第1单元 第4讲 蛋白质和核酸(Word学生用书)-【高考快车道】2027年高考生物大一轮总复习

该高中生物学高考复习学案系统覆盖蛋白质和核酸核心考点，按结构层次、功能多样性及相关计算分层梳理，通过问题链和任务驱动引导学生自主构建生物大分子的结构与功能关系网络，体现考点梳理的系统性和逻辑性。 亮点在于诊断性自测与进阶式探究设计，如命题角度选择题和蛋白质计算表格，培养生命观念与科学思维。深挖教材问题引导学生探究蛋白质变性机理等，助力自主诊断提升，教师可通过学情精准指导，实现因材施教。

第4讲　蛋白质和核酸 考点一 ● 必备知识 1.C、H、O、N　　氨基　羧基　同一个 2.(1)①氨基　羧基　②—COOH和—NH2　—COOH　(2)①肽键　氢键　空间结构　②二硫键　肽键 3.种类　数目　排列顺序　调节　运输　免疫　(1)①mRNA　基因的选择性表达 ②脱氧核苷酸序列　(2)氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变 【深挖教材】 1.可以,蛋白质变性后其空间构象被破坏,但氨基酸之间的肽键并没有被破坏 2.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 3.每一种蛋白质都有与它承担的功能相适应的结构,蛋白质结构改变会影响其功能 ● 典型例题 1.ACDE　[解析] 葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸,线粒体膜上存在运输丙酮酸的蛋白质,但不存在运输葡萄糖的蛋白质,B错误;蛋白质中的氮元素主要存在于结构—CO—NH—中,F错误;环状多肽的R基中可能存在游离的氨基和羧基,G错误;由几个氨基酸脱水缩合形成的多肽就称为几肽,一条肽链中的肽键数=氨基酸数-1,H错误。 2.B　[解析] 天冬酰胺可由正常细胞自身合成,因此属于非必需氨基酸,必需氨基酸必须通过饮食摄入,A错误;天冬酰胺作为氨基酸,可参与蛋白质的合成,同时,细胞内的氨基酸作为溶质分子,能够维持渗透压,B正确;白血病细胞无法合成足够的天冬酰胺,可能因缺乏天冬酰胺合成酶,而非前体物质(如天冬氨酸、谷氨酰胺等),C错误;L⁃天冬酰胺酶为蛋白质,口服会被消化酶分解失效,需通过注射方式给药,D错误。 3.C　[解析] 高温处理过的胶原蛋白仍含有肽键,所以可与双缩脲试剂发生颜色反应,A正确;作为缝合线的胶原蛋白的化学本质是蛋白质,胶原蛋白之所以能被人体细胞吸收利用是因为其被分解成蛋白质的基本单位——氨基酸,B正确;氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程中,不会发生氮原子的丢失,所以若该胶原蛋白由p条肽链、q个氨基酸组成,则至少含q个氮原子(不考虑R基),C错误;胶原蛋白具有一定空间结构与氨基酸之间能够形成氢键等有关,D正确。 4.D　[解析] 分析题图可知:该蛋白质分子含有3条肽链,并且乙和丙两条肽链间由—CO—NH—结构连接,因此链内肽键数为200-3=197(个),肽链间含有1个肽键,因此该蛋白质分子中共含有198个肽键,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;因乙肽链的R基上的氨基和与丙肽链的R基上的羧基通过脱水缩合反应形成了—CO—NH—结构,所以参与构成该蛋白质分子的200个氨基酸中至少有201个羧基,C错误;缩合成该蛋白质时脱去水分子198(个),相对分子质量减少了198×18=3564,且形成两个二硫键时减少4个H,所以合成该蛋白质分子的过程中,相对分子质量减少了3564+4=3568,D正确。 考点二 ● 必备知识 1.(1)C、H、O、N、P　磷酸　五碳糖　含氮碱基　核苷酸　(2)脱氧核苷酸　核糖核苷酸　脱氧核糖　核糖　T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶)　双螺旋　单链　(3)DNA和RNA　5　8　DNA　4　4　DNA　RNA　4　4　RNA 2.(1)遗传信息　tRNA　rRNA　(2)细胞核　细胞质　细胞核　拟核　细胞质 3.(1)4　排列顺序　(2)特定　遗传信息 4.(1)多糖、蛋白质和核酸　单体　多聚体 (2)碳　基本骨架　单体　碳　(3)脱氧核苷酸　脱氧核糖、碱基、磷酸　核糖、碱基、磷酸　氨基酸　葡萄糖　甘油和脂肪酸 ● 典型例题 1.EGH　[解析] DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸,RNA的基本单位是核糖核苷酸,两者之间的五碳糖也不同,不仅仅是碱基的区别,A错误;某些RNA(如tRNA)中也含有氢键,B错误;原核生物也以DNA为遗传物质,C错误;DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过氢键连接,D错误;遗传信息指核酸中核苷酸的排列顺序(或含氮碱基的排列顺序),相对分子质量相同、碱基含量相同的核酸分子其碱基排列顺序不同,所携带的遗传信息也不同,F错误。 