第1单元 第3讲 蛋白质和核酸（word教参）-【导学教程】2025年生物新编高考大一轮总复习（人教版 单选）

第3讲　蛋白质和核酸 [课标要求]　1.说出以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。2.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。3.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。 考点一　蛋白质的结构和功能 1．组成蛋白质的氨基酸的结构与种类 2．蛋白质的合成及结构层次 (1)二肽的形成过程 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来自氨基和羧基，O来自羧基。 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 [提醒]　①理解氨基酸、多肽与蛋白质三者间的关系。氨基酸、多肽没有复杂的空间结构，而蛋白质具有一定的空间结构。在核糖体上合成的初级产物是多肽，而蛋白质是由一条或几条多肽链和其他物质结合、加工而形成的。即基因控制蛋白质合成时，翻译的直接产物应为多肽，不应称为蛋白质。 ②认识链状肽与环状肽。一般情况下，多肽呈链状，故又叫肽链，它的两端分别含有一个游离的氨基和羧基；环状肽首尾相接，只有R基上才可能有游离的氨基和羧基。 3．蛋白质结构多样性与功能多样性的原因分析 (1)胶原蛋白被分解为氨基酸后才能被人体组织细胞吸收。(√) (2)组成蛋白质的21种氨基酸之间的区别在于R基的不同。(√) (3)具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。(×) (4)氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能。(×) (5)氨基酸遇双缩脲试剂呈现紫色反应。(×) (6)若是环状多肽，则一定没有游离的氨基和羧基。(×) (7)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质不一定是同一种蛋白质。(√) (8)评价蛋白质食品营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量。(√) 1．(必修1 P28“图2－8”延伸)抗体和头发的主要成分均为蛋白质，但功能却相差极大 ，请从氨基酸的角度分析，原因是什么？ 提示　组成抗体和头发的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同。 2．(必修1 P32“与社会的联系”)蛋白质变性后 _______(填“能”或“不能”)用双缩脲试剂检测，理由是________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 提示　能　蛋白质变性后空间结构改变，但没有破坏氨基酸之间的肽键 3．(必修1 P32“图2－13”及“正文”)结合镰状细胞贫血的致病原理说明蛋白质结构和功能的关系是什么？ 提示　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，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，都可能会影响其功能。 4．(必修1 P33“生物科学史话”)(1)牛胰岛素的β链由30个、17种氨基酸形成，这条多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？ 提示　这条肽链形成过程中脱去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学活性，能不能说明蛋白质结构和功能的多样性？为什么？ 提示　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。 1．蛋白质的变性和水解辨析 2．常考蛋白质的分布和功能 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；受体是接收信号分子的蛋白质，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。　 考向一　判断组成生物体蛋白质的氨基酸种类和结构 1．(2023·潍坊统考)下面是三种化合物的结构简式，下列有关这三种化合物的叙述，错误的是(　　) A．三种化合物可以用一个结构通式表示 B．三种化合物的共同点之一是至少都含有一个氨基、一个羧基 C．三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应 D．