2027届高中生物一轮复习讲义第一单元　第3课时　蛋白质和核酸

第3课时　蛋白质和核酸 考点一　蛋白质的结构和功能 1．组成蛋白质的氨基酸 教材隐性知识　源于必修1 P28“问题探讨”：用胶原蛋白制成的手术缝合线可以不用拆线，其原理是胶原蛋白能被分解为人体可以吸收的氨基酸。 2．蛋白质的结构 (1)氨基酸的脱水缩合 ①图中产生的H2O中H来源于氨基和羧基；O来源于羧基。 ②一条肽链含有的游离的氨基(或羧基)至少是1个，位于肽链的一端；其余的位于R基(或侧链基团)上。 (2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例) (3)蛋白质合成过程中的相关计算 ①“规律法”计算多肽形成过程中的相关数量 形成肽链时：主链肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数－肽链数(若为环肽，则肽链数为0)。 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。 3．蛋白质结构和功能的多样性 教材隐性知识　源于必修1 P32“与社会的联系”：(1)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。 (2)熟鸡蛋更容易消化的原因是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。 归纳总结　明辨蛋白质的盐析、变性和水解 (1)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。 (2)变性：是由高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。 (3)水解：在蛋白酶等作用下，肽键断裂、蛋白质分解为短肽或氨基酸。水解与脱水缩合的过程相反。 (1)多糖、蛋白质和固醇可参与组成细胞结构(2025·河北，3)(　√　) (2)胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中(2022·湖南，1)(　×　) 提示　胶原蛋白的氮元素主要存在于“—CO—NH—”结构中。 (3)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。胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高(2022·湖南，1)(　×　) 提示　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。 考向一　蛋白质的结构 1．(2025·四川，1)真核细胞的核孔含有多种蛋白质，这些蛋白质的主要区别是(　　) A．基本组成元素不同 B．单体连接方式不同 C．肽链空间结构不同 D．合成加工场所不同 答案　C 解析　蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸的基本组成元素是C、H、O、N，真核细胞的核孔含有多种蛋白质，这些蛋白质的基本组成元素相同，A错误；单体连接方式相同，均是氨基酸之间脱水缩合形成肽键，B错误；不同的蛋白质功能不同，功能与结构相适应，因此这些蛋白质的肽链盘曲折叠形成的空间结构不同，C正确；真核生物核孔蛋白质均属于胞内蛋白，合成加工场所相同，均在细胞质，D错误。 2．(2022·湖北，12)氨基酸在人体内分解代谢时，可以通过脱去羧基生成CO2和含有氨基的有机物(有机胺)，有些有机胺能引起较强的生理效应。组氨酸脱去羧基后的产物组胺，可舒张血管；酪氨酸脱去羧基后的产物酪胺，可收缩血管；天冬氨酸脱去羧基后的产物β-丙氨酸是辅酶A的成分之一。下列叙述正确的是(　　) A．人体内氨基酸的主要分解代谢途径是脱去羧基生成有机胺 B．有的氨基酸脱去羧基后的产物可作为生物合成的原料 C．组胺分泌过多可导致血压上升 D．酪胺分泌过多可导致血压下降 答案　B 解析　人体内氨基酸的主要分解代谢途径是经过脱氨基作用，含氮部分转化成尿素，而不含氮部分中一部分转化为糖类和脂肪，一部分氧化分解产生二氧化碳和水，A错误；有的氨基酸脱去羧基后的产物可作为生物合成的原料，如天冬氨酸脱去羧基后的产物β-丙氨酸是辅酶A的成分之一，B正确；组胺可舒张血管，组胺分泌过多可导致血压下降，C错误；酪胺可收缩血管，酪胺分泌过多可导致血压上升，D错误。 归纳总结　氨基酸的功能和运输 考向二　蛋白质的功能 3．靶点发现是药物研发的起点。靶点是指与有效药物相结合并在生物体内发挥特定功能的生物分子，包括受体、酶、离子通道等类型。下列叙述错误的是(　　) A．有效药物与受体结合后可能改变受体细胞的生理活动 B．有效药物与酶结合后可能影响相关细胞代谢的速率 C．有效药物与离子通道结合后可能改变生物膜的通透性 D．受体、酶和离子通道都是由氨基酸脱水缩合形成的 答案　D 解析　少部分酶的本质是RNA，RNA的基本单位是核糖核苷酸，D错误。 