第1单元 第3讲 蛋白质和核酸(Word教师用书)-【金版新学案】2027年高考生物高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

该高中生物学讲义围绕蛋白质和核酸核心考点，依据课标要求构建“必备知识梳理-关键能力提升”体系，涵盖氨基酸结构、蛋白质功能、核酸组成及生物大分子碳链骨架等内容。通过析概念点易错练表达夯实基础，结合真题讲解与拓展延伸突破难点，体现复习的系统性和针对性。 资料以生命观念和科学思维为导向，创新设计蛋白质计算“规律法”“公式法”等策略，通过建模分析核酸与蛋白质关系培养结构与功能观。设置分层练习与知能快检，确保学生高效掌握考点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第3讲　蛋白质和核酸 课标要求 核心概念 1.阐明在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种，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.概述核酸由核苷酸连接而成，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。 氨基酸、蛋白质的结构、蛋白质的功能、核苷酸、核糖核酸、脱氧核糖核酸、生物大分子、碳链 层级Ⅰ　根基稳筑牢——夯实必备知识 必备知识梳理 析概念·点易错·练表达 一、蛋白质的结构和功能 1.蛋白质的基本组成单位——氨基酸 2.蛋白质的合成及结构层次 (1)多肽的形成过程 ①过程a：脱水缩合。物质b：二肽。肽键位于结构c中的C、N原子之间。 ②H2O中H来源于氨基和羧基，O来源于羧基。 ③多个氨基酸发生脱水缩合，产物名称为多肽。 (2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例) 析概念 1.下列关于蛋白质的叙述错误的是(①③) ①具有氨基和羧基的化合物都是构成生物体蛋白质的氨基酸 ②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 ③胰岛素和抗体的差异与组成它们的氨基酸之间的连接方式有关 ④肽链能折叠是由于氨基酸之间能形成氢键或二硫键 ⑤高温处理过的蛋白质空间结构被破坏，功能丧失，但仍能与双缩脲试剂发生紫色反应 点易错 1.由于基因的选择性表达，同一生物的不同细胞中蛋白质种类和数量有所不同。 2.氨基酸数目≠氨基酸种类：蛋白质分子含有多个氨基酸，组成人体蛋白质的氨基酸有21种。 3.R基中不一定有C原子，如甘氨酸中R基为H原子；S元素一定在R基中。 4.多肽≠蛋白质：在核糖体上合成的是多肽，而不是蛋白质，多肽必须经过加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。 练表达 1.(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。 3.蛋白质结构多样性和功能多样性的原因 2.(必修1 P28“图2-8”挖掘)抗体和头发的主要成分均为蛋白质，但功能却相差极大，请从氨基酸角度分析，原因是 组成抗体和头发的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同。 课堂笔记： 二、核酸的结构和功能 1.核酸的结构 2.核酸的功能和分布 析概念 2.下列关于核酸的叙述正确的是(①) ①A、G、C、T四种碱基在真核细胞中可以构成七种核苷酸 ②真核生物的DNA分子和RNA分子都可以作为遗传物质 ③只要把DNA单链中的T换成U就是RNA了 ④真核细胞内DNA和RNA是在细胞核内合成的 点易错 　核酸的初步水解的产物是核苷酸，脱氧核苷酸和核糖核苷酸分别是DNA和RNA的基本组成单位，彻底水解的产物是五碳糖、磷酸和含氮碱基。 练表达 3.(必修1 P34“问题探讨”拓展)自从全国打击拐卖儿童DNA数据库建成后，借助“打拐DNA数据库”，数以千计的被拐儿童得以重回父母身边。打拐DNA数据库能帮助大量的被拐儿童找到亲生父母的原因是不同个体的DNA如同指纹一样具有特异性，如果能从父母的DNA指纹中找到孩子的所有条带，就可以确定亲子关系。 4.(必修1 P35正文挖掘)核酸能够储存巨大数量的遗传信息的原因是核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息，核酸中核苷酸的排列顺序千变万化。 三、生物大分子以碳链为骨架 (1)组成多糖、蛋白质、核酸的基本单位分别是单糖、氨基酸、核苷酸，这些基本单位称为单体。生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。 (2)碳是“生命的核心元素”的原因是生物大分子以碳链为基本骨架，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。 析概念 3.下列关于生物大分子的叙述错误的是(①) ①激素、糖原和脂肪都是生物大分子，都以碳链为基本骨架 ②碳链是各种生物大分子的结构基础，细胞中生物大分子的合成需要酶来催化 ③生物大分子都是以碳链为基本骨架的单体连接而成的多聚体 ④DNA分子是储存、传递遗传信息的生物大分子，部分病毒的遗传信息储存在RNA中 层级Ⅱ　要义深剖析——提升关键能力 主题(一)　蛋白质的结构、功能及相关计算 (2025·新课标卷)蛋白质是结构和功能多样的生物大分子。下列叙述错误的是(　　) A.二硫键的断裂不会改变蛋白质的空间结构 B.改变蛋白质的空间结构可能会影响其功能 C.用乙醇等有机溶剂处理可使蛋白质发生变性 D.