2025版高考生物一轮总复习教案必修1第一单元走近细胞和组成细胞的分子第三讲蛋白质和核酸考点一蛋白质的结构和功能

这是一份2025版高考生物一轮总复习教案必修1第一单元走近细胞和组成细胞的分子第三讲蛋白质和核酸考点一蛋白质的结构和功能，共8页。

考点一 蛋白质的结构和功能
必备知识·夯实基础
知|识|巩|固
1．组成蛋白质的氨基酸的结构和种类
(1)氨基酸的结构
(2)氨基酸的种类
2．蛋白质的合成
(1)多肽的形成过程
①肽的名称确定：一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽。
②H2O中各元素的来源：H来自—COOH和—NH2，O来自—COOH。
③一条肽链上氨基数或羧基数的确定：一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端；其余的氨基(或羧基)在R基上。
(2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例)
3．蛋白质结构多样性与功能多样性
思|维|辨|析
易错整合，判断正误。
(1)酶既可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞外发挥作用。( √ )
(2)所有氨基酸都不能在人体细胞内合成。( × )
(3)血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接。( × )
(4)蛋白质中的化学键不都是在核糖体中形成的。( √ )
(5)蛋白质在酒精作用下肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变。( × )
(6)在蛋白酶的作用下，蛋白质水解过程中肽键断裂。( √ )
延|伸|探|究
2021年3月，一篇熟鸡蛋返生孵小鸡的论文引发网络关注。央视评论：“侮辱性很强，伤害性极大”。
(1)熟鸡蛋无法返生的原因是高温破坏蛋白质的空间结构，使蛋白质变性，且该过程是不可逆的。
(2)在鸡蛋清中加入食盐析出白色絮状物，兑水后絮状物消失，这一现象说明盐析过程中蛋白质的结构没有发生变化；相对于生鸡蛋，煮熟的鸡蛋更容易消化，这是因为煮熟鸡蛋过程中，高温使蛋白质变性，蛋白质空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
(3)经常食用鸡蛋、牛奶、大豆制品，人体一般就不会缺乏必需氨基酸，必需氨基酸是指人体细胞自身不能合成，必须从外界环境中获取的氨基酸。高温加热后，蛋白质用双缩脲试剂检验能(填“能”或“不能”)发生紫色反应。双缩脲试剂的使用方法是先加A液(NaOH溶液)，再加B液(CuSO4溶液)。评价食物中蛋白质成分的营养价值时，应特别关注的问题是必需氨基酸的种类和含量。
剖析难点·考点突破
重|难|精|讲
1．蛋白质的变性和水解辨析
2．常考蛋白质的分布和功能
提醒：载体与受体的区别
载体是协助物质运输的蛋白质，如血红蛋白是运输氧的载体，细胞膜上有运输葡萄糖、Na＋、K＋等的转运蛋白；受体是接受信号分子的蛋白质，如神经递质受体、激素分子受体，其主要作用是实现细胞间信息交流。
3．蛋白质相关的计算规律
(1)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算
①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数；
②游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。
(2)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系
①肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数；
②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－脱去水分子数×18(不考虑形成二硫键)。
注：假设氨基酸平均相对分子质量为a。
提醒：①环状肽特点是肽键数与氨基酸数相同，即肽键的数目＝脱去的水分子的数目＝氨基酸的数目。
②如果形成二硫键，需考虑每形成一个二硫键需去掉两个H。
(3)利用原子守恒计算肽链中原子数
氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢原子和氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。多肽中的相关数量关系如下：