4．(2025·郑州模拟)蛋白质是生命活动的主要承担者。下列关于蛋白质结构、功能和性质的叙述，错误的是(　　) A．某些蛋白质被磷酸化后，其结构和功能均可发生改变 B．经巴氏消毒后的牛奶仍能与双缩脲试剂发生紫色反应 C．某些酶的氢键或二硫键被破坏会导致酶活性降低或失活 D．肌动蛋白和肌球蛋白的区别仅在于肽链折叠成的空间结构不同 答案　D 解析　破坏氢键或二硫键后，酶的空间结构会发生改变，可能使酶活性降低或丧失，C正确；肌动蛋白和肌球蛋白的区别除了肽链折叠方式及其形成的空间结构不同外，可能还存在两者的氨基酸种类、数量及排列顺序不同，D错误。 归纳总结　常考蛋白质的分布和功能 考向三　蛋白质的相关计算 5．(2022·重庆，3)将人胰岛素A链上1个天冬氨酸替换为甘氨酸，B链末端增加2个精氨酸，可制备出一种人工长效胰岛素。下列关于该胰岛素的叙述，错误的是(　　) A．进入人体后需经高尔基体加工 B．比人胰岛素多了2个肽键 C．与人胰岛素有相同的靶细胞 D．可通过基因工程方法生产 答案　A 解析　作为蛋白质类激素，胰岛素进入人体后作用于靶细胞表面受体，不进入细胞内，高尔基体在细胞内，A错误；与人胰岛素相比，人工长效胰岛素A链上氨基酸数目不变，B链增加了2个氨基酸，故其比人胰岛素多了2个肽键，B正确；人工长效胰岛素和人胰岛素都可降低血糖，二者的靶细胞相同，C正确；根据人工长效胰岛素的氨基酸序列，可获得其基因序列，可将其基因导入工程菌中进行生产，D正确。 6．(2025·南阳期中)如图为一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子，其中“—S—S—”是将两条肽链连接起来的二硫键(由两个—SH形成，即—SH＋—SH→—S—S—＋2H)。下列叙述正确的是(　　) A．该分子中含有197个肽键 B．该蛋白质中至少含有2个游离的氨基 C．参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有200个氨基 D．合成该蛋白质的过程中，其相对分子质量减少了3 568 答案　D 解析　该蛋白质分子含有3条肽链并且乙和丙这2条肽链间有一个肽键，所以链内肽键数＝氨基酸数－肽链数＝200－3＝197(个)，链间肽键1个，该蛋白质分子共有肽键数＝197＋1＝198(个)，A错误；该蛋白质中含有3条肽链，至少含有3个游离的氨基，B错误；图中1条肽链的R基上的氨基与另一条肽链的R基上的羧基反应形成了一个肽键，因此在组成该蛋白质分子的200个氨基酸中，至少含有201个氨基和201个羧基，C错误；200个氨基酸经脱水缩合形成该蛋白质时脱去的水分子数为198个，并形成2个二硫键，所以合成该蛋白质时相对分子质量减少198×18＋2×2＝3 568，D正确。 考点二　核酸是遗传信息的携带者 1．核酸是遗传信息的携带者 (1)核酸的结构 (2)核酸的功能与分布 (3)不同生物的核酸、核苷酸、碱基和五碳糖的归纳 2．生物大分子以碳链为骨架 (1)生物大分子以碳链为骨架 单体(基本单位)多聚体(生物大分子) 多聚体 单体 多糖 单糖 蛋白质 氨基酸 核酸 核苷酸 (2)有机物初步水解产物、彻底水解产物和代谢终产物 (3)依据元素组成推断有机物的种类及功能 (1)多肽链和核酸单链可在链内形成氢键(2025·河北，3)(　√　) (2)科学家可依据DNA的元素组成或核苷酸种类证明“尼安德特人”是现代人的近亲(2024·北京，2)(　×　) 提示　不同生物DNA的元素组成都是C、H、O、N、P，不同生物DNA的核苷酸种类都只有4种，故无法依据DNA的元素组成或核苷酸种类进行判断。 (3)补充某些特定的核酸，可以增强机体修复受损基因的能力(2023·福建，2)(　×　) 提示　核酸是大分子物质，无论是食物中的核酸还是补充特定的核酸，都不能直接被细胞利用，需要被分解成小分子原料后才能进入细胞，而机体并不缺乏这些合成核酸的原料，因此补充某些特定的核酸，不能增强机体修复受损基因的能力。 (4)DNA指纹技术运用了个体遗传信息的特异性(2021·福建，3)(　√　) 在构成细胞的化合物中，多糖、蛋白质、核酸等以碳链为骨架形成的生物大分子构成细胞生命大厦的基本框架 (1)DNA能够提供犯罪嫌疑人信息的原因是什么？进行亲子鉴定时，主要比较亲子之间DNA的何种指标？ 提示　原因是生物的遗传信息就储存在DNA分子中，而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列各有特点。主要比较亲子之间DNA的脱氧核苷酸的排列顺序。 (2)淀粉、糖原等多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，核酸能携带遗传信息，但多糖不能，原因是什么？ 提示　核酸分子中4种脱氧核苷酸或核糖核苷酸在数量、排列顺序上千差万别，从而能够承担起携带遗传信息的功能。