利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质 答案：A 解析：二硫键是连接不同肽链或同一肽链中两个半胱氨酸残基的化学键，属于蛋白质一级结构的一部分。若二硫键断裂，会破坏蛋白质的空间结构，导致其功能丧失，A错误。蛋白质的功能依赖其特定的空间结构，若空间结构改变(如高温、强酸、强碱导致的变性)，其功能通常也会受到影响，B正确。乙醇等有机溶剂可破坏蛋白质分子中的氢键，导致其空间结构改变而变性，C正确。蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或合成一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求，因此利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质，D正确。 【拓展延伸】　如图所示，该蛋白质分子共由67个氨基酸构成，包括两条多肽链和一个环状肽。数字代表两条多肽链上氨基酸的起止数字，该蛋白质由二硫键(两个—SH形成1个—S—S—)相连，假设氨基酸的平均相对分子质量为a。 (1)该蛋白质分子至少有　　　　个游离的氨基和　　　　个游离的羧基以及至少含有　　　　个氧原子。 (2)该蛋白质分子含有　　　　个肽键，该蛋白质的相对分子质量为　　　　。 答案：(1)2　2　69　(2)65　67a－1 174 解析：(1)链状多肽至少含1个游离氨基和1个游离羧基(不考虑R基中的氨基和羧基)，环状多肽不含游离的氨基和游离的羧基；不考虑R基中的氧原子，一个氨基酸含有羧基中的2个氧原子，67个氨基酸共含134个氧原子，形成两条多肽链和一个环状肽组成的蛋白质，应脱去67－2＝65个H2O，即减少65个氧原子，因此，该蛋白质至少含134－65＝69个氧原子。(2)该蛋白质含两条肽链，因此67个氨基酸形成该蛋白质时脱去67－2＝65个H2O，形成65个肽键；氨基酸的平均相对分子质量为a，67个氨基酸分子质量共67a，形成该蛋白质时脱去65个H2O，形成两个—S—S—(二硫键)，减少的相对分子质量为18×65＋4＝1 174，所以该蛋白质的相对分子质量为67a－1 174。 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 ①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。 ②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。 考向1　蛋白质的结构和功能 1.(2025·四川卷)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，组成氨基酸的基本元素是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连接，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.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被破坏 答案：A 解析：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，根据相似相溶原理可知，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；变性后原有空间结构改变，导致一系列理化性质变化，生物活性丧失，D正确。 考向2　蛋白质有关计算 3.(2026·四川成都模拟)牛肝菌是常见的野生真菌，进食未加工成熟的牛肝菌会出现呕吐、腹痛及腹泻等中毒症状。环状八肽α-鹅膏蕈碱是毒蘑菇中常见的毒性物质。下列说法正确的是(　　) A.牛肝菌细胞与乳酸菌细胞结构相似，遗传物质主要存在于环状DNA中 B.α-鹅膏蕈碱由8个氨基酸脱水缩合而成，共脱去7分子水，含有7个肽键 C.组成α-鹅膏蕈碱的元素一定有C、H、O、N，N元素主要存在于R基中 D.食用牛肝菌造成患者出现腹泻症状，患者不仅要补充水分还需要补充无机盐 答案：D 解析：牛肝菌是真菌，属于真核生物，而乳酸菌是原核生物。真核生物的遗传物质主要位于染色体DNA上，原核生物没有染色体，其遗传物质主要位于环状DNA中，A错误。α-鹅膏蕈碱是环状八肽，由8个氨基酸脱水缩合而成，共脱去8分子水，含有8个肽键，B错误。α-鹅膏蕈碱为环状八肽，其组成元素一定有C、H、O、N，其中N元素主要存在于肽键中，C错误。食用牛肝菌造成腹泻时，患者在丢失大量水分的同时也会丢失无机盐，因此患者除补充水分外还需补充无机盐，D正确。 主题(二)　核酸及其与蛋白质的关系 下列有关核酸及其与蛋白质的关系的说法，正确的是(　　) A.多肽链和核酸单链可在链内形成氢键 (2025·河北卷) B.烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸 (2025·浙江1月选考) C.rRNA彻底水解的产物是碱基、核糖、磷酸 (2024·贵州卷) D.氨基酸和核苷酸都含有C、H、O、N元素 (2023·全国乙卷) E.蛋白质和核酸在高温变性后降温都能缓慢复性 (2021·江苏卷) F.