①碳原子数＝氨基酸的个数×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。
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。
提醒：由于R基上的碳原子数不容易确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
精|准|命|题
考向一 围绕氨基酸和蛋白质的结构，考查结构与功能观
》例1 (2024·黑龙江哈尔滨期中)科学家已经发现了第21种和第22种氨基酸——硒代半胱氨酸和吡咯赖氨酸，硒代半胱氨酸也可以在人体中合成，吡咯赖氨酸只存于甲烷菌中。下列关于组成蛋白质的氨基酸的说法，错误的是( A )
A．组成人体蛋白质的氨基酸有13种必需氨基酸，8种非必需氨基酸
B．组成人体蛋白质的氨基酸都含有C、H、O、N
C．这两种氨基酸的结构也符合组成蛋白质的氨基酸的结构通式
D．第21种和第22种氨基酸的理化性质不同，原因是二者的R基不同
解析：组成人体蛋白质的氨基酸有8种必需氨基酸，13种非必需氨基酸。
“二看法”判断组成蛋白质的氨基酸
〔变式训练1〕 (2021·重庆卷)某胶原蛋白是一种含18种氨基酸的细胞外蛋白。下列叙述正确的是( B )
A．食物中的该蛋白可被人体直接吸收
B．人体不能合成组成该蛋白的所有氨基酸
C．未经折叠的该蛋白具有生物学功能
D．该蛋白在内质网内完成加工
解析：蛋白质要在人体消化道中被彻底水解为氨基酸才能被吸收，A错误；构成人体蛋白质的氨基酸包括必需氨基酸(8种)和非必需氨基酸(13种)，必需氨基酸人体细胞不能合成，需从外界环境中获取，B正确；未经折叠的多肽链没有生物学活性，C错误；该蛋白为分泌蛋白，要在核糖体上合成，经过内质网初步加工，通过囊泡的形式运至高尔基体进一步加工，再分泌到细胞外，D错误。
考向二 考查蛋白质的结构和功能
》例2 (2023·四川省攀枝花市一模)蛋白质是生物体生命活动的主要承担者，下列有关蛋白质的叙述，错误的是( C )
A．细胞间的信息交流大多与细胞的膜蛋白有关
B．细胞膜和细胞质基质中转运氨基酸的载体不都是蛋白质
C．蛋白质遇高温变性，此过程中肽键数一定减少
D．细胞核中的某些蛋白质是染色体的重要组成部分
解析： 细胞间的信息交流大多与细胞的膜蛋白有关，A正确；细胞膜上负责转运氨基酸的载体是蛋白质，而细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是tRNA，B正确；蛋白质遇高温变性时，其空间结构被破坏，但肽键没有断裂，即肽键数没有减少，C错误；细胞核中的染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA，所以细胞核中的某些蛋白质是染色体的重要组成部分，D正确。
有关蛋白质需要注意的几点
(1)氨基、羧基和肽键的书写误区：不要将氨基错写为NH2或—NH3；不要将羧基误写为或COOH。正确的书写应为—NH2、—COOH。
(2)蛋白质变性的误区：高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。
(3)由于基因的选择性表达，同一生物的不同细胞中蛋白质种类和数量会出现差异。
(4)不同蛋白质的合成场所：真核细胞胞内蛋白在游离核糖体上合成，分泌蛋白则在附着于内质网上的核糖体中合成。
(5)氨基酸数目≠氨基酸种类：蛋白质分子含有多个氨基酸，构成生物体蛋白质的氨基酸约有21种。
(6)R基团中不一定有C原子，如甘氨酸中R基团为H原子；S元素一定在R基团中。
(7)多肽≠蛋白质：在核糖体上合成的是多肽，而不是蛋白质，多肽必须经过加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。
(8)高温、过酸、过碱、重金属盐，都会使蛋白质的空间结构发生不可逆的变化，但低温不会。
〔变式训练2〕 (2024·河北省“五个一名校联盟”二诊)蛋白质是生命活动的主要承担者，在细胞中发挥着重要的作用。下列有关说法错误的是( C )
A．抗体、酶、载体蛋白发挥相应作用后，不能继续发挥作用的是抗体
B．细胞凋亡过程中有新蛋白质的合成，体现了基因的选择性表达
C．高温处理过的蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应