构成淀粉、糖原等多糖的单体是葡萄糖，无论多少个葡萄糖构成的多糖，它的顺序没有变化。 (3)蛋白质和核酸是最重要的两类生命物质，由蛋白质和核酸结合形成的结构有哪些？由蛋白质和核酸结合共同完成的生命活动有哪些？ 提示　由蛋白质和核酸结合形成的结构：染色体、核糖体。由蛋白质和核酸结合共同完成的生命活动：DNA复制、RNA复制、转录、逆转录、翻译等。 考向四　核酸的结构和功能 7．(2025·山东，1)在细胞的生命活动中，下列细胞器或结构不会出现核酸分子的是(　　) A．高尔基体 B．溶酶体 C．核糖体 D．端粒 答案　A 解析　高尔基体的功能主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，其结构本身不含有核酸，A符合题意；溶酶体内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，而病毒、细菌和一些细胞器如线粒体中含有 DNA、RNA，因此，在溶酶体的“工作”过程中，其内部会出现核酸分子，B不符合题意；核糖体的主要成分是蛋白质和 RNA，RNA 属于核酸分子，C不符合题意；端粒是每条染色体两端的一段特殊序列的 DNA—蛋白质复合体，端粒含有核酸分子，D不符合题意。 8．(2026·新乡大联考)siRNA又称干扰小RNA，其结构如图所示。已知siRNA主要参与RNA干扰现象，通过RNA干扰作用于mRNA，使mRNA不能参与翻译，从而以专一性的方式调节基因的表达。下列叙述错误的是(　　) A．siRNA含有的氮元素只存在于碱基中 B．推测siRNA被降解一条链后与mRNA进行碱基互补配对 C．siRNA是由核糖核苷酸组成的双链RNA D．siRNA与DNA的结构区别在于五碳糖的种类 答案　D 解析　siRNA的组成成分是核糖核苷酸，核糖核苷酸由磷酸、核糖和碱基组成，其中只有碱基含有氮元素，所以siRNA含有的氮元素只存在于碱基中，A正确。siRNA主要参与RNA干扰现象，通过与mRNA进行碱基互补配对，使mRNA不能参与翻译。siRNA为双链结构，需降解一条链后才能与mRNA互补配对，B正确。据图可知，siRNA是双链结构，且siRNA属于RNA，是由核糖核苷酸组成的，所以siRNA是由核糖核苷酸组成的双链RNA，C正确。组成siRNA的五碳糖是核糖，组成DNA的五碳糖是脱氧核糖，含氮碱基也不完全相同，所以siRNA与DNA的结构区别在于五碳糖的种类和含氮碱基的种类，D错误。 考向五　辨析蛋白质和核酸的关系 9．(2021·江苏，1)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．组成元素都有C、H、O、N B．细胞内合成新的分子时都需要模板 C．在细胞质和细胞核中都有分布 D．高温变性后降温都能缓慢复性 答案　D 解析　DNA经高温变性后，降温能缓慢复性，蛋白质经高温变性后，降温不能复性，D错误。 10．(经典高考题)生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是(　　) A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物 B．真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有 C．若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶 D．若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶 答案　B 解析　真核细胞的染色体和染色质都主要是由DNA和蛋白质组成的，都存在DNA—蛋白质复合物，A正确；原核细胞中没有以核膜为界限的细胞核，DNA裸露存在，不含染色体(质)，但是其DNA会在相关酶的催化下发生复制，DNA分子复制时会出现DNA—蛋白质复合物，B错误；DNA复制需要DNA聚合酶，若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能为DNA聚合酶，C正确；在DNA转录合成RNA时，需要有RNA聚合酶的参与，故该DNA—蛋白质复合物中含有RNA聚合酶，D正确。 归纳总结　常见的核酸—蛋白质复合体 考向六　比较细胞中的生物大分子 11．(2025·江苏，1)关于蛋白质、磷脂和淀粉，下列叙述正确的是(　　) A．三者组成元素都有C、H、O、N B．蛋白质和磷脂是构成生物膜的主要成分 C．蛋白质和淀粉都是细胞内的主要储能物质 D．磷脂和淀粉都是生物大分子 答案　B 解析　蛋白质的组成元素为C、H、O、N(可能含S)，磷脂除了含有C、H、O外，还含有P甚至N，而淀粉仅含有C、H、O，A错误；生物膜的主要成分是磷脂(构成基本支架)和蛋白质(承担膜功能)，B正确；细胞内的主要储能物质是脂肪(动物)和淀粉(植物)，蛋白质不是主要储能物质，C错误；淀粉是多糖，属于生物大分子，而磷脂由甘油、脂肪酸和磷酸及其他衍生物组成，属于小分子物质，D错误。 