2.D　[解析] 不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、P,不含S,A错误;DNA条形码序列由脱氧核糖核苷酸连接而成,B错误;染料植物的DNA条形码序列可能存在于细胞核中,也可能存在于细胞质中,C错误;不同DNA的区别在于碱基排列顺序不同,DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的DNA条形码序列不同,D正确。 3.BEF　[解析] 蛋白质中的N主要分布在“—CO—NH—”结构中,A错误;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,C错误;蛋白质的多样性与空间结构千差万别有关,但核酸的多样性主要取决于核苷酸的种类、数目和排列顺序,其空间结构相对稳定(如DNA为双螺旋,RNA多为单链),并非千差万别的空间结构,D错误;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聚合酶的催化,而酶的化学本质多为蛋白质,因此核酸合成也需要蛋白质参与,G错误;真核细胞的细胞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(成分为蛋白质)的结合,也能形成DNA-蛋白质复合物,H错误。 4.C　[解析] 核糖体和HIV都由蛋白质和RNA组成,属于核蛋白,A正确;血红蛋白中的Fe是血红素的关键成分,若去除Fe,血红素无法结合氧气,导致血红蛋白丧失运输氧的功能,B正确;核糖体中蛋白质的氨基酸序列由DNA通过转录形成的mRNA的遗传信息决定,而非核糖体中的rRNA,C错误;蛋白质是由氨基酸通过肽键连接形成的多聚体,核酸是由核苷酸通过磷酸二酯键连接形成的多聚体,D正确。 5.ABE　[解析] 多糖、蛋白质和核酸共有的元素为C、H、O,故生物大分子中均含有的元素是C、H、O,A错误;单体通常指组成生物大分子(如核酸、多糖、蛋白质等)的基本单位,单糖、二糖、脂肪不属于生物大分子,B错误;植物的储能物质为淀粉和脂肪,动物的储能物质为糖原和脂肪,蛋白质不是主要的储能物质,E错误。 6.B　[解析] 纤维素属于糖类,元素组成是C、H、O,淀粉酶是蛋白质,元素组成主要是C、H、O、N,核酸的元素组成是C、H、O、N、P,它们都有C、H、O,A正确;糖原是多糖,由葡萄糖单体连接成多聚体,蛋白质由氨基酸单体连接成多聚体,但脂肪不是多聚体,它由三分子脂肪酸和一分子甘油反应形成,B错误;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,C正确;多糖中的纤维素是植物细胞壁的组成成分,蛋白质是细胞膜、细胞质等结构的重要组成成分,固醇中的胆固醇是动物细胞膜的组成成分,D正确。 经典真题·明考向 1.B　[解析] 钙调蛋白的合成场所是核糖体,核糖体是“生产蛋白质的机器”,A正确;Ca2+不是钙调蛋白的基本组成单位,钙调蛋白的基本组成单位是氨基酸,B错误;氨基酸之间能够形成氢键等,从而使得肽链能够盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子,故钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关,C正确;小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构,每个球形结构可结合2个Ca2+,钙调蛋白结合Ca2+后,空间结构可能发生变化,D正确。 2.B　[解析] 该蛋白的基本组成单位是氨基酸,与天然蜘蛛丝蛋白的基本组成单位相同,A错误;氨基酸是组成蛋白质的基本单位,该蛋白的肽链由氨基酸经过脱水缩合反应通过肽键连接而成,B正确;该蛋白彻底水解的产物为氨基酸,氨基酸不能与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应,C错误;高温可改变该蛋白的空间结构,从而改变其韧性,但不会改变其化学组成,D错误。 