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 (2018·全国Ⅰ卷) 答案：ABCD 解析：多肽链中的某些区域可以形成氢键，如α螺旋结构，核酸单链如tRNA，可在链内形成氢键，形成特定的空间结构，A正确；烟草叶肉细胞的遗传物质是DNA，其单体是脱氧核苷酸，DNA水解后可产生4种脱氧核苷酸，B正确；rRNA彻底水解的产物有碱基、核糖和磷酸，C正确；氨基酸的基本元素组成是C、H、O、N，核苷酸的元素组成是C、H、O、N、P，D正确；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，E错误；真核细胞的核中含有染色体或染色质，存在DNA－蛋白质复合物，原核细胞的拟核中也可能存在DNA－蛋白质复合物，如拟核DNA进行复制或者转录的过程中都存在DNA与酶(化学本质为蛋白质)的结合，也能形成DNA－蛋白质复合物，F错误。 1.建模分析蛋白质和核酸之间的关系 2.常见的核酸—蛋白质复合体 考向1　核酸的结构和功能 1.(2026·湖北襄阳模拟)图甲是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述错误的是(　　) A.甲中a为核糖或脱氧核糖，b为腺苷 B.病毒中的核酸可能是乙，也可能是丙 C.人的神经细胞中含有甲的种类是8种 D.小麦根尖细胞的遗传物质中，甲中的m有4种 答案：A 解析：甲中a为核糖或脱氧核糖，b为核苷酸，A错误；病毒只含有一种核酸，即DNA或RNA，故病毒中的核酸可能是乙(DNA)，也可能是丙(RNA)，B正确；人的神经细胞含有DNA和RNA，因此含有4种核糖核苷酸和4种脱氧核苷酸，共8种核苷酸，C正确；小麦根尖细胞的遗传物质是DNA，含有4种含氮碱基(A、T、C、G)，D正确。 考向2　辨析蛋白质和核酸的关系 2．(不定项)(2026·辽宁大连模拟)在真核细胞中，阿尔古蛋白在由小分子RNA调节的基因沉默(基因不表达)中扮演了一个重要角色，而阿尔古蛋白被发现存在于一系列的细菌和古生菌中。下列相关叙述错误的是(　　) A．阿尔古蛋白、RNA以及基因的元素组成均相同，但它们的组成单体不同 B．古生菌中应含有一种无膜结构的细胞器，该细胞器能合成阿尔古蛋白 C．阿尔古蛋白可能是通过影响DNA聚合酶的活性致使基因沉默的 D．真核细胞与细菌细胞内的DNA都能与蛋白质缠绕在一起形成染色体 答案：ACD 解析：阿尔古蛋白的基本组成元素是C、H、O、N，组成单体是氨基酸，RNA以及基因的元素组成都是C、H、O、N、P，组成单体分别是核糖核苷酸、脱氧核苷酸，A错误；古生菌为原核生物，其细胞中含有一种无膜结构的细胞器核糖体，核糖体是蛋白质合成的场所，B正确；DNA聚合酶在DNA复制过程中发挥重要作用，而阿尔古蛋白在由小分子RNA调节的基因沉默(基因不表达)中扮演了一个重要角色，因此阿尔古蛋白可能是通过影响RNA聚合酶的活性致使基因沉默的，C错误；细菌为原核细胞，没有染色体，D错误。 知能快检窗——查落实·固基础 1.下列关于蛋白质的叙述，错误的是(　　) A.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 B.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 C.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 D.蛋白质彻底水解的产物不能与双缩脲试剂发生紫色反应 E.由n个氨基酸脱水缩合形成的m条多肽链中含有(n－m)个肽键 F.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 G.某物质是一种环状八肽，分子中含有8个肽键 H.蛋白质中的N元素主要存在于氨基中 I.蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序等有关 J.肽链可通过氨基酸之间形成的氢键，折叠成具有一定空间结构的蛋白质 K.蛋白质煮沸后变性失去生物活性的过程发生了肽键断裂 答案：FHK 解析：根据氨基酸的结构特点可知，在不考虑R基的情况下，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，F错误；蛋白质中的N元素主要存在于“－CO－NH－”结构中，H错误；蛋白质变性失活后其空间结构发生改变，但肽键没有断裂，K错误。 2.下列关于核酸的叙述，正确的是(　　) A.人的DNA主要分布于细胞核，少数分布在细胞质基质中 B.细胞质基质、线粒体、叶绿体和细胞核中均有蛋白质和核酸 C.大肠杆菌和酵母菌细胞中都不含RNA D.组成核酸的基本单位是脱氧核糖核苷酸 E.把DNA的一条单链中的T换成U就是一条RNA链 F.由A、T、G、C四种碱基参与构成的核苷酸有7种 G.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 H.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 I.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 J.核酸分子的多样性主要取决于核酸中核苷酸的排列顺序 答案：BFJ 解析：人的DNA主要分布于细胞核，少数分布于细胞质中(线粒体中)，A错误；大肠杆菌和酵母菌细胞中都含有DNA和RNA，C错误；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，D错误；DNA中的五碳糖是脱氧核糖，RNA中的五碳糖是核糖，E错误；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)，G错误；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，H错误；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4种碱基(A、T、C、G)、脱氧核糖、磷酸，I错误。 学科网（北京）股份有限公司 $