2026届高三生物一轮复习：蛋白质和核酸

高考一轮复习 核心知识一遍过 必修一 第4讲 蛋白质和核酸 考情分析 课标要求 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。 3.说出细胞内的元素以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。 1.蛋白质的结构和功能 2024·黑吉辽·T1　2024·江苏·T1　2023·河北·T1　2023·江苏·T3　2023·湖南·T1　2023·湖北·T2　2023·海南·T2　2022·湖南·T1 2022·湖北·T12　2021·辽宁·T1　2021·重庆·T3 2.核酸和蛋白质的关系 2024·北京·T2　2021·江苏·T1 3.生物大分子 2023·全国乙·T1　2021·全国甲·T1 考点一　　蛋白质的结构和功能 考点二　　核酸是遗传信息的携带者 1.组成蛋白质的氨基酸 氨基 羧基 考点1.蛋白质的结构和功能 ②人体的必需氨基酸的来源：只能来自食物；非必需氨基酸来自于食物和自身细胞合成。评价食物的营养价值看必需氨基酸含量。 ①源于必修1 P21“与生活的联系”：必需氨基酸成人有8种，婴儿多1种： 。 组氨酸 教材拾遗 ①氨基酸 的功能 a.作为肽或者蛋白质的基本单位(主要功能)。P一28 b.某些氨基酸可作为神经递质。 (谷氨酸、甘氨酸等)P选一29 c.氨基酸→糖类(非糖物质转化) P选一50 d.氨基酸氧化分解供能。 (特殊情况下作为能源物质) f.色氨酸→吲哚乙酸(IAA) P选一93 ②氨基酸 的运输 工具 a.细胞膜上载体蛋白 b.细胞质基质、线粒体和叶绿体中的tRNA （跨膜运输）P一69 （运入核糖体） e.酪氨酸→黑色素 (衰老细胞，酪氨酸酶活性下降，黑色素减少) P二71，P一124 归纳总结 P二67 g.酪氨酸→多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、甲状腺激素 2.氨基酸的脱水缩合 a.过程①名称： ；场所： 。 b.物质②： 。 c.结构③： ，其结构简式为： 。 d.H2O中H的来源： ；O来源于 。 脱水缩合 核糖体（起始于游离核糖体） 二肽 肽键 —NH—CO— 一个来自氨基一个来自羧基 羧基 通常核糖体合成的多肽没有活性，需要盘曲、折叠（在内质网、高尔基体上完成）形成一定空间的蛋白质，才能发挥作用。 二肽的形成过程 肽键的书写注意两边的共价键不能丢 蛋白质的合成方向：N→C 氨基酸脱水缩合 参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基 一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽，三个或三个以上的氨基酸分子经以上过程形成的化合物称为多肽，多肽通常呈链状结构，叫作肽链 通常核糖体合成的多肽没有活性，需要盘曲、折叠（在内质网、高尔基体上完成）形成一定空间的蛋白质，才能发挥作用。 注意 氨基酸 多肽链 蛋白质 由氨基酸形成血红蛋白的过程 盘曲 折叠 肽链中氨基酸之间形成氢键 肽链中或肽链之间可能形成二硫键 多肽链形成特定的空间结构 氨基酸 多肽链 蛋白质 脱水缩合 盘曲折叠 肽键相连 氢键相连 可能有二硫键 蛋白质的结构层次 3.蛋白质的结构层次 9 一级结构 结构 空间结构 二级结构 三级结构 四级结构 指多肽链中的氨基酸序列。氨基酸序列的多样性决定了蛋白质空间结构和功能的样性；如果一个蛋白质含有二硫键，一级结构还包括二硫键的数目和位置；维系一级结构的化学键是肽键。 指蛋白质多肽链主链在空间中的走向。一般呈规律的空间排列，是主链的构象，不涉及侧链基团在空间上的关系。主要有α-螺旋、β-折叠、β-转角、不规则卷曲。维系结构的化学键是氢键。 指蛋白质分子中的所有原子的三维空间排列，包括二级结构要素和侧链在空间的相互关系。对于单体蛋白质来说，三级结构是它的最高级结构。维生三级结构的化学键包括氢键、范德华力、离子键(盐键)、疏水作用、二硫键、配位键等。 指多体蛋白质分子亚基之间的相互关系和空间位置，每一种亚基又有自己的一级、二级和三级结构。 结构多样性 功能多样性 决定 α-螺旋 β-折叠 氨基酸______ 氨基酸______ 氨基酸_______ 肽链数目和盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同 功能蛋白 结构蛋白 (组成细胞和生物体) ________ (蛋白质类激素) ________ (大多数酶) 种类 数目 排列顺序 调节 催化 运输 免疫 不同生物体：基因多样性 ________ (糖蛋白) 识别 直接原因： 根本原因： 同一生物体：基因的选择性表达 4.蛋白质结构和功能多样性 （1）分泌蛋白质的合成 内质网的核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 线粒体供能 囊泡 囊泡 氨基酸 肽链 较成熟蛋白质 成熟蛋白质 分泌蛋白 P CH3 折叠 水解 修饰 剪接 多肽链 磷酸化 糖基化 甲基化 各种蛋白质 一种蛋白质的加工往往涉及到多种方式，几乎都会涉及到多肽链的折叠。 