2025 届高考生物一轮复习讲义——细胞中的蛋白质与核酸

细胞中的蛋白质与核酸——2025 届高考生物一轮复习 【教学目标】 1.能运用结构与功能相适应的生命观念解释蛋白质结构与功能的多样性。 2.核酸及其基本单位的结构、核酸的功能。 【核心素养】 1.科学思维：运用比较、归纳等科学思维方法认识氨基酸的结构与特点；并通过探讨氨基酸脱水缩合形成多肽的过程，培养学生分析问题、解决问题以及相关计算的能力： 2.社会责任：通过介绍我国科学家第一次人工合成结晶牛胰岛素，培养学生爱国主义精神，增强民族自信心和自豪感等社会责任感。 3.生命观念：通过对DNA和RNA的化学组成和排列顺序多样性的分析，明确核苷酸是核酸的基本组成单位，并从结构与功能观的角度理解核酸是遗传信息的携带者。 4.科学思维：对多糖、蛋白质、核酸等生物大分子的结构单体进行分析，归纳概括出生物大分子以碳链作为基本骨架，并阐明生物大分子对细胞生命活动的重要意义。 5.社会责任：基于DNA指纹技术在DNA鉴定中的重要作用，理解生物科学技术的现实应用意义。 【典例分析】 1.下列关于蛋白质和核酸的叙述，正确的是( ) A.经高温处理的蛋白质易消化，是因为高温破坏了蛋白质的肽键结构 B.酶的基本组成单位都是氨基酸，主要由C、H、O、N四种元素组成 C.在细胞中，DNA作为主要遗传物质往往需要与蛋白质结合后才能行使功能 D.mRNA、tRNA和rRNA三种RNA都参与了蛋白质的生物大分子合成 答案：D 解析：A、高温处理的蛋白质易被消化，是因为高温破坏了蛋白质的空间结构，使肽链变得松散、伸展，易被消化酶分解，A错误； B.酶的化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA， 蛋白质的基本组成单位是氨基酸，由C、H、O、N四种元素组成；RNA的基本组成单位是核苷酸，由C、H、O、N、P五种元素组成，B错误； C.DNA是所有细胞生物的遗传物质，不是主要遗传物质，C错误； D.mRNA是翻译的模板，tRNA是搬运氨基酸的工具，rRNA构成的核糖体是翻译的场所，所以mRNA、tRNA、rRNA都参与了蛋白质的生物合成，D正确。 故选D。 2.GTP（鸟苷三磷酸）的作用与ATP类似，线粒体分裂依赖于细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白。线粒体分裂时，在其他蛋白的介导下，发动蛋白有序的排布到线粒体分裂面的外膜上，组装成环线粒体的纤维状结构。该结构缢缩，使线粒体一分为二。下列说法正确的是( ) A.GTP因含有三个特殊化学键而具有较高能量 B.线粒体分裂体现了发动蛋白具有催化、运动等功能 C.一般情况下，发动蛋白结合到线粒体外膜上等待激活 D.环线粒体的纤维状结构由单糖脱水缩合而成 答案：B 解析：A、分析题意，GTP（鸟苷三磷酸）的作用与ATP类似，推测其结构简式应为G-P～P～P，含有两个特殊化学键，A错误； B.结合题意分析可知，发动蛋白具有GTP酶活性，说明其具有催化作用，且线粒体分裂时发动蛋白有序的排布到线粒体分裂面的外膜上，该过程体现了发动蛋白具有运动功能，B正确； C.结合题干信息“线粒体分裂依赖于细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白”可知，一般情况下，发动蛋白在细胞质基质中等待激活，C错误； D.分析题意可知，环线粒体的纤维状结构是由发动蛋白等组成的，蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成，D错误。 故选B。 3.二硫键“一S—S—”是蛋白质中连接两条肽链的一种化学键。如图是由300个氨基酸组成的某蛋白质的结构示意图，对其叙述正确的是( ) A.该蛋白质至少有2个游离的拔基 B.形成该蛋白质的过程中脱去了297个水分子 C.该蛋白质至少有300个游离氨基 D.该蛋白质的功能由氨基酸的数目和种类决定 答案：A 解析：该蛋白质由3条肽链组成，其中有2条是链状肽链，每条链状肽链至少含有1个羧基，因此该蛋白质分子至少含有2个游离的羧基，A正确；该蛋白质合成时脱去水分子数目为300-2=298个，B错误；该蛋白质由3条肽链组成，其中有2条是链状肽链，每条链状肽链至少含有1个氨基，因此该蛋白质分子至少含有2个游离氨基，C错误；蛋白质的功能由蛋白质的结构决定，而蛋白质的结构由氨基酸的数目、种类、排列顺序以及形成的肽链的空间结构决定，D错误。 4.科研人员在某种酵母菌中发现了一种自私杀手基因，该基因通过在不同位点起始转录的方式，合成一长一短两种蛋白质。短的蛋白质是毒药蛋白，对不携带自私杀手基因的配子有杀伤作用：长的蛋白质是解药蛋白，可保护遗传了自私杀手基因的配子不被杀伤。解药蛋白的N端比毒药蛋白多出了大约50个氨基酸。下列叙述正确的是( ) A.两种蛋白质形成过程中，RNA聚合酶在肽链上的结合位点不同 B.解药蛋白与毒药蛋白的合成由同一基因控制，二者仅是氨基酸数量不同 C.在解药蛋白和毒药蛋白的共同作用下，只有不携带自私杀手基因的配子被杀伤 D.在两种蛋白质合成过程中，氢键的断裂和形成只发生在核糖核苷酸之间 答案：C 解析：RNA聚合酶参与基因的转录过程，结合到DNA上，而不是结合到肽链上，A项错误；解药蛋白与毒药蛋白均由自私杀手基因控制合成，二者的氨基酸数量不同，由此形成的蛋白质的空间结构也会存在差异，B项错误；当解药蛋白和毒药蛋白同时存在时，携带自私杀手基因的配子不被杀伤，而不携带自私杀手基因的配子会被毒药蛋白杀伤，C项正确；在两种蛋白合成过程中，氢键的断裂和形成不仅会发生在核糖核苷酸之间（如mRNA与tRNA配对），还会发生在转录后双链DNA复原的过程中，以及蛋白质空间结构形成的过程中，D项错误。 5.某研究小组的同学用相关试剂与甲，乙两种溶液混合进行成分鉴定，实验处理及现象如下表。下列说法正确的是( ) 溶液 双缩脲试剂 碘液 斐林试剂水浴加热 甲 + — — 乙 — ++ — 甲、乙混合 + + + 注:“+”；显色，“++”；显色很深，“一”；不显色。 A.甲溶液用高温加热冷却后再用双缩脲试剂鉴定不会出现紫色 B.乙溶液还可用于还原糖鉴定，鉴定试剂需换成斐林试剂 C.斐林试剂中的NaOH为还原糖与CuSO4的反应提供了碱性环境 D.甲溶液中的物质可以催化乙溶液中的物质分解产生还原糖 答案：D 解析：A、甲溶液用高温加热冷却后其中蛋白质的空间结构被破坏，但肽键未被破坏，仍能与双缩脲试剂发生紫色反应，A错误；B、乙溶液与碘液反应，说明为淀粉，淀粉不属于还原糖，不能用于还原糖鉴定，B错误；C、斐林试剂使用时应将甲液和乙液混合使用，而非先加NaOH提供碱性环境，C错误；D、甲能与双缩脲试剂反应，说明是蛋白质类物质，乙与碘液反应，说明是淀粉，甲液和乙液混合后用试剂鉴定，利用斐林试剂产生颜色反应，说明淀粉被水解，甲溶液中的物质可以催化乙溶液中的物质分解产生还原糖，即甲液中含有淀粉酶，D正确。 6.“赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞”，检测生物组织中的有机物出现的颜色反应多姿多彩，也可以用这句诗词来描绘。下列有关叙述错误的是( ) A.向提取的苹果汁中加入斐林试剂水浴加热，出现砖红色沉淀，说明苹果汁一定富含葡萄糖 B.向马铃薯的块茎捣碎后的提取液中加入碘液，溶液呈蓝色，说明马铃薯块茎中含有淀粉 C.检测花生种子的子叶含有脂肪的实验中，加入苏丹Ⅲ染液后脂肪被染成橘黄色 D.提供适量的斐林试剂和蒸馏水可检测大豆种子中是否含有蛋白质 答案：A 解析：A、向提取的苹果汁中加入斐林试剂水浴加热，出现砖红色沉淀，说明苹果汁一定富含还原糖，A错误； B.马铃薯的块茎中含有较多的淀粉，加入碘液可出现蓝色，B正确； C.苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，花生种子的子叶含有脂肪，因此加入苏丹Ⅲ染液后脂肪被染成橘黄色，C正确； D.鉴定蛋白质的试剂为双缩脲试剂，该试剂与斐林试剂的区别表现在斐林试剂乙液浓度是双缩脲试剂的B液浓度为5倍，而斐林试剂的甲液和双缩脲试剂的A液是同一种溶液，因此，提供适量的斐林试剂和蒸馏水可检测大豆种子中是否含有蛋白质，D正确。 故选A。 7.下图为核酸的基本组成单位的模式图，下列说法正确的是( ) A.若③是胸腺嘧啶，则该核苷酸一定是胸腺嘧啶核糖核苷酸 B.蓝细菌细胞内的②只有一种 C.人体遗传物质中的③有8种，②有2种 D.DNA与RNA在核苷酸上的不同点表现在②③方面 答案：D 解析：A、若3是胸腺嘧啶，则该核苷酸一定是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸，也可能是胞嘧啶脱氧核苷酸，A错误；B、蓝细菌细胞内含有DNA和RNA两种核酸，2五碳糖有2种（核糖或脱氧核糖），B错误；C、人体遗传物质是DNA，DNA中的3有4种（A、T、C、G），②有1种（脱氧核糖），C错误；D、DNA的五碳糖是脱氧核糖，RNA的五碳糖是核糖；DNA的含氮碱基是A、T、C、G，RNA的含氮碱基是A、U、C、G，两者不同点表现在②③方面，D正确。