第04讲 蛋白质和核酸（复习讲义）（2大考点+4大考向+长句作答）（全国通用）2027年高考生物一轮复习讲练测

该高中生物学高考复习讲义围绕蛋白质和核酸核心考点，按元素组成、基本单位、结构层次到功能的逻辑搭建知识框架，通过知识建联构建系统思维，考点精讲拆解氨基酸脱水缩合、蛋白质结构多样性、核酸分类与功能等要点，配合即时演练和真题溯源，帮助学生突破难点，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，创新采用“知识解构+即时演练+高分破译”模式，如通过肽键数计算规律强化结构与功能观，结合DNA条形码技术情境培养逻辑推理能力。设置分层练习和情境探究，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04讲 蛋白质和核酸 答案版 考点精讲·靶向突破 考点一 细胞中的蛋白质 即●时●演●练 考向01 氨基酸的结构通式与脱水缩合过程的计算 1．C 2．B 考向02 蛋白质结构多样性与功能多样性的原因分析 3． D 4． C 考点二 细胞中的核酸 考●向●破●译 考向01 核酸的种类、分布与基本组成单位 5．A 6．D 考向02 核酸的结构与遗传信息传递的关系 7．C 8．D 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一 情景设定：兴奋在神经纤维上的传导、血糖调节、体液免疫 知识溯源：蛋白质结构与功能辨析 1．D 题组二 情景设定：小鼠钙调蛋白球形结构与功能 知识溯源：蛋白质结构与功能辨析 2．B 题组三 情景设定：生物通过遗传信息控制性状 知识溯源：DNA是主要的遗传物质 3．D 题组四 情景设定：DNA条形码技术 知识溯源：DNA与RNA的异同、核酸的种类及分布 3．D 情境探究·素养拓展 ——深挖素材脉络，规范长句作答 1． 【答案】 (1)促进 Hg2+改变蛋白质的空间结构（或Hg2+破坏了蛋白质空间结构） (2)ace (3)不能 是否注射药物D 药物D能缓解因H2O2氧化损伤引起的AQP0基因的表达不足（或提高了AQP0基因转录的mRNA含量），提高了水通道蛋白合成量，有效降低晶状体浑浊度，延缓白内障进程 (4)自由基攻击膜上水通道蛋白导致其活性降低；自由基攻击DNA导致水通道蛋白的表达量降低（任答1点即可） 2． 【答案】 (1)CO2 ATP (2)30∶1 蛋白质、核酸（DNA/RNA） (3)高温使蛋白质变性 (4)相同且适宜 微生物代谢强度、CO2释放速率相对值（或纤维素降解速率、堆肥产物中纤维素的残留率、堆体中心温度达到55℃所需的时间、高温期的持续时间等） 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 蛋白质和核酸 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 知识建联·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，突破命题考向 知识解构+即时演练+高分破译 考点一 细胞中的蛋白质 知识点1 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 知识点2 蛋白质的结构与功能 考点二 细胞中的核酸 知识点1 核酸的种类、分布与基本组成单位 知识点2​核酸的结构与功能 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一 情景设定：兴奋在神经纤维上的传导、血糖调节 知识溯源：蛋白质结构与功能辨析 题组二 情景设定：小鼠钙调蛋白球形结构与功能 知识溯源：蛋白质结构与功能辨析 题组三 情景设定：生物通过遗传信息控制性状 知识溯源：DNA是主要的遗传物质 题组四 情景设定：DNA条形码技术 知识溯源：DNA与RNA的异同、核酸的种类及分布 05 情境探究·素养拓展 深挖素材脉络，规范长句作答 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考查概述  从命题题型和内容上看，高考命题多集中在选择题，题目综合性强，以考查核心概念的理解、结构推断及功能分析为主。主要涉及蛋白质的基本组成单位及结构多样性原因、蛋白质的合成与功能、核酸的种类与分布、核苷酸序列与遗传信息的关系，以及蛋白质和核酸在医学、农业等领域的综合应用等核心内容。 考查形式 试题常以选择题的形式考查基础知识的辨析（如氨基酸的判断、核酸的种类区分），或以非选择题的形式综合考查蛋白质的合成过程。常结合具体的生命现象、科技前沿或生产生活情境（如囊性纤维化病因、基因探针的应用），考查学生对知识的迁移应用能力和逻辑推理能力。 课标要求 明确目标 1. 说出组成蛋白质的基本单位——氨基酸的分子结构特点，阐明氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质的过程，并能进行相关的计算。（生命观念） 2. 分析蛋白质结构多样性与功能多样性的关系，举例说明蛋白质在生命活动中的重要作用。（生命观念） 3. 说出核酸的种类、化学组成及其在细胞中的分布，阐明核酸是细胞内携带遗传信息的物质。