12．(2023·全国乙，1改编)生物体内参与生命活动的生物大分子可由单体聚合而成，构成蛋白质等生物大分子的单体和连接键以及检测生物大分子的试剂等信息如表。 单体 连接键 生物大分子 检测试剂或染色剂 葡萄糖 — ① — ② ③ 蛋白质 ④ ⑤ — 核酸 ⑥ 根据表中信息，下列叙述错误的是(　　) A．①可以是淀粉或糖原 B．②是氨基酸，③是肽键，⑤是碱基 C．②和⑤都含有C、H、O、N元素 D．④可以是双缩脲试剂 答案　B 解析　组成蛋白质的单体是②氨基酸，连接两个氨基酸分子的化学键是③肽键，组成核酸的单体是⑤核苷酸，B错误。 一、基础排查 1．判断下列关于蛋白质的叙述 (1)抗体是发挥免疫功能的蛋白质，胰岛素是调节机体生命活动的蛋白质(　√　) (2)酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异是由R基的不同引起的(　√　) (3)评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，应注重必需氨基酸的种类和含量(　√　) (4)苯丙氨酸是人体的一种必需氨基酸，在人体细胞中，苯丙氨酸不可能由其他氨基酸转化而来(　√　) (5)由n个氨基酸脱水缩合形成的m条多肽链中至少含有(n－m)个肽键(　√　) (6)含有m条肽链、n个氨基酸残基的蛋白质中至多有n个氮原子(　×　) 提示　根据氨基酸的结构特点可知，每个氨基酸至少含有一个氮原子，所以由n个氨基酸组成的蛋白质至少含有n个氮原子。 (7)某物质是一种环状八肽，分子中含有8个肽键(　√　) (8)蛋白质中的N元素主要存在于氨基中(　×　) 提示　蛋白质中的N元素主要存在于“—CO—NH—”结构中。 (9)蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序等有关(　√　) (10)氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质(　×　) 提示　氨基酸脱水缩合后，还需进一步的盘曲、折叠才能形成具有特定结构和功能的蛋白质。 (11)蛋白质煮沸后变性失去生物活性的过程发生了肽键断裂(　×　) 提示　蛋白质变性失活后其空间结构发生改变，但肽键没有断裂。 (12)蛋白质彻底水解的产物不能与双缩脲试剂发生紫色反应(　√　) (13)高温变性后的蛋白质不能恢复原有的结构和性质(　√　) 2．判断下列关于核酸的叙述 (1)人的DNA主要分布于细胞核，少数分布在细胞质基质中(　×　) 提示　人的DNA主要分布于细胞核，少数分布于细胞质中(线粒体中)。 (2)线粒体、叶绿体和细胞核中均有蛋白质和核酸(　√　) (3)大肠杆菌和酵母菌细胞中都不含RNA(　×　) 提示　大肠杆菌和酵母菌细胞中都含有DNA和RNA。 (4)组成核酸的基本单位是脱氧核糖核苷酸(　×　) 提示　组成核酸的基本单位是核苷酸，DNA的基本单位是脱氧核苷酸，RNA的基本单位是核糖核苷酸。 (5)把DNA的一条单链中的T换成U就是一条RNA链(　×　) 提示　DNA中的五碳糖是脱氧核糖，RNA中的五碳糖是核糖。 (6)由A、T、G、C四种碱基参与构成的核苷酸有7种(　√　) (7)叶肉细胞遗传物质中碱基、核苷酸、五碳糖的种类分别是5种、8种和2种(　×　) 提示　叶肉细胞中既含有DNA，又含有RNA，但遗传物质是DNA，其碱基、核苷酸、五碳糖种类分别是4种(A、T、C、G)、4种(4种脱氧核苷酸)和1种(脱氧核糖)。 (8)真核生物的遗传信息储存在DNA中，原核生物和病毒的遗传信息储存在RNA中(　×　) 提示　真核生物和原核生物的遗传信息都储存在DNA中，少数病毒的遗传信息储存在RNA中。 (9)幽门螺杆菌的遗传物质彻底水解得到的化合物最多有8种(　×　) 提示　幽门螺杆菌的遗传物质是DNA，DNA彻底水解得到的化合物最多有6种，分别是A、T、C、G、脱氧核糖、磷酸。 (10)核酸分子的多样性取决于核酸中核苷酸的排列顺序(　√　) (11)核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中起作用(　√　) (12)蛋白质合成需要核酸参与，核酸合成不需要蛋白质参与(　×　) 提示　核酸指导蛋白质的合成，蛋白质的合成需要核酸的参与，核酸的合成也需要DNA聚合酶、RNA聚合酶(化学本质是蛋白质)等的参与。 二、要语必背 1．(必修1 P29)蛋白质是生命活动的主要承担者：具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、免疫等重要功能。 2．(必修1 P29)氨基酸的结构特点：每种氨基酸分子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接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。 