含有一个氨基和一个羧基的化合物都是组成生物体蛋白质的氨基酸 解析：选D　三种物质都是构成蛋白质的氨基酸，都可用氨基酸的结构通式表示；图中三种氨基酸共同点之一为“至少都含有一个氨基、一个羧基”；双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应，是由于蛋白质中有肽键，氨基酸中无肽键，故不能与双缩脲试剂发生紫色反应；根据氨基酸的结构特点，每种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在同一个碳原子上，才是组成生物体蛋白质的氨基酸。 判断组成生物体蛋白质的氨基酸的方法 　 考向二　分析蛋白质的结构 2．(2023·海安调研)我国合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物，结构简式如图甲。下列说法错误的是(　　) A．图甲化合物叫五肽，该化合物完全水解可形成4种氨基酸 B．某条多肽链的相对分子质量为2 778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，组成该多肽的氨基酸数是30个 C．图乙中，三十九肽被水解后肽键数量减少8个，这些肽链和三十九肽相比，氨基可能增加3个 D．若图乙蛋白质是抗体，说明蛋白质具有免疫功能；若为激素，说明蛋白质具有调节功能 解析：选C　图甲化合物由5个氨基酸脱水缩合形成，这5个氨基酸的R基依次为、—H、—H、、—CH2—CH—(CH3)2，A正确；设组成该条多肽链的氨基酸数为X，则110X－(X－1)×18＝2 778，X＝30，B正确；由题图可知，去掉的氨基酸的位置是第8、18、27、39位，该三十九肽被水解后，去掉4个氨基酸得到4条长度不等的多肽链，该过程中肽键数减少7个，4条肽链至少含有4个游离的氨基和4个游离的羧基，则和三十九肽相比，这些肽链氨基可能增加3个，C错误；蛋白质有多种功能，当它是抗体时，能与抗原结合发挥免疫功能；当它是激素时，能与靶细胞结合发挥调节功能，D正确。 3．(2024·1月九省联考贵州卷)鸡枞菌是贵州省常见的珍稀菌种。对鸡枞菌中蛋白质的氨基酸种类进行分析，测得所含的氨基酸有16种(甲硫氨酸只存在于菌盖)。下列叙述正确的是(　　) A．鸡枞菌的蛋白质发生变性可使肽键断裂 B．鸡枞菌含组成人体蛋白质的全部氨基酸 C．鸡枞菌的菌柄与菌盖蛋白质的种类相同 D．鸡枞菌的多肽链的合成场所位于核糖体 解析：选D　蛋白质变性时空间结构改变，而肽键没有断裂，A错误；鸡枞菌中测得所含的氨基酸仅有16种，而组成人体的氨基酸有21种，B错误；由题意可知，甲硫氨酸只存在于菌盖，因此鸡枞菌的菌柄与菌盖蛋白质的种类不完全相同，C错误；蛋白质的合成场所是核糖体，由氨基酸脱水缩合形成，因此鸡枞菌的多肽链的合成场所位于核糖体，D正确。 考向三　蛋白质的结构与功能的关系分析 4．一个蛋白质分子与其他蛋白质(或其他物质)结合后，其空间结构发生改变，使它适应于生命活动的需要，这一类变化称为别构效应。如血红蛋白四个亚基中，第1个亚基结合O2后引起血红蛋白分子的构象变化，促使其他亚基与O2结合更加容易。下列有关叙述不正确的是(　　) A．血红蛋白发生别构效应时需要消耗线粒体产生的ATP B．别构效应会使酶的活性降低，使其降低活化能的效率更显著 C．有些载体蛋白在跨膜转运某些分子或离子时会发生别构效应 D．若DNA也能发生别构效应，则可能会影响细胞内基因的表达 解析：选A　血红蛋白存在于红细胞中，细胞中没有线粒体，而且血红蛋白发生别构效应时不需要消耗细胞中的ATP，A错误；别构效应使酶的空间结构发生改变，可能会使酶的活性降低，B正确；载体蛋白在跨膜转运某些分子或离子时，需要与运输的物质结合，其空间结构可能会发生改变，从而发生别构效应，C正确；若DNA发生别构效应，导致其空间结构发生改变，会影响基因的转录，从而影响翻译过程，因此若DNA也能发生别构效应，则可能会影响细胞内基因的表达(转录和翻译)，D正确。 5．(2024·1月九省联考甘肃卷)手抓羊肉是西北地区餐桌上常见的美食，其味道鲜美，含有丰富的蛋白质。下列有关蛋白质的叙述，错误的是(　　) A．煮熟后蛋白质变性，更容易被人体消化 B．蛋白质可分解成氨基酸被人体细胞吸收 C．人体细胞的生命活动主要由蛋白质承担 D．蛋白质的功能主要取决于氨基酸的种类 解析：选D　煮熟后蛋白质变性，是蛋白质的空间结构遭到破坏(肽键未断裂，未发生水解)，此时的蛋白分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此更容易被人体消化，A正确；蛋白质的基本单位是氨基酸，蛋白质可分解成氨基酸被人体细胞吸收，B正确；蛋白质是生命活动的主要承担者，具有催化、运输、免疫等功能，人体细胞的生命活动主要由蛋白质承担，C正确；蛋白质的结构决定功能，蛋白质的结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及蛋白质的空间结构等都有关，D错误。 