故选D。 8.若某病毒的遗传物质中的碱基比例为（A+C）/（T+G）＝2/3，则下列说法错误的是( ) A.该病毒的遗传物质为单链DNA B.将该病毒的遗传物质水解可得到4种核糖核苷酸 C.与小麦的遗传物质相比，该病毒的遗传物质易发生变异 D.该病毒的遗传信息储存在4种核苷酸的排列顺序中6.答案：A 答案：B 解析：A、双链DNA中A/T=C/G=1，（A+C）/（T+G）=1，因此该病毒的遗传物质为单链DNA，A正确； B.将该病毒的遗传物质水解可得到4种脱氧核糖核苷酸，B错误； C.小麦的遗传物质是DNA，与小麦的遗传物质相比，该病毒的遗传物质为单链DNA，易发生变异，C正确； D.该病毒的遗传信息储存在4种核苷酸的排列顺序中，D正确。 故选B。 9.生物大分子通常都有一定的分子结构规律，即是由一定的基本单位按一定的排列顺序和连接方式形成的多聚体，下列表述正确的是( ) A.若该图为RNA的结构模式图，则1表示核糖，2表示磷酸基团，3的种类有4种 B.若该图为DNA单链的结构模式图，则1为磷酸，2为脱氧核糖，3的种类有4种 C.若该图为一段肽链的结构模式图，则1表示肽键，2表示碳原子，3的种类约21种 D.若该图为一段肽链的结构模式图，则1表示碳原子，2表示肽键，3不含H原子 答案：A 解析：如果该图为一段RNA的结构模式图，RNA的基本单位为核糖核苷酸，一条链上相邻核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接形成核糖核苷酸链，且碱基连接在核糖上，因此1表示核糖，2表示磷酸基团，3是碱基，碱基有4种(A、U、C、G), A正确。 10.蛋白质是生命活动的主要承担者，从化学角度看，蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。回答下列有关蛋白质的问题： （1）肉毒梭菌产生的肉毒类毒素是一种神经麻痹毒素，该肉毒类毒素是由两条肽链盘曲折叠而成的蛋白质，其部分结构简式如图所示。 ①图中结构简式中有________种氨基酸，该肉毒类毒素至少含有_________个氨基。 ②1g该肉毒类毒素可以毒死20亿只小鼠，但煮沸1min或75℃条件下加热5～10min就能使该肉毒类毒素失去活性，原因是__________。 （2）胶原蛋白是动物体中的一种结构蛋白，广泛分布于人体多种组织。 ①人体的胶原蛋白中含有的必需氨基酸来源于________。 ②某种胶原蛋白由甘氨酸、赖氨酸和脯氨酸组成，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。根据氨基酸的结构特点推测，氨基酸的亲水性和疏水性可能是由_______决定的。 （3）人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌、病毒等抗原的侵害。为检测抗体M的免疫疗效，实验人员对小鼠饲喂抗体M，结果没有免疫疗效。该结果_______（填“能”或“不能”）说明抗体M研发失败，理由是_______。 答案：（1）5;2；高温使该肉毒类毒素的空间结构被破坏 （2）食物；R基 （3）不能；抗体在小鼠的消化道内被消化成氨基酸而失效，因此通过饲喂法不能检测抗体M的免疫疗效 解析：（1）分析图可知，该图含有四个肽键，所以是由5个氨基酸脱水缩合形成的五肽。每个氨基酸的R基不相同，所以含有5种氨基酸。一分子肉毒类毒素是由两条链盘曲折叠而成的，每条链至少含有1个游离的氨基，因此一分子肉毒类毒素至少含有2个氨基，它们分别位于两条链的两端。1g该肉毒类毒素可以毒死20亿只小鼠，但煮沸1min或75℃条件下加热5～10min就能使该肉毒类毒素失去活性，原因是高温使该肉毒类毒素的空间结构被破坏。 （2）人体的胶原蛋白中含有的必需氨基酸来源于食物；每个氨基酸的R基不相同，不同氨基酸的亲水性和疏水性可能是由R基决定的。 （3）为检测抗体M的免疫疗效，实验人员对小鼠饲喂抗体M，结果没有免疫疗效。该结果不能说明抗体M研发失败，理由是抗体在小鼠的消化道内被消化成氨基酸而失效，因此通过饲喂法不能检测抗体M的免疫疗效。 学科网（北京）股份有限公司 $$