列预测蛋白质结构,仍需通过基因工程相关步骤获得预期蛋白质,A错误;蛋白质工程是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,并不会改变氨基酸的空间结构,B错误;该技术可以通过输入的氨基酸序列信息生成蛋白质空间结构模型有助于科学家探索通过功能设计蛋白质结构,再逆向推导氨基酸序列,C正确;由于氨基酸之间能够形成氢键、二硫键等,从而使得肽链能盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子,而肽键连接的是氨基酸,使氨基酸形成肽链,肽链的盘曲折叠方式复杂,与肽键无关,D错误。 2.(2026·太原模拟)某胰岛素改变了原有的人胰岛素分子的氨基酸序列,并通过连接脂肪酸侧链,从而与血液中白蛋白强效结合形成储库,这样既能保证有活性的该胰岛素分子从储库中缓慢、持续地释放,如“涓涓细流”般作用于靶器官和组织,又能减弱胰岛素与受体结合后的清除,在人体内半衰期长达196 h。如图为在原有人胰岛素的基础上改造成的该胰岛素的结构。下列叙述正确的是 (　　) A.该胰岛素比原有的人胰岛素少1个氨基酸,分子质量会减少 B.该胰岛素与白蛋白的结合是不可逆的,且作用于胰岛素受体后会失活 C.该胰岛素是应用蛋白质工程的原理制作的,无需改变胰岛素基因 D.该胰岛素可以延长给药间隔时间,为糖尿病患者减轻负担 √ 解析:据图可知,该胰岛素比原有的人胰岛素少1个氨基酸,但其连接了脂肪酸侧链,分子质量不一定会减少,A错误;该胰岛素与血液中白蛋白强效结合形成储库,保证了有活性的该胰岛素分子从储库中缓慢、持续地释放,因此该胰岛素与白蛋白的结合是可逆的,作用于胰岛素受体后会失活,B错误;该胰岛素是应用蛋白质工程的原理制作的,需改变胰岛素基因,C错误;该胰岛素在人体内半衰期长达196 h,可以延长给药间隔时间,为糖尿病患者减轻负担,D正确。 [备考启示] 　　2025年新修订《课程标准》将“价值引领性”置于命题情境设置的核心位置,明确要求素材聚焦生态文明、生物安全,引导学生养成健康生活方式,践行健康中国建设使命。细胞的物质组成是阐释生命活动、关联健康生活的基础学科内核。融合细胞物质组成与人体健康的情境类试题,将成为高考生物命题的重要方向,备考中需重点关注这类题型的突破。 二、系统实验知能——检测类实验 1.归纳比较五个检测类实验 实验名称 试剂 颜色 生物材料 备注 淀粉的检测 碘液 蓝色 脱色的叶片等 — 还原糖的检测 斐林试剂 砖红色沉淀 苹果或梨匀浆等 现配现用、 水浴加热 脂肪检测 苏丹Ⅲ染液 橘黄色 花生子叶切片等 需用高 倍镜观察 蛋白质检测 双缩脲试剂 紫色 豆浆、稀蛋清等 先加A液,后加B液,摇匀使用 DNA的粗提取与鉴定 NaCl溶液、体积分数为95%的冷酒精、二苯胺 蓝色 新鲜洋葱等 需沸水浴 加热 2.检测类实验一般操作流程 [专题提能训练] 1.生物组织或细胞中有机物的某些成分可通过显色法或染色法进行检测。现将某一生物组织充分研磨、制成匀浆后取样本上清液,分为甲、乙、丙、丁4组备用。下列叙述错误的是(　　) A.甲组中加入苏丹Ⅲ染液后混匀,若呈橘黄色,则说明该组织中含有脂肪 B.乙组中加入双缩脲试剂后混匀,若呈紫色,则说明该组织中含有蛋白质或多肽 C.丙组中加入碘液后混匀,若呈蓝色,则说明该组织中含有淀粉 D.丁组中加入斐林试剂,水浴加热后出现砖红色沉淀,则说明该组织中含有还原糖 √ 解析:由于苏丹Ⅲ染液本身呈橘黄色,因此甲组加入苏丹Ⅲ染液混匀后呈橘黄色不能说明该组织中含有脂肪,A错误;双缩脲试剂可与蛋白质或多肽发生紫色反应,向乙组中加入双缩脲试剂后混匀,若呈紫色,则说明该组织中含有蛋白质或多肽,B正确;丙组中加入碘液后混匀,若呈蓝色,则说明该组织中含有淀粉,C正确;可用斐林试剂来检测还原糖,若向丁组中加入斐林试剂,水浴加热后出现砖红色沉淀,则说明该组织中含有还原糖,D正确。 2.(2026·深圳期末)研究小组调查发现,市场上有两种人造肉。一种是模仿肉类的形、色、味道的大豆制品,一种是利用糖、氨基酸、油脂等多种营养物质培养的动物干细胞制造。他们将某种人造肉产品制成提取液,脱色后鉴别其种类,下列实验操作最合理的是 (　　) A.用碘液进行检测观察是否出现蓝色 B.用双缩脲试剂进行检测观察是否出现紫色 C.用甲紫溶液染色观察是否出现染色体 D.用苏丹Ⅲ染液染色观察是否出现橘黄色 √ 解析:两种人造肉一种是植物大豆制品,一组是动物细胞制品,淀粉是植物细胞特有的,用碘液鉴定淀粉即可判断出人造肉的来源是植物还是动物,A符合题意;双缩脲试剂可检测蛋白质,两种人造肉都含有蛋白质成分,无法区分,B不符合题意;甲紫溶液可使染色体着色,两种人造肉都是生物制品,而且只有在细胞分裂期才会有染色体,此方法不合理,C不符合题意;苏丹Ⅲ染液可鉴定脂肪的存在,植物细胞和动物细胞都含有脂肪,此方法不合理,D不符合题意。 3.(2025·贵阳一模)尿糖试纸是用来检测是否有尿糖现象的专用试纸,试纸将葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶以及显色剂固定在纸条上,根据葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下形成葡萄糖酸和过氧化氢,过氧化氢在过氧化氢酶的催化作用下形成水和原子氧,以及原子氧可以将某种无色的化合物氧化成有色物质的原理,测定尿液中葡萄糖的相对含量。下列叙述正确的是 (　　) A.该尿糖试纸的检测原理与斐林试剂检测还原糖的原理相同 B.显色剂变色的原因是H2O2将无色化合物氧化为有色物质 C.尿液中葡萄糖被葡萄糖氧化酶催化分解后会影响测量的准确性 D.使用尿糖试纸检测糖尿病患者的尿液会产生显色反应 √ 解析:根据题意知,该尿糖试纸的检测原理与斐林试剂检测还原糖的原理不相同,A错误;显色剂变色的原因是原子氧将无色化合物氧化为有色物质,B错误;尿液中葡萄糖被葡萄糖氧化酶催化形成葡萄糖酸和过氧化氢,再进行下一步的反应,不影响测量的准确性,C错误;糖尿病患者的尿液中含有葡萄糖,使用尿糖试纸检测糖尿病患者的尿液会产生显色反应,D正确。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $