2025届高考生物一轮复习：第3讲 蛋白质和核酸

第3讲 蛋白质和核酸 素养目标 生命观念：通过对蛋白质功能的举例说明，认同蛋白质是生命活动的主要承担者。 科学思维：通过推导氨基酸的结构通式、脱水缩合的过程，培养分析和处理信息的能力。 科学思维：列表比较DNA和RNA的异同点，明确核酸的结构和功能。 本节网络知识构建 历年真题回顾 (2021·山东卷)高尔基体膜上的RS受体特异识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质，以出芽的形式形成囊泡，通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是 (　　)A．消化酶和抗体不属于该类蛋白B．该类蛋白运回内质网的过程消耗ATPC．高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高D．RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加 C 历年真题回顾 (2021·湖南卷)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是(　　) B A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递C．作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响 历年真题回顾 (2020·北京卷)蛋白质和DNA是两类重要的生物大分子，下列对两者共性的概括不正确的是(　　) A．组成元素含有C、H、O、N B．由相应的基本结构单位构成 C．具有相同的空间结构 D．体内合成时需要模板、能量和酶 C 历年真题回顾 (2018·全国Ⅲ卷)回答下列与蛋白质相关的问题： (1)生物体中组成蛋白质的基本单位是________。在细胞中合成蛋白质时，肽键是在________这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白，如________(填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”)。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中高尔基体的功能是___________________________________________________。 (2)通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和________结构。某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是___________________________________。 (3)如果DNA分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是___________________________________________________________。 (1)氨基酸　核糖体　胃蛋白酶　对蛋白质进行加工、分类和包装　 (2)空间　蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解　 (3)遗传密码具有简并性 PART 01 蛋白质是生命活动的主要承担者 一、蛋白质的结构 1、氨基酸及其种类（21种） 结构通式： 元素：C、H、O、N（P、S等） 根据能否在人体合成 至少有一个氨基和一个羧基 都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上 非必需氨基酸，13种 必需氨基酸，8种，婴儿有9种 人体内组成蛋白质的21种氨基酸 2、脱水缩合 场所：核糖体 过程： 二肽 肽键 羧基提供了OH 氨基提供了H Q：若R1和R2互换，生成的还是同一种二肽吗？ 例.两种氨基酸结构式如图,它们在形成二肽化合物时,最可能发生缩合的基 团是 (　　) A.①与③ B.②与④ C.②与⑥ D.③与④ B 相关计算 若R基分别是-C2H5O，-CH3的两个氨基酸构成二肽，分子式是？ 肽键数=脱去水分子数=氨基酸数－肽链数 若m个氨基酸脱水缩合形成一个环状多肽，肽键数/脱水数是？ 阅读课本： 设每个氨基酸的平均相对分子质量是a，完成下列表格： 氨基酸数 n n 肽链 1条 m条 肽键/脱水 n-1 n-m 游离的氨基/羧基 至少1个 至少m个 氧原子 至少（n-1）×1+1×2 至少（n-m）×1+m×2 氮原子 至少（n-1）×1+1×1 至少（n-1）×1+m×1 相对分子质量 na-18(n-1) na-18(n-m) … … 例、根据下面图解，回答问题：                                                                      （1）该图中， ①表示　　　　        ，③表示　　　　　       ， ⑦表示　　　　       。 （2）该化合物由　　　　   种氨基酸分子失去　　　　    个水分子而形成，这种反应 叫　　　　        反应。 （3）该化合物含有　　　    个肽键，该图所示化合物的名称是： 　　　　     。 （4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由　 　　　          决定的。 氨基 肽键 羧基 四肽 三 四 三 脱水缩合 侧链基团 —C NH2 H H —C — O N— H C— CH3 H COOH —C — O N— H C— H CH2 C O NH2 —C — O N— H H CH2 C COOH ① ② ③ ④ ⑥ ⑤ ⑦ ⑧ ⑨ 某一蛋白质由4条肽链组成，共含有109个肽键，则此蛋白质分子中至少含有的—NH2和—COOH数、氨基酸数、脱水数分别是（ ）  A.105个，105个，105个，105个 B.110个，110个，110个，110个 C.4个，4个，113个，109个 D.1个，1个，113个，109个 C 若形成二硫键？ 例、如图为免疫球蛋白IgG的结构示意图,其中-S-S-表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该IgG由m个氨基酸构成，氨基酸的平均分子质量为a,则该IgG的相对分子质量为（ ） A.ma B.ma-18m C.ma-18×(m-4) D.ma-18×(m-4)-2×4 D 三个不同种氨基酸可形成多少种三肽?若21种氨基酸组成含1 000个氨基酸的大分子蛋白质,有多少种可能? 6种;211 000种。 —COOH —COOH H2N— H2N— 二、肽链盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质 阅读课本： 图2-12：血红蛋白空间结构示意图 氨基酸之间脱水缩合形成肽链 一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠 肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构 四条肽链聚集形成复杂空间结构 → → → 1、蛋白质结构多样性的原因 氨基酸的种类、数目、排列顺序 肽链盘曲折叠的方式及形成的空间结构不同 对比盐析、变性、水解和氧化分解： 盐析：加入氯化钠后，蛋白质从水中析出。蛋白质结构不变，该过程可逆。 变性：高温、强酸、强碱、重金属等使蛋白质空间结构改变，该过程不可逆，但不破坏肽键。 水解：蛋白酶使肽键断裂，生成氨基酸。 氧化分解：蛋白质与氧气反应，生成CO2、H2O及含N的无机物 水解 ＋ 例.如图为蛋白质加热过程中的变化，据此判断下列有关叙述错误的是（ ） A．煮熟的食物易被人体消化,是因为高温破坏了蛋白质的空间结构,肽链变得松散 B．食盐作用下析出的蛋白质也发生了变性 C．加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质 D．肌肉注射时用酒精消毒的原理是酒精能使细菌等的蛋白质变性 B 2、蛋白质功能多样性 结构与功能相适应 直接原因：蛋白质的结构多样性 根本原因：基因多样性和基因的选择性表达 （1）原因 （2）蛋白质的分类 结构蛋白：如羽毛、肌肉、头发、蛛丝等 功能蛋白： 催化，如酶 运输，如转运蛋白、血红蛋白 调节，如多数激素 免疫，如抗体、细胞因子 所以，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。 注意：并非所有激素的本质都是蛋白质，如性激素、甲状腺激素、肾上腺素等； 细胞因子在免疫过程中主要是促进B细胞及细胞毒性T细胞的增殖和分化。 7.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_________，氨基酸的结构通式是____。 (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)若图甲血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，就可能形成聚合成纤维状的异常血红蛋白，则由其参与组成的红细胞运输氧的能力将________（填“不变”“减弱”或“失去”），由此可以得到的结论是____________。 3 氨基 脱水缩合 570 8 减弱 蛋白质结构与功能相适应 PART 02 核酸是遗传信息的携带者 一、核酸的分类与功能 1、分类：DNA和RNA 2、基本单位 3、元素组成：C、H、O、N、P 4、结构层次 磷酸 五碳糖 （脱氧核糖、核糖） 含氮碱基 （A、T、C、G、U） 组成 8种 脱氧核苷酸（4种） 核糖核苷酸（4种） 脱水缩合 脱水缩合 DNA RNA 核酸 例. 如图所示，下列相关叙述不正确的是（ ） A. 若①为生物大分子，则其可能是蛋白质 B. 若②是动物细胞内特有的储能物质，则②是糖原 C. 若③为细胞内的遗传物质，则③是DNA D. 若④是植物的能源物质，则④包括淀粉和纤维素 D 比较项目 基本单位 五碳糖 含氮碱基 结构 DNA RNA DNA、RNA的主要区别 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖 核糖 A、G、C、T A、G、C、U 双螺旋结构 单链结构 5、功能 核酸是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重要作用。 注意：除上述作为遗传物质外，RNA还可以传递遗传信息（mRNA）、运输氨基酸（tRNA）、组成核糖体（rRNA）以及少部分酶。 6、分布 真核生物：DNA主要分布于细胞核、少部分在线粒体和叶绿体；RNA主要分布于细胞质 原核生物：DNA主要分布于拟核、质粒；RNA主要分布于细胞质 二、不同生物的核酸、核苷酸和碱基的对比 原核、真核生物 病毒 病毒 核酸 DNA、RNA 仅含DNA 仅含RNA 核苷酸 8 4 4 碱基 5 4 4 遗传物质 DNA DNA RNA 举例 细菌、人 T2噬菌体 HIV病毒 核酸的水解和彻底水解 初步水解 彻底水解 磷酸 五碳糖 含氮碱基 核苷酸 核酸类型 初步水解产物 彻底水解产物 植物细胞 植物细胞的遗传物质 DNA RNA 4种脱氧核苷酸 磷酸 4种碱基 (A、G、C、T) 脱氧核糖 4种核糖核苷酸 磷酸 4种碱基 (A、G、C、U) 核糖 DNA和RNA 8种核苷酸 磷酸 5种碱基 (A、G、C、T、U) 脱氧核糖、核糖 DNA 4种脱氧核苷酸 磷酸 4种碱基 (A、G、C、T) 脱氧核糖 DNA病毒 RNA病毒 例. 豌豆叶肉细胞中的遗传物质，含有的碱基种类是（ ） A. 1种 B. 4种 C. 5种 D. 8种 例. 将植物细胞中的核酸彻底水解，可以得到含氮碱基、磷酸和五碳糖的数目分别是（ ） A. 4、1、1 B. 5、2、2 C. 5、1、2 D. 4、1、2 D C 三、核酸的特点 1. 多样性： 四种脱氧核苷酸的数目和排列顺序不同。 2. 特异性： 个体的核苷酸具有特定的排列顺序。 多聚体 单体 多糖 蛋白质 核酸 单糖 氨基酸 核苷酸 在构成细胞的化合物中，多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子。 生物大分子是由许多单体连接成的多聚体，因此生物大分子是以碳链为基本骨架。 四、生物大分子以碳链为骨架     蛋白质、多糖 以 为骨架 1. 如图表示细胞内三类生物大分子的组成及功能，请据图回答下列问题： 单糖、核苷酸 碳链 The end！！