加工方式 真核生物的起始密码子是甲硫氨酸，但是很多蛋白质中的第一个氨基酸不是甲硫氨酸，其原因是什么？ 在蛋白质加工过程中被切除了。 …… （2）蛋白质的加工： （3）蛋白质的变性 ①概念：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改变和生物活性丧失的现象。 ②影响因素：高温、强酸、强碱、酒精、重金属盐、紫外线等 ③注意：变性不可逆，只是空间结构改变，肽键不断裂 煮熟的蛋白质类食物更容易消化的原因：高温使蛋白质分子的空 间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解 经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性， 可以达到消毒、灭菌的目的。 14 （4）蛋白质的盐析 ①概念：蛋白质在某些盐（如NaCl等）的浓溶液中溶解度降低而析出 的现象，降低盐溶液浓度后，析出的蛋白质又重新溶解。 ②特点：物理变化，蛋白质结构没有发生破坏，变化是可逆的 实例：在鸡蛋清中加一些食盐，会看到白色絮状物，兑水稀释后絮状物消失。 加入清水稀释 变性 盐析 肽键都没断裂 都能与双缩脲试剂产生紫色 15 空间构象 双缩脲试剂 蛋白 肽 化学结构和空间结构 蛋白质的盐析： 蛋白质在某些盐(如NaCl、Na2SO4)的浓溶液中会因溶解度降低而析出，加水后还可以溶解。盐析过程中蛋白质的空间结构没有被破坏，不影响其活性。 1、细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与 ( ) 2、蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关，也与功能基团有关( ) √ √ 3、酒精、加热、紫外线方法消毒、杀菌的原理是使细菌和病毒的蛋白质变性( ) 4、盐析不破坏空间结构，是降低了蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，是物理变化，可复原( ) 5、肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶水解( ) √ 基础判断 √ √ 几种常考蛋白质的分布和功能 名称 分布或来源 功能 绝大多数酶 转运蛋白 某些激素(如生长激素、胰岛素) 抗体 细胞内或细胞外 催化作用 运输某些物质，如离子、氨基酸等 由内分泌腺细胞合成分泌到内环境中 调节生命活动 由浆细胞合成并分泌到内环境中 免疫作用 生物膜，包含载体蛋白和通道蛋白 名称 分布或来源 功能 血红蛋白 糖蛋白(受体蛋白)等 结构蛋白 细胞因子 几种常考蛋白质的分布和功能 红细胞内 细胞膜外表面 细胞膜、肌纤维等 由辅助性T细胞合成并分泌到内环境中 主要运输氧气和部分二氧化碳 保护、润滑、识别等作用 构成细胞和生物体的成分 促进B细胞增殖、分化为浆细胞或记忆B细胞 (2) 常见的几种因蛋白质折叠错误而导致的疾病 ①阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease，简称AD) 是常见的老年性痴呆症，是一种渐进的神经退化性疾病 初期症状不典型，被认为是年迈或普通的健忘，但随着病情的发展，患者的认知能力，包括决策能力和日常活动能力将逐渐丧失，同时可能出现性情改变以及行为的情况，晚期会导致失智并最终导致死亡 病因： 蛋白质错误折叠，堆积成是β-淀粉样肽；其正常折叠的形式是可溶性的，当折叠异常后，会聚集起来形成原纤维，并最终发展成为成簇的神经炎斑状结构，堆积在控制记忆、情绪和空间认知的神经细胞中，造成这些神经细胞的损伤。 ②帕金森症(Parkinson′s disease，简称PD) PD又称震颤麻痹，主要表现是震颤、强直、运动缓慢及姿势障碍等。 α-突触核蛋白(α-SYN)在脑部错误折叠并聚合形成Lewy小体，损害产生多巴胺的神经细胞，从而导致帕金森症。 病因： ③海绵状脑病(spogiform encephalopathy 简称SE) 致病因子是朊病毒，是一种折叠异常的朊蛋白(简称PrP)， 主要临床表现：渐进性痴呆和运动功能失调 如人的克雅病、GSS病、库鲁病、致死性家族性失眠症、幼儿海绵状脑病、山羊和绵羊的羊瘙病、鹿和麋的慢性消耗病以及牛海绵状脑病(即疯牛病)等 常见病例： 病因： 正常人也含有PrP蛋白，位于细胞膜上，称为PrPC，是折叠正常的蛋白质，错误折叠后称为PrPSc， PrPC： 富含α-螺旋，对蛋白酶敏感，对热敏感，呈单体状态，可溶 PrPSc：富含β-折叠，对蛋白酶不敏感，对热不敏感，聚集成聚合体，形成淀粉样纤维杆状结构 PrPSc能诱导PrPC发生错误折叠而转变成PrPSc 不致病 致病 (2) 常见的几种因蛋白质折叠错误而导致的疾病 考点速览     (1)钙调蛋白的合成场所是核糖体。(2024·黑吉辽卷，1A)(　　) (2)蛋白质变性可导致部分肽键断裂。