3.B　[解析] 淀粉、糖原都是由单体葡萄糖聚合而成的生物大分子,因此①可以是淀粉或糖原,A正确;构成蛋白质的单体和连接键分别是氨基酸和肽键,构成核酸的单体是核苷酸,因此②③⑤分别是氨基酸、肽键、核苷酸,B错误;②⑤分别是氨基酸和核苷酸,都含有C、H、O、N,C正确;可利用双缩脲试剂与蛋白质发生紫色反应的原理对蛋白质进行检测,D正确。 第二单元　细胞的结构与物质的运输 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4讲　蛋白质和核酸 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 考点一　蛋白质的结构、功能及相关计算(识记·应用类) 1.组成蛋白质的氨基酸及其种类 2.蛋白质的结构 (1)多肽的形成过程 ①图示中,A表示　　　　,B表示　　　　。  ②H2O中各元素的来源:H来自　　　　　　　　　　,O来自　　　　。  [提醒]一条肽链上至少有一个游离的羧基和一个游离的氨基,分别位于肽链的两端,其余的游离的氨基或游离的羧基只能位于R基上。 (2)蛋白质的结构层次 ①同一条肽链内相邻氨基酸之间通过　　　　　相连接;不相邻的氨基酸可以通过　　　　相连接,使肽链能够盘曲、折叠形成特定的　　　　　　。  ②蛋白质的两条或多条肽链之间通过一定的化学键如　　　　　相互结合,形成更加复杂的空间结构;在特殊情况下,不同肽链之间也可以形成　　　　。  ③通常核糖体上合成的多肽没有生物活性,需要经过盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质才能发挥作用。 3.蛋白质的结构多样性与功能多样性 (1)蛋白质不同的原因 ①同一生物不同细胞蛋白质不同的直接原因是　　 　　　不同,根本原因是　　　 　　　　　;  ②不同生物蛋白质不同的根本原因是DNA的　　　　　　　　不同,蕴含的遗传信息不同。  (2)蛋白质功能改变的原因可能是　　　　 　　　　　　 　　　　　　　。  深挖教材·拓思维 1. 蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗?请判断并说明理由: 　 。  2. 熟鸡蛋、熟肉更容易消化的原因是　　　　　　　　　　 　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。[必修1 P32]  3.结合镰状细胞贫血的致病原理说明蛋白质结构与功能的关系: 　 　 。[必修1 P32图2⁃13及相关文字]  命题角度一　氨基酸及蛋白质的结构与功能 1.关于氨基酸及蛋白质的结构和功能,下列说法正确的是　　　　。  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.线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质[2021·辽宁卷] 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.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 E.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质[2023·湖北卷] F.胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中[2022·湖南卷] G.若是环状多肽,则一定没有游离的氨基和羧基 H.脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键就称为几肽 2.[2025·湖南长沙模拟] 正常的细胞能合成天冬酰胺(氨基酸)以满足自身生长,而白血病细胞不能合成足够的天冬酰胺,必须依靠血液中的天冬酰胺支持肿瘤细胞的快速生长。天冬酰胺合成和代谢过程如下图所示,下列叙述正确的是 (　) 天冬氨酸+谷氨酰胺+ATP天冬酰胺天冬氨酸+氨 A.天冬酰胺是必需氨基酸,通过饮食摄入满足细胞的需求 B.天冬酰胺既参与合成蛋白质,也可以维持细胞内的渗透压 C.白血病细胞一定缺乏合成天冬酰胺的前体物质 D.白血病患者可以口服L⁃天冬酰胺酶以抑制肿瘤细胞的生长 1.氨基酸的功能和运输 2.几种常考蛋白质的分布和功能 名称 分布 功能 大多数酶 细胞内或细胞外 催化作用 转运蛋白 生物膜 运输某些物质(如离子、氨基酸等) 某些激素 (如生长激 素、胰岛素) 由内分泌腺或内分泌细胞合成并分泌至内环境中 调节生命活动 抗体 由浆细胞合成并分泌至内环境中 免疫作用 细胞因子 由辅助性T细胞合成并分泌至内环境中 促进B细胞及细胞毒性T细胞的增殖分化 血红蛋白 红细胞内 主要运输O2 糖蛋白 细胞外表面 保护、润滑、识别等作用 结构蛋白 细胞膜、肌纤维等 构成细胞和生物体的成分 命题角度二　蛋白质的相关计算 3.