3．(必修1 P30)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，被称为必需氨基酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取。 4．蛋白质结构多样性的直接原因：①氨基酸的种类不同；②氨基酸的数目不同；③氨基酸的排列顺序不同；④肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。 5．(必修1 P32)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。熟鸡蛋更容易消化的原因是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。 6．(必修1 P35)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极其重要的作用。 7．和DNA相比，RNA在化学组成上的区别：RNA含有核糖而不含脱氧核糖，RNA含有U而不含有T。 8．细胞中组成DNA的脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息。 9．碳是“生命的核心元素”的原因：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，因此，生物大分子也是以碳链为基本骨架的。 课时精练 [分值：100分] [1～10题，每题5分；11～13题，每题6分。共68分] 一、选择题 1．蛋白质是生命活动的主要承担者，是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。如图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列叙述正确的是(　　) A．a中肯定有S元素 B．多肽中b的数目等于c的数目 C．①过程反应产生的水中的氢分别来自氨基和羧基 D．高温能破坏蛋白质的空间结构，氮元素主要存在于其氨基中 答案　C 解析　图中a是组成蛋白质的元素，蛋白质的基本组成元素为C、H、O、N，蛋白质中不一定含有S等元素，A错误；多肽中c肽键的数目＝氨基酸b的数目－肽链的数目，B错误；b为组成蛋白质的基本单位氨基酸，①为氨基酸的脱水缩合，该反应产生的水中的氢分别来自氨基和羧基，C正确。 2．(2026·河南部分学校联考)我国科研人员以人天然的结构蛋白为模型，利用合成生物学和化学组装调控，合成了一种在极端低温和高温下，都具有较强稳定性的新型蛋白纤维。该类蛋白纤维对肌肉动态修复和疲劳调节具有潜在的应用价值。下列对蛋白纤维的分析，正确的是(　　) A．组成新型蛋白纤维的基本单位是氨基酸和葡萄糖 B．在低温和高温下，天然结构蛋白均易变性 C．新型蛋白纤维具有较强稳定性可能与其盘曲、折叠的方式有关 D．新型蛋白纤维盘曲、折叠时主要通过肽键相连 答案　C 解析　组成蛋白质的基本单位是氨基酸，葡萄糖是单糖，属于糖类的基本组成单位，新型蛋白纤维属于蛋白质，其基本单位是氨基酸，A错误；高温会破坏蛋白质的空间结构，从而导致其变性，但低温一般不会使蛋白质变性，B错误；蛋白质的稳定性与其空间结构(如特定的盘曲、折叠方式)密切相关，新型蛋白纤维在极端温度下稳定性强，可能因其空间结构更稳固，C正确；蛋白质盘曲、折叠形成的空间结构主要依赖二硫键、氢键、疏水相互作用等维持，而肽键通常是连接氨基酸之间的化学键，D错误。 3．(2025·遂宁一模)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc)，该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为PrPsc(朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc，实现朊粒的增殖，进而引起疯牛病。据此分析，下列叙述正确的是(　　) A．朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中 B．蛋白质空间结构的改变可以使其肽键断裂 C．朊粒的增殖方式与酵母菌的增殖方式相同 D．PrPsc(朊粒)具备生命的一些特征，但不属于生命系统 答案　D 解析　朊粒是蛋白质，不含核酸，无法整合到宿主基因组中，A错误；蛋白质空间结构改变破坏的是氢键、二硫键等，肽键(一级结构)并未被破坏，B错误；朊粒通过诱导PrPc结构改变增殖，酵母菌的主要增殖方式是出芽生殖，两者方式不同，C错误；PrPsc能增殖(诱导PrPc转化)，体现生命特征，但无细胞结构，不属于生命系统层次，D正确。 4．(2025·豫南九校联考)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。