(2023·湖北卷，1A)(　　) 蛋白质变性使其特定的空间构象被破坏，一般不会导致肽键断裂。 (3)帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数高于C元素。(2023·湖南卷，1)(　　) 帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数低于C元素。 (4)胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中。(2022·湖南卷，1A)(　　) 主要存在于“—CO—NH—”结构中。 √ × × × 考点速览     (5)核酸和蛋白质高温变性后降温都能缓慢复性。(2021·江苏卷，1D)(　　) 蛋白质不能。 (6)食物中的蛋白质可被人体直接吸收。(2021·重庆卷，1A)(　　) 蛋白质需要被蛋白酶分解为氨基酸后才能被人体吸收。 (7)蛋白质是生物体内重要的储能物质。(2020·浙江7月选考，2C)(　　) 蛋白质一般不作为储能物质。 (8)蛋白质和DNA的组成元素都含有C、H、O、N，具有相同的空间结构。(2020·北京卷，2AC)(　　) 蛋白质具有多种多样的空间结构，双链DNA具有相同的空间结构。 × × × × ②“公式法”计算蛋白质相对分子质量 a.无二硫键时：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－脱去的水分子数×18。 b.有二硫键(—S—S—)时：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－脱去的水分子数×18－二硫键数目×2。因为每形成一个二硫键脱去两个氢。 特别提醒　①计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时，要再减去2(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。 ②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。 解题关键：记住公式（理解记忆） 链状蛋白质：肽键数=失去水分子数=氨基酸数-肽链数 环状蛋白质：肽键数=失去水分子数=氨基酸数 例1.现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为（ ） A.798、2和2 B.798、12和10 C.799、1和1 D.799、11和9 B 26 例2　某十九肽含4个天门冬氨酸(R基为—CH2—COOH)，分别位于第7、8、14、19位(见图)。肽酶E1专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶E2专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键。下列有关叙述正确的是 A.该十九肽含有的肽键数目为19个 B.肽酶E2完全作用后产生的多肽中氧原子数目比十九肽少了4个 C.该十九肽至少含有6个游离的羧基 D.肽酶E1完全作用后产生的多肽有七肽、六肽、四肽 B 例3.某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均相对分子质量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的相对分子质量最多为( ) D 例4.氨基酸的平均相对分子质量为120，如有一个两条链的多肽，相对分子质量是12276，合成这个多肽的氨基酸数和指导它合成的DNA分子脱氧核苷酸数至少依次是（ ） A.144,864 B.144,432 C.120,720 D.120,360 【解析】多肽的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量－(氨基酸数－肽链条数)×18，把相应数字代入上式可得：氨基酸数＝120，DNA分子中脱氧核苷酸数∶相应mRNA分子中核糖核苷酸数∶指导合成的蛋白质中氨基酸数＝6∶3∶1，可知DNA分子中脱氧核苷酸数至少＝6×120＝720。 C 蛋白质 蛋白质的功能 蛋白质的结构 相适应 氨基酸 多肽链中氨基酸排序 多肽链有律的折叠、盘曲 多肽链进一步地盘绕 不同多肽链之间相连 缩合 主链 R基团 空间结构 变性 失去 结构 调节 催化 运输 破坏 免疫 如 基本单位 结构通式 生命活动 属于 计算 组成元素 思维导图 考点2.核酸的组成、结构和功能及生物大分子 (1)核酸的结构 磷酸 五碳糖 含氮碱基 核糖 A、G、C 1.核酸是遗传信息携带者 (2)核酸的功能与分布 遗传信息 拟核 DNA: 携带遗传信息，控制遗传性状，并通过复制传递给下一代 RNA ①作为某些病毒的遗传物质 ②有的RNA具有催化功能（rRNA:肽酰转移酶，催化肽键形成） ③传递遗传信息（mRNA-信使RNA） 运输氨基酸（tRNA-转运RNA） 核糖体的组成成分（rRNA-核糖体RNA） ④作为引物，参与DNA复制过程 (3)不同生物的核酸、核苷酸、碱基和五碳糖的归纳 【思考1】所有的DNA分子都是双链吗？ 