[2025·辽宁丹东一模] 从某高等动物组织中提取的含有18种氨基酸的某种胶原蛋白,可以用来制作手术缝合线。手术后一段时间,这种缝合线可以被人体组织吸收。下列相关叙述错误的是 (　) A.高温处理过的胶原蛋白可与双缩脲试剂发生颜色反应 B.这种缝合线需要分解成氨基酸才可被人体细胞利用 C.若该胶原蛋白由p条肽链、q个氨基酸组成,则至少含p+q个氮原子 D.胶原蛋白具有一定空间结构与氨基酸之间能够形成氢键等有关 4.[2025·湖北孝感期末] 如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子,其中—S—S—是将2条肽链连接起来的二硫键(由2个—SH形成,即—SH+—SH→—S—S—+2H)。下列叙述正确的是 (　) A.该蛋白质分子中含有197个肽键 B.该蛋白质分子中至少含有4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个羧基 D.合成该蛋白质分子的过程中,相对分子质量减少了3568 由n个氨基酸分别形成1条链状多肽和m条链状多肽,假设氨基酸的平均相对分子质量为a: 形成 肽链数 形成 肽键数 脱去水 分子数 多肽 (蛋白质) 相对分 子质量 游离的氨基 (或羧基)数 1 n-1 n-1 na- 18(n-1) 1+R基中游离的 氨基(或羧基)数 m n-m n-m na- 18(n-m) m+R基中游离的 氨基(或羧基)数 [提醒]①如果肽链上出现一个二硫键(—S—S—),相对分子质量要再减去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,肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数。 考点二　核酸的结构和功能(固本·识记类) 1.核酸的结构 (1)核酸的结构层次 (2)DNA和RNA的比较 比较项目 脱氧核糖核酸 (DNA) 核糖核酸 (RNA) 元素组成 都由C、H、O、N、P 5种元素组成 基本组成单位 　　　　　　  　　　　　　  组 成 磷酸 都有 五碳糖 　　　　　　  　　　　　　  含氮碱基 都有A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤) 　　　　　　  　　　　　　  以其为遗传 物质的生物 有细胞结构的生物、DNA病毒 RNA病毒 结构 一般为　　　　结构  一般为　　　　结构  (3)不同生物的核酸、核苷酸、遗传物质等的归纳 生物 类别 核酸 种类 五碳糖 碱基 种类 核苷酸 种类 遗传 物质 细胞 生物 　　　  　　  2种 　　　种  　　　种  　　  病毒 DNA 1种 　　　种  　　　种  　　  　　　  1种 　　　种  　　　种  　　  2.核酸的功能与分布 (1)核酸的功能 (2)核酸的分布 3.核酸分子的多样性和特异性 (1)多样性:构成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有　　　　种,但是如果数量不限,在连成长链时,　　　　　　是极其多样的。  (2)特异性:每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是　　　　的,其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的　　　　　　。  4.生物大分子以碳链为骨架 (1)　　　　　　　　　等生物大分子,都由许多的基本组成单位连接而成,这些基本单位称为　　　,这些生物大分子称为单体的　　　　。  (2)每一个单体都以若干个相连的　　　　原子构成的碳链为　　　　　　,多聚体由许多 　  连接而成,故　　　是生命的核心元素。  (3)物质初步水解产物、彻底水解产物和代谢终产物 命题角度一　核酸的组成、结构与功能 1.关于核酸的组成、结构与功能,下列说法正确的是　　　　。  A.把DNA的一条链中的T换成U就是一条RNA链 B.细胞中的DNA一定有氢键,RNA一定没有氢键 C.真核生物以DNA为遗传物质,原核生物以RNA为遗传物质 D.DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接 E.由A、T、G、C四种碱基参与构成的核苷酸有7种 F.相对分子质量大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同 G.