第1单元 第3课时 蛋白质与核酸&单元整合提升(一)(教师用书Word)-【高考领航】2027年高考生物大一轮复习学案

该高中生物学讲义聚焦蛋白质与核酸核心考点，涵盖蛋白质结构功能、核酸结构功能及生物大分子碳链骨架，按问题引导梳理氨基酸判断、结构层次等知识，通过细节拾遗、诊断辨析强化理解，结合归纳提升与考向真题训练，构建系统复习体系。 资料以结构与功能观渗透生命观念，通过蛋白质变性与水解对比、核酸水解产物分析等策略培养科学思维，设置分层考向练习与真题精讲，帮助学生高效突破难点，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课时　蛋白质与核酸 课标 要求 1.组成细胞的元素以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。2.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。3.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。 考情 分析 考点 考题统计 考频等级 1.蛋白质的结构和功能 2025·新课标卷，1；2025·四川卷，1；2024·黑吉辽卷，1；2025·陕晋宁青卷，14 高频 2.核酸的结构和功能 2024·海南卷，1 低频 3.生物大分子 2025·江苏卷，1；2025·河北卷，3；2024·江苏卷，1 中频 考点一　蛋白质的结构和功能 问题1 如何判断属于组成蛋白质的氨基酸？ 氨基酸的结构通式及特点 [细节拾遗]　(必修1 P32拓展应用)在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量。原因是必需氨基酸是人体细胞不能合成的，必须从食物中获取。 问题2 蛋白质的结构是怎样的？它是如何体现结构与功能多样性的？ 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) [细节拾遗]　(必修1 P30图2－11)在蛋白质分子中，连接不同氨基酸之间的化学键：一条肽链中相邻氨基酸通过肽键连接；不同肽链之间的氨基酸可通过氢键或二硫键相连接。 3．蛋白质结构和功能的多样性 [细节拾遗]　(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。 [诊断辨析] (1)胶原蛋白是由氨基酸组成的。(2025·浙江6月选考)(√) (2)大豆中的蛋白质含有人体细胞不能合成的必需氨基酸。(2024·新课标卷)(√) (3)组成蛋白质的氨基酸之间可按照不同的方式脱水缩合。(必修1 P30正文与图示)(×) 提示：组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合的方式相同，都是一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水。 (4)胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中。(经典高考题)(×) 提示：主要存在于“—CO—NH—”结构中。 (5)蛋白质变性可导致部分肽键断裂。(2023·湖北卷)(×) 提示：蛋白质变性使其特定空间构象被破坏，一般不会导致肽键断裂。 分析蛋白质的结构 牛胰核糖核酸酶(RNaseI)是由一条多肽链构成的蛋白质，由124个氨基酸组成，含4个二硫键，是一种内切核酸酶。使用巯基乙醇和尿素处理RNaseI，可将其去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。洗脱巯基乙醇和尿素，RNaseI活性可以恢复。请回答下列相关问题： (1)巯基乙醇和尿素可能破坏了RNaseI中的二硫键使其变性。 (2)无活性状态下的RNaseI能(填“能”或“不能”)与双缩脲试剂产生紫色反应。 (3)组成该酶的多肽链的折叠需要内质网和高尔基体的参与，该实验说明蛋白质空间结构的改变会影响其功能。 (4)在形成牛胰核糖核酸酶时会形成123个肽键，该分子中至少含有游离的氨基为1个，如果氨基酸的平均分子量为130，则在该过程中分子量减少了2222。 [归纳提升] 1．蛋白质的变性和水解 (1)蛋白质的变性：由于高温、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，但肽键一般不断裂。 (2)蛋白质的水解：在蛋白酶的作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽，进而在肽酶的作用下彻底水解为氨基酸。食物中的蛋白质被消化的过程即为蛋白质的水解过程。 2．蛋白质的相关计算规律 (1)蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系 ①肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数(对于环状多肽来说，肽键数＝氨基酸数＝失去水分子数)。 ②蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18(若有p个二硫键生成，则还应减去2p)。 肽链 数目 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 多肽(蛋白质)的 相对分子质量 1条 n n－1 n－1 an－18×(n－1) m条 n n－m n－m an－18×(n－m) 注：设氨基酸的平均相对分子质量为a。 (2)蛋白质中游离氨基或羧基的计算 ①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。 ②游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。 ③环状多肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。 考向1　蛋白质的结构和功能 1．