一个双链DNA分子具有2个游离的磷酸基团，单链有1个，环状为0个。 【思考3】1个DNA分子有几个游离的磷酸基团？ 【思考2】所有的DNA分子都是链状吗？ 不是，M13噬菌体的DNA是单链。 目前发现链状的DNA存在于真核细胞的细胞核中，并与蛋白质结合组成染色体，而细胞器（线粒体、叶绿体）DNA、原核细胞中的DNA以及病毒DNA均为环状。 【思考4】一条脱氧核苷酸链中相邻碱基如何相连？一个DNA双链分子中呢？ 单链中相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接。 互补链中相邻碱基通过氢键相连。 判断：1.不是所有的DNA都呈链状结构（ ） √ 2.DNA、RNA分子中都有氢键（ ） × 3.醋酸菌、酵母菌和HIV的生物体中的嘌呤数都不一定等于嘧啶数（ ） √ 4.DNA和RNA在碱基组成上的区别：可用放射性同位素标记法示踪二者的合成过程和分布（ ） √ 核 酸 是 遗 传 信 息 的 携 带 者 C、H、O、N、P 磷酸 五碳糖 含氮碱基 核苷酸 元素组成 小分子物质： 基本单位： 相互连接 脱水缩合 核酸 或 DNA RNA 共有A、G、C 多为双链 DNA特有 脱氧核糖 T 多为单链 RNA特有 核糖 U 作为遗传物质（某些病毒） 携带遗传信息 控制遗传、变异和蛋白质合成 传递遗传信息（mRNA） 运输氨基酸（tRNA） 组成核糖体（rRNA） 作为酶，具有催化作用 分布 DNA主要分布于细胞核 RNA主要分布于细胞质 结构 功能 决 定 思维导图 2.生物大分子以碳链为骨架 生物大分子（多聚体） 基本单位（单体） 多糖 ______ ________ 氨基酸 核酸 ________ 单糖 蛋白质 核苷酸 （1）单体： （2）多聚体： 是指组成生物大分子（多糖、蛋白质、核酸）的基本单位。 每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。 因此生物大分子也是以碳链为基本骨架的。 “碳是生命的核心元素” 3.有机物的初步水解产物、彻底水解产物和代谢终产物 物质 初步水解产物 彻底水解产物 代谢终产物（或氧化分解 终产物） ____________ 脱氧核糖、碱基（_______ _______）、磷酸 、 、磷酸盐及含氮 物质 核糖核苷酸 核糖、碱基（___________ __）、磷酸 、 、磷酸盐及含氮 物质 蛋白质 主要是多肽 ________ 、 、含氮物质 淀粉 主要是麦芽糖 ________ 、 脂肪 甘油和脂肪酸 — 、 脱氧核苷酸 A、、、C A、、、 C 氨基酸 葡萄糖 4.蛋白质与核酸的相互关系 （1）构建蛋白质和核酸的结构与功能关系模型 基因多样性、物种多样性、生态系统多样性 （2）常见的核酸—蛋白质复合体 1.评价蛋白质营养价值时，为什么格外注重必需氨基酸的种类和含量？________ _________________________________________________________________________ _______________。 组成人 体蛋白质的氨基酸中有8种是人体细胞不能合成的，称为必需氨基酸，这些氨基酸必 须从食物中获取 2.（必修 “与社会的联系”）相对于生鸡蛋，煮熟的鸡蛋更容易消化，这是因 为_______________________________________________________________________ _____________。 鸡蛋煮熟的过程中，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.若蛋白质空间结构改变一定是蛋白质变性吗？举例说明。__________________ _______________________________________。 不一定，例如载体 蛋白在转运物质的过程中空间构象发生改变 教材拾遗 5.（必修1 “问题探讨”） 能够提供犯罪嫌疑人的信息的原因是__________ ____________________________________________________。 鉴定技术还可以 应用在______________________________________等方面。 4.人畜因误食铜盐、汞盐、铅盐等重金属盐而中毒，你认为应采用怎样的措施解 毒？为什么？_____________________________________________________________ ___________________________________________。 服用蛋清、牛奶或豆浆。因为蛋清、牛奶或豆浆中主要含有蛋白质， 它们能与重金属盐迅速发生反应，从而保护机体 是遗 传物质，携带遗传信息，不同个体的遗传信息一般都有区别 研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系 教材拾遗 A.ab－6b＋18n B.ab－6b C.(b－a)×18 D.ab－(b－n)×18 $$