下列叙述正确的是(　　) A．蛋白质和DNA都可承担催化化学反应的功能，都是生命活动的产物 B．蛋白质和核酸都是生物大分子，都以碳链为骨架 C．蛋白质和RNA的组成元素都含有碳、氢、氧、氮，都可能含有磷 D．蛋白质和DNA分子各自独特的空间结构是形成其多样性的原因 答案　B 解析　大多数的酶是蛋白质，少数是RNA，故蛋白质和RNA都可承担催化化学反应的功能，但DNA不可承担催化化学反应的功能，A错误；蛋白质和核酸都是生物大分子，蛋白质的基本单位是氨基酸，核酸的基本单位是核苷酸，它们都是以碳链为骨架的，B正确；蛋白质和RNA的组成元素都含有碳、氢、氧、氮，蛋白质可能含有磷，但RNA一定含有磷，C错误；蛋白质的多样性主要由氨基酸的种类、数量、排列顺序以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构决定，DNA的多样性主要由碱基的排列顺序决定，D错误。 5．如图为某化合物及反应过程，下列叙述正确的是(　　) A．①代表的碱基可以是尿嘧啶 B．题图表示核糖核苷酸脱水缩合过程 C．由图中核苷酸聚合形成的大分子一般以单链形式存在 D．支原体的遗传物质可由图中所示的核苷酸脱水缩合形成 答案　D 解析　题图中的五碳糖为脱氧核糖，核苷酸是脱氧核苷酸，尿嘧啶只存在于核糖核苷酸中，因此，①不可能是尿嘧啶，题图表示脱氧核苷酸脱水缩合的过程，A、B错误；由图中核苷酸聚合形成的大分子物质是DNA，DNA一般是双链的，C错误；支原体的遗传物质是DNA，因此通过图中脱水缩合过程形成的多聚体即DNA可以作为支原体的遗传物质，D正确。 6．(2025·安阳一模)DNA条形码技术是通过分析生物体内DNA片段来对物种进行快速准确鉴定的技术。目前生命条形码数据库中已收录的DNA条形码序列高达9 469 289条，该技术将成为物种分子鉴定和分类的常规研究手段。下列叙述错误的是(　　) A．DNA条形码中碱基的排列顺序具有特异性 B．只测定双链DNA的一条链不能获得DNA条形码 C．条形码中保守序列可设计成通用引物，用于扩增 D．外源基因的插入可能导致条形码鉴定结果错误 答案　B 解析　DNA的双链遵循A—T、G—C的碱基互补配对原则，只测定双链DNA的一条链能获得DNA条形码，B错误；引物能与目的基因的一段碱基序列互补配对，条形码中保守序列可设计成通用引物，用于扩增，C正确；外源基因的插入会导致碱基序列改变，可能导致条形码鉴定结果错误，D正确。 7．(2026·河南省九师联盟质检)研究人员将基因M和基因P转入苜蓿细胞中并培育获得转基因苜蓿。转基因苜蓿植株中可溶性糖和可溶性蛋白含量、SOD等多种酶活性、光合速率均高于野生型植株，抗低温的能力也显著增强。下列叙述正确的是(　　) A．基因P和基因M彻底水解的产物不相同 B．可溶性蛋白中都含有21种不同的氨基酸 C．SOD活性升高一定是其空间结构发生了改变 D．可溶性糖含量增加可使细胞的吸水能力增强 答案　D 解析　基因P和M均为DNA片段，彻底水解产物均为脱氧核糖、磷酸及A、T、C、G四种碱基，产物相同，A错误；可溶性蛋白的种类很多，但并不是每种蛋白质均含有21种氨基酸，B错误；SOD活性升高可能是酶数量增加导致，不一定是空间结构改变，C错误；可溶性糖含量增加会提高细胞液浓度，增强细胞渗透吸水能力，D正确。 8．科研小组为探究某病毒的遗传物质是DNA还是RNA进行了不同的实验设计。下列设计思路合理的是(　　) A．检测遗传物质中含有的五碳糖的元素种类 B．用15N标记核苷酸并检测遗传物质的放射性 C．用双缩脲试剂对遗传物质的种类进行鉴定 D．分别用RNA酶或DNA酶处理核酸后检测侵染活性 答案　D 解析　组成DNA的五碳糖是脱氧核糖，组成RNA的五碳糖是核糖，组成元素都是C、H、O，A不合理；15N没有放射性，且脱氧核苷酸和核糖核苷酸中都含有N，B不合理；可用双缩脲试剂鉴定蛋白质，DNA和RNA不能用双缩脲试剂进行鉴定，C不合理；用RNA酶处理核酸后，如果仍具有侵染活性，则说明该病毒的遗传物质是DNA，否则说明其遗传物质是RNA，所以该方法可以用来鉴定病毒的遗传物质是DNA还是RNA，D合理。 9．(2025·成都三模)生物大分子一般是指生物体内的分子量大于10 KDa(千道尔顿)的物质，如蛋白质、核酸和多糖等，它们还可相互结合以复合大分子的形式存在。下列叙述正确的是(　　) A．生物大分子是由相应的单体构成，均含有元素C、H、O、N B．淀粉、纤维素等多糖性质不同的原因之一是单体的种类不同 C．某胶原蛋白含有18种氨基酸，人体不能合成组成该蛋白的所有氨基酸 D．真核生物细胞核内存在核酸和蛋白质的复合体大分子，原核生物中不存在 答案　C 解析　生物大分子是由许多单体连接成的多聚体，例如，蛋白质的单体是氨基酸，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，因此生物大分子都是以碳链为基本骨架，淀粉是生物大分子，只含有元素C、H、O，A错误。