(2025·四川卷，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 解析：C　蛋白质的基本单位是氨基酸，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不符合题意；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不符合题意；不同的蛋白质其功能不同，结构与功能相适应，因此这些蛋白质的肽链盘曲折叠形成的空间结构不同，C符合题意；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不符合题意。 2．(2026·河南郑州模拟)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 解析：D　某些蛋白质磷酸化后，其结构和功能均可发生改变，A正确；双缩脲试剂作用的是蛋白质中的肽键，巴氏消毒并未破坏牛奶中蛋白质的肽键，B正确；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失活，C正确；肌动蛋白和肌球蛋白的区别除了肽链折叠方式不同外，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。 考向2　蛋白质的相关计算 3．(经典高考题)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 解析：A　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。 4．(2026·湖南长沙模拟)初步研究表明，β-AP(β-淀粉样蛋白)沉积是Alzheimer型老年痴呆的主要病理特征。β-AP是由前体蛋白——APP(一种含695个氨基酸的跨膜蛋白)在病理状态下异常加工而成的。APP形成β-AP的过程如图所示。根据上述信息，下列推论正确的是(　　) A．APP形成一个β-AP需要消耗2个水分子 B．一个β-AP分子中至少含有39个肽键 C．Alzheimer型老年痴呆是由前体蛋白——APP异常导致的 D．用双缩脲试剂检测β-AP寡聚合物时不会产生紫色反应 解析：A　β-分泌酶和γ-分泌酶催化APP水解，结合图示可知，需要消耗2个水分子形成一个β-AP，A正确；β-AP分子是由前体蛋白APP中的第597位氨基酸到635位氨基酸形成的链状多肽，其含有的氨基酸数＝635－596＝39(个)，则至少含有38个肽键，B错误；β-AP沉积(不是APP异常)是Alzheimer型老年痴呆的主要病理特征，C错误；β-AP是蛋白质，可以与双缩脲试剂发生紫色反应，D错误。 考点二　核酸及生物大分子 问题1 核酸的结构和功能是怎样的？核苷酸的排列顺序与遗传信息有什么关系？ 1.核酸的结构和种类 (1)核酸的结构层次 (2)DNA和RNA的组成成分比较 ①相同成分：含氮碱基A、G、C和磷酸。 ②不同成分 2．核酸的功能与分布 3．核苷酸的排列顺序储存着遗传信息 (1)遗传信息的多样性：组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有4种，但是如果数量不限，在连成长链时，排列顺序是极其多样的，所以DNA分子的信息容量非常大。 (2)遗传信息的特异性：每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的排列顺序是特定的，其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。 [细节拾遗]　(必修1 P34问题探讨)DNA能够提供犯罪嫌疑人信息的原因是DNA是遗传物质，而每个人的遗传物质有所区别。DNA鉴定技术还可以应用在研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等方面。 问题2 怎样理解生物大分子以碳链为基本骨架？ (1)生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。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。 (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。 (3)碳原子与碳原子或其他原子通过共价键连接形成稳定的结构。 [诊断辨析] (1)DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键。(必修1 P34图2－14)(√) (2)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·福建卷)(×) 提示：核酸不能直接被细胞利用，需要被分解成小分子才能进入细胞，补充某些特定的核酸，不能增强机体修复受损基因的能力。 (3)蛋白质和DNA具有相同的空间结构，体内合成时都需要模板、能量和酶。(经典高考题)(×) 提示：蛋白质具有多种多样的空间结构，DNA具有相同的双螺旋结构。 (4)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。(必修1 P35正文)(×) 提示：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，分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息可能不同。 (5)碳链是各种生物大分子的结构基础。(必修1 P36正文)(√) 理解核酸的结构和功能 图1表示某种核苷酸的结构，图2表示一条核苷酸长链。回答下列问题： (1)图1所示的核苷酸的名称为腺嘌呤核糖核苷酸，判断的依据是图中的五碳糖是核糖。 (2)图2中的4不是(填“是”或“不是”)一个组成单位，理由是因为1磷酸与2脱氧核糖、3胞嘧啶不是同一个核苷酸的组成成分。 (3)将图2初步水解与彻底水解后能得到的产物有什么不同？ 提示：图2为脱氧核苷酸链，图中显示含有4种碱基，故将图2初步水解后能得到4种脱氧核苷酸，彻底水解后能得到6种小分子，分别为磷酸、脱氧核糖、A、T、G、C。 [归纳提升] 1．“三看法”判断DNA和RNA 2．大分子物质的初步水解产物和彻底水解产物的比较 物质 初步水解产物 彻底水解产物 DNA 脱氧核苷酸 脱氧核糖、碱基、磷酸 RNA 核糖核苷酸 核糖、碱基、磷酸 蛋白质 主要是多肽 氨基酸 淀粉 主要是麦芽糖 葡萄糖 考向1　核酸及其与蛋白质的关系 1．