辨析蛋白质的盐析、变性和水解 盐析 是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化 变性 是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，蛋白质丧失了生物活性，但是肽键一般不会断裂 水解 在蛋白酶的作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程是相反的 　考点二　核酸的结构和功能 1．核酸的结构层次及种类 2．DNA与RNA的比较 种类 分布 组成成分 相同成分 不同成分 DNA 主要分布在细胞核中，叶绿体和线粒体含少量 含氮碱基A、G、C和磷酸 脱氧核糖、T RNA 主要分布在细胞质中 核糖、U 3.核酸的功能 细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。 4．生物大分子以碳链为骨架 (1)生物大分子是由许多基本组成单位连接而成的，这些基本单位称为单体。每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。常见的多聚体是多糖、蛋白质和核酸等，相应的单体是单糖、氨基酸和核苷酸等。 (2)生命的核心元素是碳。 (1)DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接。(×) (2)与DNA相比，RNA特有的化学物质组成是胸腺嘧啶(T)和脱氧核糖。(×) (3)细胞中的DNA一定有氢键，RNA一定没有氢键。(×) (4)同一生物体的不同细胞中，DNA基本相同，RNA不完全相同。(√) (5)真核生物以DNA为遗传物质，原核生物以RNA为遗传物质。(×) (6)核酸和蛋白质都具有物种的特异性，核苷酸和氨基酸也具有物种特异性。(×) (必修1 P36“图2­17”延伸)(1)生命科学研究中常用“建模”方法表示微观物质的结构，图中甲～丙分别表示植物细胞中常见的三种大分子有机物，每种有机物都有其特定的基本组成单位。则与下图中甲～丙对应完全吻合的是①～④中的哪一组？ ①多肽、RNA、淀粉　②DNA、RNA、纤维素 ③DNA、蛋白质、糖原　④核酸、多肽、糖原 ________________________________________________________________________ (2)脂肪分子可否采用上图形式表示？为什么？ ________________________________________________________________________ 提示　(1)①多肽、RNA、淀粉 (2)不能。脂肪只有甘油和脂肪酸构成，它并非由许多单体构成，故不能称为生物大分子。 1．不同生物的核酸、核苷酸、碱基、五碳糖、遗传物质的归纳 生物 种类 核酸 种类 碱基 种类 核苷酸 种类 五碳糖 遗传 物质 实例 细胞 生物 2种(DNA 和RNA) 5种 8种 2种 DNA 人、酵母菌、细菌等 病毒 DNA 病毒 1种 (DNA) 4种 4种 1种 DNA T2噬菌体等 RNA 病毒 1种 (RNA) 4种 4种 1种 RNA SARS病毒、HIV等 2.核酸与蛋白质之间的关系 (1)DNA、RNA和蛋白质三者间的内在联系 (2)同种生物的不同体细胞中核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不同” 3．大分子物质的初步水解产物和彻底水解产物 物质 初步水解产物 彻底水解产物 DNA 脱氧核苷酸 脱氧核糖、碱基、磷酸 RNA 核糖核苷酸 核糖、碱基、磷酸 蛋白质 主要是多肽 氨基酸 淀粉 主要是麦芽糖 葡萄糖 考向一　核酸的结构和功能分析 1．(2023·赣州期中)核酸甲和核酸乙是某生物体内的两种核酸，这两种核酸的基本组成单位如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．核酸甲在行使功能时，不会与蛋白质形成复合物 B．核酸乙主要分布在细胞核中 C．与合成核酸乙的单体相比，合成核酸甲的单体2′位置的碳原子上少一个氧原子 D．生物体内核酸甲功能的多样性与核苷酸的种类、排序、数量及连接方式均有关 解析：选C　核酸甲是DNA，在行使功能时，大多需要与蛋白质结合形成复合物，A错误；核酸乙是RNA，主要分布在细胞质中，B错误；与合成核酸乙(RNA)的单体相比，合成核酸甲(DNA)的单体2′位置的碳原子上少一个氧原子，而且碱基组成也有所不同，C正确；生物体内核酸甲(DNA)功能的多样性与核苷酸的排序、数量等有关，与核苷酸的连接方式无关，D错误。 