淀粉、纤维素的单体都是葡萄糖，B错误。组成人体的蛋白质有21种，人体细胞有8种必需氨基酸(婴儿有9种)不能合成，必须从外界环境中获取。某胶原蛋白含有18种氨基酸，其中必然包含人体细胞不能合成的必需氨基酸，即人体不能合成组成该蛋白的所有氨基酸，C正确。真核生物细胞核内存在核酸和蛋白质的复合体，如染色体，原核生物中也存在核酸与蛋白质的复合体，如DNA复制时，DNA聚合酶与DNA结合，D错误。 10．(2026·皖豫联盟调研)LAR是一种由类芽孢杆菌属细菌产生的“套索”状多肽抗生素(如图)，由18个氨基酸组成。下列叙述错误的是(　　) A．合成1个LAR分子需要脱去18个H2O B．LAR合成后，需要高尔基体的修饰 C．LAR合成过程中，逐渐延伸的是C端 D．LAR的功能与其“套索”结构密切相关 答案　B 解析　多肽由氨基酸通过脱水缩合形成，据图可知，该多肽存在环化现象，脱水数＝氨基酸数，LAR由18个氨基酸组成，合成1个LAR分子需脱去18个H2O，A正确；LAR由类芽孢杆菌属细菌(原核生物)产生，原核生物仅含核糖体，无高尔基体等复杂细胞器，因此，LAR合成后不需要高尔基体的修饰，B错误；多肽合成时，核糖体沿mRNA从N端向C端延伸肽链，因此LAR合成过程中逐渐延伸的是C端，C正确；蛋白质的结构决定功能，LAR的“套索”结构是其特定空间结构，与其功能(作为抗生素)密切相关，D正确。 11．(2026·绵阳质检)蛋白水解酶分内切酶和外切酶2种，外切酶专门作用于肽链末端的肽键，内切酶则作用于肽链内部特定区域。若某蛋白内切酶作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)两侧的肽键，某四十九肽经该内切酶作用后的情况如图。下列叙述错误的是(　　) A．形成短肽A、B、C共消耗2分子水 B．短肽A、B、C比四十九肽的氧原子数少1个 C．内切酶作用于肽链的特定区域与其自身结构相关 D．若用蛋白外切酶处理该多肽，最终会得到49个氨基酸 答案　A 解析　短肽A、B、C的形成过程中共去掉3个苯丙氨酸(C9H11NO2)，这需要断裂5个肽键，消耗5个水分子，A错误；据图可知，短肽A、B、C的形成过程中共去掉第17、31和32位的苯丙氨酸，此过程共需要断裂5个肽键(分别位于16和17、17和18、30和31、31和32、32和33)，消耗5个水分子，每个苯丙氨酸含有2个氧原子、每个水分子含有1个氧原子，所以短肽A、B、C比该四十九肽的氧原子数少2×3－5＝1(个)，B正确；题意显示，内切酶分子表面存在特定的“功能区域”，是实现底物识别切割特定肽键的核心，C正确；外切酶专门作用于肽链末端的肽键，若该四十九肽用蛋白外切酶处理，最终会得到49个氨基酸，D正确。 12．(2025·湖北，14)大数据时代，全球每天产生海量数据，预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题，科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA，实现数据长期保存。下列叙述中，DNA可以作为存储介质的优点不包括(　　) A．DNA具有可复制性，有利于数据的传播 B．可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息 C．DNA长链中碱基排列的多样化，为大量数据的存储提供可能 D．DNA作为存储介质体积小，为数据携带和保存节约了大量空间 答案　B 解析　DNA储存数据时，信息读取依赖测序技术而非转录和翻译(后两者为生物体内表达遗传信息的过程，与数据存储无关)，B符合题意。 13．轻度酶解是一种温和的酶处理过程，通常用于食品工业、饲料工业和其他生物技术领域。轻度酶解是在较温和的条件下，通过酶作用将生物大分子分解成较小的片段，而非完全降解成单体。下列叙述正确的是(　　) A．轻度酶解后的多肽片段遇双缩脲试剂无颜色变化 B．淀粉经轻度酶解后产生的不同长度的糖链基本单位不同 C．DNA和RNA轻度酶解得到的部分片段中碱基可能相同 D．DNA和RNA彻底水解后的产物中仅五碳糖存在差异 答案　C 解析　轻度酶解后的多肽片段仍然含有肽键，双缩脲试剂能与含有两个或多个肽键的化合物发生紫色反应，所以轻度酶解后的多肽片段遇双缩脲试剂会有颜色变化，A错误；淀粉的基本单位是葡萄糖，淀粉经轻度酶解后产生的不同长度的糖链基本单位依然是葡萄糖，B错误；DNA和RNA中都含有A、G、C三种碱基，所以DNA和RNA轻度酶解得到的部分片段中碱基可能相同，C正确；DNA彻底水解后的产物是磷酸、脱氧核糖和A、T、G、C四种碱基，RNA彻底水解后的产物是磷酸、核糖和A、U、G、C四种碱基，不仅五碳糖存在差异，碱基也有差异(DNA有T无U，RNA有U无T)，D错误。 二、非选择题 14．(18分)图1是生物体细胞内部分有机物的概念图；图2是免疫球蛋白(IgG)的结构图(—SH＋—SH→—S—S—＋2H)。