D．由rRNA和蛋白质组成的核糖体具有特定的空间结构
解析： 酶、载体蛋白发挥作用后结构不变，可以重复利用，抗体特异性的作用于抗原后，形成沉淀或细胞集团进而被吞噬细胞吞噬消化，所以不能继续发挥作用的是抗体，A正确；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的现象，在细胞凋亡过程中，特定的基因会表达并合成特定的蛋白质行使凋亡功能，这体现了基因的选择性表达，B正确；高温处理过的蛋白质空间结构被破坏，但不会破坏肽键，双缩脲试剂与肽键发生反应，所以高温处理过的蛋白质能与双缩脲试剂发生反应，C错误；核糖体是由rRNA和蛋白质组成的，核糖体具有特定的空间结构，D正确。
考向三 围绕蛋白质的合成及相关计算，考查科学思维能力
》例3 (2023·江苏省苏锡常镇四市调研)研究发现一类称作“分子伴侣”的蛋白质可识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并通过改变自身空间结构与多肽的某些部位相结合，从而帮助这些多肽折叠、组装或转运，其本身不参与组成最终产物并可循环发挥作用。下列叙述正确的是( B )
A．乳酸菌内“分子伴侣”发挥作用的场所可能在内质网上
B．“分子伴侣”介导加工的直链八肽化合物中至少含有9个氧原子和8个氮原子
C．“分子伴侣”的空间结构一旦发生改变，则不可逆转
D．变性后的“分子伴侣”不能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应
解析：乳酸菌是原核生物，无内质网，A错误；每一个氨基酸至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，直链八肽化合物由8个氨基酸脱去7个水形成，其中8个氨基酸中至少的氧原子数为8×2＝16，至少的氮原子数为8×1＝8,7分子水(H2O)包含的氧原子数为7，氮原子数为0，则直链八肽化合物至少有氧原子8×2－7＝9，氮原子8×1＝8，B正确；由题干信息可知，分子伴侣在发挥作用时会改变自身空间结构，并可循环发挥作用，因此可以判断“分子伴侣”的空间结构的改变是可以逆转的，C错误；双缩脲试剂鉴定的物质是蛋白质(或多肽)，要求所发生反应的物质中具有的肽键数≥2个，因此变性后的“分子伴侣”能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，D错误。
〔变式训练3〕 (2023·华中师范大学附中模考)短杆菌肽S是从短杆芽孢杆菌中提取的环状十肽类抗生素。短杆菌肽S主要破坏细胞膜，也破坏真核细胞的线粒体膜，因而它可以抑制其他微生物的生长繁殖。下列关于短杆菌肽S的叙述正确的是( D )
A．短杆菌肽S的合成需要细胞质基质或者线粒体提供ATP
B．合成1分子短杆菌肽S的过程需要消耗10分子水
C．短杆菌肽S至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基
D．短杆菌肽S可能改变膜的通透性，使胞内物质外溢而导致细胞死亡
解析：短杆芽孢杆菌是原核生物，没有线粒体，只能由细胞质基质提供ATP，A错误；氨基酸脱水缩合形成环状肽链时，其脱去的水分子数＝氨基酸数目，合成1分子的短杆菌肽S需要生成10分子水，而不是消耗，B错误；短杆菌肽S为环状分子，可能没有游离的氨基和羧基，C错误；短杆菌肽S可以破坏细胞膜，因此可能改变膜的通透性，使细胞内的物质外溢导致细胞死亡，D正确。
课标要求
核心素养
1．阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成，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。
2．概述核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子。
1．通过对蛋白质、核酸功能的理解，认同蛋白质是生命活动的主要承担者，核酸是遗传信息的携带者。(生命观念)
2．通过对氨基酸结构、蛋白质结构及其多样性和DNA、RNA结构和功能的分析，培养分析和处理信息的能力。(科学思维)
3．结合蛋白质、核酸的结构及其功能，评价市场上蛋白质制品、核酸制品的营养价值。(社会责任)
肽链
数目
氨基
酸数
肽键
数目
脱去水
分子数
蛋白质相
对分子质量
氨基
数目
羧基
数目
1条
m
m－1
m－1
am－
18(m－1)
至少
1个
至少
1个
n条
m
m－n
m－n
am－
18(m－n)
至少
n个
至少
n个