2．(2022·枣庄二模)核酸广泛存在于所有动植物细胞、微生物体内。下列关于核酸的叙述，错误的是(　　) A．核酸是生物大分子，其水解得到的单体是核苷酸 B．核酸中的C元素存在于含氮碱基、磷酸、五碳糖中 C．HIV的遗传物质为RNA，其碱基和核苷酸各有4种 D．酵母菌的遗传物质为DNA，主要分布于染色体上 解析：选B　核酸是生物大分子，其水解得到的单体是其基本单位——核苷酸；核酸中的C元素存在于含氮碱基、五碳糖中，磷酸中不含C；HIV只含有RNA一种核酸，HIV的遗传物质为RNA，RNA碱基(A、U、C、G)和核苷酸(核糖核苷酸)各有4种；酵母菌为真核生物，含有染色体，酵母菌的遗传物质为DNA，主要分布于染色体上。 考向二　核酸和蛋白质的关系分析 3．(2024·顺义一模)核酸和蛋白质都是重要的生物大分子，下列相关叙述错误的是(　　) A．高温变性后降温都能缓慢复性 B．都是染色体的组成成分 C．组成元素都含有C、H、O、N D．细胞内合成新的分子时都需要模板 解析：选A　DNA经高温变性后降温能缓慢复性，蛋白质经高温变性后永久失活，降温不能复性，A错误；染色体主要由DNA和蛋白质组成，B正确；核酸的组成元素为C、H、O、N、P，蛋白质的组成元素主要为C、H、O、N，所以组成元素都含有C、H、O、N，C正确；核酸中DNA复制时以DNA为模板，RNA的合成以DNA为模板，蛋白质的合成需要mRNA作为模板，因此核酸和蛋白质的合成都需要模板，D正确。 4．生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。其中X、Y代表元素，a、b、c是组成A、B、C三种生物大分子的单体。这三种单体的结构可用d或e表示。据图分析，下列说法正确的是(　　) A．X为N、P元素，a、b是生物体内遗传信息的携带者 B．绿藻细胞内单体结构d的种类有8种，蓝细菌细胞中d的种类有4种 C．人体细胞中不能合成所有种类的e，而植物细胞一般可以合成所有种类的e D．A、B的多样性由d中的n充分体现，C的多样性由e中的R充分体现 解析：选C　根据图形分析可知，a表示脱氧核苷酸，b表示核糖核苷酸，核酸才是生物体内遗传信息的携带者，A错误；绿藻和蓝细菌细胞内都含DNA和RNA，核苷酸的种类都有8种，B错误；人体细胞有8种必需氨基酸不能合成，植物细胞一般可以合成所有氨基酸，C正确；A(DNA)和B(RNA)的多样性主要由d(核苷酸)的排列顺序充分体现，C蛋白质的多样性除了与e中的R有关，还与氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关，D错误。 考向三　细胞中有机物的推断 5．如图表示在某细胞内发生的一系列生物大分子的合成过程，其中甲、乙、丙、丁分别表示生物大分子，丁是细胞内的储能物质，b、c、d表示组成对应大分子的单体，下列叙述错误的是(　　) A．大分子甲和乙的元素组成一定相同，乙和丙的元素组成一般不同，丙和丁的元素组成一定不同 B．乙、丙具有多样性是因为b、c种类多样 C．在植物细胞内和在动物细胞内丁代表不同物质，但d代表同一物质 D．乙、丙、丁分解成b、c、d的过程都会消耗水 解析：选B　由题图分析可知，大分子甲和乙的元素组成为C、H、O、N、P，丙的元素组成至少为C、H、O、N，丁表示多糖，组成元素为C、H、O，A正确；导致RNA多样性的原因是构成RNA的核糖核苷酸的数目和排列顺序不同，导致蛋白质多样性的原因是构成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序不同以及肽链盘曲、折叠的空间结构不同，B错误；在植物细胞内和在动物细胞内丁代表不同物质，前者是淀粉，后者是糖原，但d代表同一物质葡萄糖，C正确。 6．(2023·成都期末)阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。下列有关生物大分子的叙述正确的是(　　) A．生物大分子可分布在细胞内或细胞外，都具有多样性和特异性 B．叶绿素的功能与其分子组成中的微量元素Mg有关 C．RNA与DNA的分子结构相似，空间结构相同，分别由四种核苷酸组成 D．组成生物大分子的基本单位是单体，每一个单体都以碳链为基本骨架 解析：选D　生物大分子包括核酸(DNA和RNA)、蛋白质和多糖(淀粉、纤维素和糖原)。