核酸分子的多样性取决于核酸中核苷酸的排列顺序 H.核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中起作用 2.[2024·海南卷] 海南黎锦是非物质文化遗产,其染料主要来源于植物。DNA条形码技术可利用DNA条形码序列(细胞内一段特定的DNA序列)准确鉴定出染料植物的种类。下列有关叙述正确的是 (　) A.不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、S B.DNA条形码序列由核糖核苷酸连接而成 C.染料植物的DNA条形码序列仅存在于细胞核中 D.DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的DNA条形码序列不同 命题角度二　蛋白质与核酸的关系 3.关于蛋白质和核酸的关系,下列说法正确的是　　　　。  A.蛋白质和核酸中的N分别主要分布在氨基、碱基中 B.蛋白质和核酸在细胞质和细胞核中都有分布[2021·江苏卷] C.蛋白质和核酸在高温变性后降温都能缓慢复性[2021·江苏卷] D.蛋白质和核酸具有多样性的原因之一是都具有千差万别的空间结构 E.核酸中核苷酸的排列顺序能够决定蛋白质中氨基酸的排列顺序 F.蛋白质和核酸在合成时都需要模板、能量和酶 G.蛋白质合成需要核酸参与,核酸合成不需要蛋白质参与 H.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[全国Ⅰ卷] 4.[2025·辽宁大连一模] 生物体内有许多蛋白质含有除氨基酸外的其他化学成分作为其结构的一部分,若非蛋白成分是核酸,这种蛋白质称为核蛋白。下列相关叙述错误的是 (　) A.核糖体和HIV可称为核蛋白 B.若除去血红蛋白中的Fe,则血红蛋白不能运输氧 C.核糖体中蛋白质的氨基酸序列是由核糖体中的核酸决定的 D.蛋白质和核酸分别是由氨基酸和核苷酸连接而成的多聚体 命题角度三　细胞中有机物的综合分析 5.关于细胞中有机物的综合分析,下列说法错误的是　　　　。  A.生物大分子中均含有的元素是C、H、O、N B.糖类和脂肪都是由单体连接而成[2023·福建卷] C.不同复合大分子生理功能上的差异与其空间构象有关 D.大豆的蛋白质、脂肪和淀粉可在人体内分解产生能量[2024·新课标卷] E.蛋白质和淀粉都是细胞内的主要储能物质[2025·江苏卷] F.内质网、叶绿体、细胞核中均含有生物大分子 G.转录、翻译、光合作用都可以产生生物大分子 H.合成生物大分子的过程中可以产生水 6.[2025·河北卷] 下列对生物体有机物的相关叙述,错误的是 (　) A.纤维素、淀粉酶和核酸的组成元素中都有C、H和O B.糖原、蛋白质和脂肪都是由单体连接成的多聚体 C.多肽链和核酸单链可在链内形成氢键 D.多糖、蛋白质和固醇可参与组成细胞结构 经典真题·明考向 1.[2024·黑吉辽卷] 钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器。 小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构,每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是 (　) A.钙调蛋白的合成场所是核糖体 B.Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位 C.钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关 D.钙调蛋白结合Ca2+后,空间结构可能发生变化 2.[2023·海南卷] 科学家将编码天然蜘蛛丝蛋白的基因导入家蚕,使其表达出一种特殊的复合纤维蛋白,该复合纤维蛋白的韧性优于天然蚕丝蛋白。下列有关该复合纤维蛋白的叙述,正确的是 (　) A.该蛋白的基本组成单位与天然蜘蛛丝蛋白的不同 B.该蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成 C.该蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应 D.高温可改变该蛋白的化学组成,从而改变其韧性 3.[2023·全国乙卷改编] 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下表。 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 学科网（北京）股份有限公司 $