(2024·海南卷，1)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 解析：D　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条形码序列主要存在于细胞核中，少部分存在于细胞质，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。 2．(2026·湖北黄石模拟)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．真核细胞的细胞核中有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质参与DNA复制，则该蛋白质可能是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 解析：B　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质参与DNA复制，则该蛋白质可能为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。 [题后归纳]　常见的核酸—蛋白质复合体 考向2　以碳链为骨架的生物大分子 3．(2025·江苏卷，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 解析：B　组成蛋白质的元素包含C、H、O、N，有的还含有S；组成磷脂的元素除了含有C、H、O，还含有P甚至N；组成淀粉的元素仅有C、H、O，A错误。生物膜主要由蛋白质和磷脂组成，此外还含有糖类分子，B正确。淀粉为植物细胞内的储能物质，蛋白质虽然可以供能，但不是主要储能物质，C错误。生物大分子是由单体聚合而成的，淀粉由大量的葡萄糖聚合而成，属于生物大分子，磷脂不属于生物大分子，D错误。 4．(经典高考题)已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是(　　) A．①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的 B．③④⑤都是生物大分子，都以碳链为骨架 C．①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体 D．④⑤⑥都是人体细胞内的重要能源物质 解析：C　①酶的化学本质是蛋白质或RNA，②抗体的化学本质是蛋白质，③激素的化学本质是多肽和蛋白质、氨基酸类衍生物、固醇类等，只有多肽和蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的，RNA、固醇类激素等不是通过肽键连接而成的，A错误；③激素中蛋白质类属于生物大分子，④糖原属于生物大分子，⑤脂肪的相对分子质量较小，不属于生物大分子，B错误；①酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本单位是氨基酸或核苷酸，都含氮元素，②抗体的化学本质是蛋白质，其基本单位是氨基酸，含氮元素，⑥核酸包括DNA和RNA，其基本单位是核苷酸，含氮元素，C正确；④糖原属于多糖，糖类是生物体重要的能源物质，⑤脂肪是细胞内良好的储能物质，⑥核酸是细胞内携带遗传信息的物质，D错误。 角度1　考查蛋白质的结构与功能 1．[(2025·新课标卷，1)链接必修1 P32与社会的联系]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 解析：A　二硫键是连接不同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，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。 2．[(2024·黑吉辽卷，1)信息题，体现跨模块融合]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 解析：B　钙调蛋白是一种能与Ca2+结合的蛋白质，其合成场所是核糖体，A正确；钙调蛋白的基本组成单位是氨基酸，B错误；由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、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；钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器，钙调蛋白与Ca2+结合后，其空间结构可能发生变化，D正确。 角度2　考查核酸及生物大分子 3．[(2025·河北卷，3)章内融合]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 解析：B　纤维素属于糖类，元素组成是C、H、O，淀粉酶属于蛋白质，元素组成主要是C、H、O、N，核酸的元素组成是C、H、O、N、P，三者均含C、H、O，A正确；脂肪由一分子甘油和三分子脂肪酸发生反应形成，不是生物大分子，不属于多聚体，B错误；多肽链盘曲折叠时氨基酸间可形成氢键，有助于形成特定的空间结构，核酸单链折叠时内部有碱基互补配对情况，可形成氢键，C正确；多糖和蛋白质是细胞膜的重要组成成分，胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，它们皆参与组成细胞结构，D正确。 4．[(2024·江苏卷，1)模块内融合]关于人体中肝糖原、脂肪和胃蛋白酶，下列叙述正确的是(　　) A．三者都含有的元素是C、H、O、N B．细胞中肝糖原和脂肪都是储能物质 C．肝糖原和胃蛋白酶的基本组成单位相同 D．胃蛋白酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸 解析：B　肝糖原和脂肪只含有C、H、O，不含N，A错误；动物细胞中特有的储能物质是肝糖原，动物细胞和植物细胞都含有的储能物质是脂肪，B正确；肝糖原的基本组成单位是葡萄糖，胃蛋白酶的基本组成单位是氨基酸，C错误；酶具有专一性，胃蛋白酶只能水解蛋白质，不能水解脂肪，D错误。 单元整合提升(一) 学科网（北京）股份有限公司 $