蛋白质可在细胞内作为结构蛋白，也可在细胞外作为信号分子或免疫物质，不同的蛋白质，氨基酸种类、数目、排列顺序以及多肽链盘曲折叠的空间结构不同，因此其具有多样性和特异性；不同生物的核苷酸序列不同，细胞结构的生物遗传物质是DNA，为双螺旋结构，病毒的遗传物质是DNA或RNA，RNA一般是单链结构，故核酸也具有多样性和特异性；淀粉、纤维素和糖原的单体都是葡萄糖，不具有特异性，A错误；大量元素Mg是合成叶绿素的重要元素，且叶绿素不是生物大分子，B错误；DNA为规则的双螺旋结构，RNA一般是单链结构，它们均是由四种核苷酸组成的，C错误；生物大分子以碳链为骨架，组成大分子的基本单位为单体，每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体，D正确。 1．经典重组　判断正误 (1)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(2020·全国Ⅰ卷，1C)(√) (2)真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物(2018·全国Ⅰ卷，2A)(√) (3)细胞中RNA合成过程不会在细胞核外发生(2017·全国Ⅲ卷，1C)(×) (4)原核生物拟核区中含有环状的DNA分子(2017·海南卷，2C)(√) (5)DNA与ATP中所含元素的种类相同(2015·全国Ⅰ卷，1A)(√) 2．(2022·湖南卷)胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一，其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列叙述正确的是(　　) A．胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中 B．皮肤表面涂抹的胶原蛋白可被直接吸收 C．胶原蛋白的形成与内质网和高尔基体有关 D．胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高 解析：选C　蛋白质的氮元素主要存在于肽键中，A错误；胶原蛋白为生物大分子物质，涂抹于皮肤表面不能被直接吸收，B错误；内质网是蛋白质的合成、加工场所和运输通道，高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，胶原蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关，C正确；由题干信息“胶原蛋白非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高”，而人体需要从食物中获取必需氨基酸，非必需氨基酸自身可以合成，衡量蛋白质营养价值的高低主要取决于所含必需氨基酸的种类、数量及组成比例，因此并不能说明胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高，D错误。 3．(2021·辽宁卷)蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关叙述错误的是(　　) A．叶绿体中存在催化ATP合成的蛋白质 B．胰岛B细胞能分泌调节血糖的蛋白质 C．唾液腺细胞能分泌水解淀粉的蛋白质 D．线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质 解析：选D　叶绿体类囊体薄膜是光反应的场所，能合成ATP，则存在催化ATP合成的酶，其本质是蛋白质，A正确；胰岛B细胞能分泌胰岛素，胰岛素能降低血糖，且其化学本质是蛋白质，B正确；唾液腺细胞能分泌唾液淀粉酶，唾液淀粉酶属于分泌蛋白，能水解淀粉，C正确；细胞呼吸中葡萄糖分解的场所在细胞质基质，线粒体膜上不存在运输葡萄糖的蛋白质，D错误。 4．(2022·浙江卷)生物体中的有机物具有重要作用。下列叙述正确的是(　　) A．油脂对植物细胞起保护作用 B．鸟类的羽毛主要由角蛋白组成 C．糖原是马铃薯重要的贮能物质 D．纤维素是细胞膜的重要组成成分 解析：选B　油脂是植物细胞良好的储能物质，植物蜡对植物细胞起保护作用，A错误；鸟类的羽毛主要成分是蛋白质，主要由角蛋白组成，B正确；糖原是动物细胞特有的多糖，淀粉是马铃薯重要的贮能物质，C错误；纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，细胞膜的组成成分主要是磷脂和蛋白质，D错误。 5．(2023·湖北卷)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：选A　蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象，蛋白质变性一般不会导致肽键断裂，A错误；球状蛋白多数可溶于水，不溶于乙醇，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。 学科网（北京）股份有限公司 $$