回答下列问题： (1)图1中，若c广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中，则c是________；d中的磷脂和________是构成动物细胞膜的重要成分；b、c、d、e中属于生物大分子的是________(填字母)。 (2)图1中，若生物体内的b中含S元素，则该元素存在于氨基酸的________中。除五碳糖外，DNA与e相比，在化学组成上的差异表现在________________________。脊髓灰质炎病毒中含有________种核苷酸。 (3)科学家发现IgG可以与不同的抗原结合，其原因主要是IgG的V区变化大；从氨基酸的角度考虑，V区不同的原因是_____________________________________________________。 IgG至少含有的羧基数目为________。若IgG由n个氨基酸构成，则形成IgG后，相对分子质量减少了________。 答案　(1)几丁质　胆固醇　b、c、e　(2)R基　DNA含碱基T，RNA含碱基U　4　(3)氨基酸的种类、数量和排列顺序不同　4个　18n－64 解析　(3)由图2可知，IgG含有4条肽链、4个二硫键(—S—S—)，而每条肽链至少含有1个游离的羧基，所以IgG至少含有4个羧基。若IgG由n个氨基酸构成，则形成IgG后，减少的相对分子质量＝脱去的水分子的质量＋形成二硫键时脱去氢的质量＝(n－4)×18＋8＝18n－64。 15．(14分)某蛋白质分子中的一条肽链为156肽，其分子式为CxHyNzOwS(z>156，w>157)，且该条肽链是由半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、赖氨酸(C6H14O2N2)、苯丙氨酸(C9H11O2N)五种氨基酸组成的。请回答下列问题： (1)该156肽彻底水解后将会得到____________个赖氨酸、________个天冬氨酸(结果可用分子式中的未知数表示)。 (2)(10分)苯丙氨酸是人体的必需氨基酸，那么是否也是大鼠的必需氨基酸呢？某生物兴趣小组利用下列材料和用具就此问题进行了探究，请补充并完善他们的实验方案。 材料用具：20只生长发育状况相同的正常幼年大鼠、分装在不同试剂瓶中的21种氨基酸、不含蛋白质和氨基酸的食物、秤、天平等。 实验原理：必需氨基酸是动物体不能合成、只能从食物中获得的氨基酸。动物缺乏必需氨基酸时，体内蛋白质的合成就会受到影响，从而导致动物出现营养不良、体重增加缓慢的情况。 实验方案： ①配食：取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量和比例适宜的21种氨基酸，配制成食物A；另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入除________以外的20种氨基酸，其含量和比例与食物A中相同，配制成食物B。 ②分组：将20只幼年大鼠平均分成甲、乙两组，分别称量其体重。 ③饲喂：甲组每天饲喂适量的食物A，乙组每天饲喂等量的____________，两组幼年大鼠其他饲养条件相同。 ④观测：一段时间后，分别测量甲、乙两组幼年大鼠的________，并计算其增加量。 实验结果及结论：若______________________________________________________________，则苯丙氨酸是大鼠的必需氨基酸。 答案　(1)z－156　(w－157)/2　(2)苯丙氨酸　食物B　体重　乙组幼年大鼠营养不良、体重增加缓慢，甲组幼年大鼠正常 解析　(1)据题干信息可知，5种氨基酸只有赖氨酸含有2个N，其他只含有1个N，天冬氨酸含有4个O，其他只含有2个O，该156肽由156个氨基酸脱水缩合过程中失去155个水分子形成，若彻底水解后将会得到a个赖氨酸，b个天冬氨酸，则z＝156＋a，故a＝z－156；w＋155＝2×156＋2×b，故b＝(w－157)/2。(2)必需氨基酸是动物体内不能合成、只能从食物中获得的氨基酸，若动物缺乏，将影响体内蛋白质的合成，出现营养不良、体重增加缓慢的情况，因此要证明苯丙氨酸是否为必需氨基酸，应取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量和比例适宜的由21种氨基酸配制成的食物A(对照组)；另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入除苯丙氨酸以外的20种氨基酸，其含量和比例与食物A中相同，配制成食物B；对甲、乙两组幼年大鼠分别饲喂等量的食物A、食物B；一段时间后分别测量两组幼年大鼠的体重，计算体重增加量；若两组幼年大鼠营养状况和体重基本相同，则苯丙氨酸不是大鼠的必需氨基酸，若乙组幼年大鼠营养不良、体重增加缓慢，甲组幼年大鼠正常，则苯丙氨酸是大鼠的必需氨基酸。 学科网（北京）股份有限公司 $