（生命观念） 4. 基于蛋白质和核酸的结构与功能，探讨它们在亲子鉴定、疾病诊断及疫苗研发等方面的应用价值。（科学思维） 高考前沿 1. 蛋白质的结构与功能 2026·安徽卷，1；2025·浙江6月卷，2；2025·四川卷，1；2024·吉林卷，1；2023·河北卷，1；2023·海南卷，2； 2. 核酸的结构与功能 2025·浙江1月卷，13；2024·海南卷，1；2024·广东卷，2；2023·福建卷，2；2023·全国乙卷，1； 知识建联·脉络梳理 蛋白质和核酸 蛋白质 元素组成 主要由 C、H、O、N 四种元素组成（有的还含有 S） 基本单位 氨基酸 结构通式：至少有一个氨基（-NH₂）和一个羧基（-COOH）连在同一个碳原子上。 必需氨基酸：人体不能合成，必须从食物中获取（8种）。 非必需氨基酸：人体可以合成（13种）。 结构层次 脱水缩合 肽键：-CO-NH- 计算核心 肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数 - 肽链数 蛋白质分子量 = 氨基酸总分子量 - 脱去水分子量 - 形成二硫键脱去的H量 多样性 结构决定功能 结构 氨基酸种类、数目、排列顺序及肽链盘曲折叠形成的空间结构千差万别 功能 催化（酶）、运输（血红蛋白）、免疫（抗体）、调节（胰岛素）、结构（肌肉蛋白） 核酸 元素组成 由 C、H、O、N、P 五种元素组成 分类 脱氧核糖核酸（DNA） 基本单位 脱氧核苷酸​ 化学组成 磷酸 + 脱氧核糖 + 含氮碱基（A、T、C、G） 结构​ 一般为双链（规则的双螺旋结构） 分布​ 主要在细胞核（染色体），少量在线粒体、叶绿体 功能​ 主要的遗传物质，储存、传递遗传信息 核糖核酸（RNA） 基本单位 核糖核苷酸 化学组成 磷酸 + 核糖 + 含氮碱基（A、U、C、G） 结构​ 一般为单链（局部可形成双链） 分布​ 主要在细胞质（核糖体、mRNA、tRNA） 功能 参与蛋白质合成（信使、转运、组成核糖体）、催化（核酶）、少数病毒遗传物质 蛋白质与核酸的联系 结构层次 核酸（基因）指导合成蛋白质。 核酸是遗传信息的携带者，蛋白质是生命活动的执行者。 元素组成 蛋白质一定含C、H、O、N（有的含S）； 核酸一定含C、H、O、N、P。 分子鉴定 蛋白质常用双缩脲试剂（紫色反应）； 核酸常用二苯胺试剂（沸水浴，蓝色反应）。 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，突破命题考向 自主研学·梳理教材 1.说出蛋白质和核酸的化学元素种类（蛋白质主要为 C、H、O、N，有的还含有 S；核酸由 C、H、O、N、P五种元素组成）。 2.概述细胞中蛋白质和核酸的种类及含量，明确细胞内含量最多的有机物是蛋白质；了解氨基酸在生物体内的脱水缩合过程及核酸的初步水解与彻底水解产物。 3.说明蛋白质的结构多样性原因（氨基酸种类、数目、排列顺序及空间结构不同），阐明核酸的分类（DNA和RNA）及基本单位（核苷酸），分析氨基酸序列与蛋白质空间结构的关系，以及核苷酸序列与遗传信息传递的关系。 4.列举蛋白质的主要存在形式（结构蛋白、功能蛋白）及核酸的分类（DNA和RNA），阐述其生理功能（如蛋白质是生命活动的主要承担者，具有催化、运输、免疫等功能；核酸是遗传信息的携带者，控制生物的遗传、变异和蛋白质合成），举例说明其在生命活动中的具体作用（如酶催化代谢、抗体抵御病原体、DNA储存遗传信息等）。 5.阐明蛋白质是生命活动的主要承担者，一切生命活动都离不开蛋白质；举例说明蛋白质的具体功能，如结构蛋白（构成细胞和生物体结构）、催化功能（绝大多数酶）、运输功能（血红蛋白、载体蛋白）、调节功能（胰岛素等蛋白质类激素）、免疫功能（抗体）。 6.阐述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；区分DNA和RNA在分布（DNA主要在细胞核，RNA主要在细胞质）、结构（DNA一般为双链，RNA一般为单链）和碱基（DNA特有T，RNA特有U）上的差异。 7.说明蛋白质与核酸的内在联系，即中心法则中的关系：核酸（基因）通过转录和翻译指导蛋白质的合成；明确核酸是遗传信息的控制者，蛋白质是生命活动的执行者。 8.掌握蛋白质和核酸的相关计算规律，如肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数 - 肽链数；蛋白质分子量 = 氨基酸总分子量 - 脱去水分子量 - 形成二硫键脱去的H量；基因（DNA）碱基数 : mRNA碱基数 : 氨基酸数 = 6 : 3 : 1（不考虑内含子和终止密码子）。 9.了解蛋白质和核酸的实验鉴定方法，如蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色；DNA与二苯胺试剂（沸水浴）反应呈蓝色。 考点一 细胞中的蛋白质 知●识●解●构 知识点1 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 1. 结构通式 (1) 核心结构：牢记 C2H4O2NR。每个氨基酸分子至少含有一个 氨基（−NH2）和一个 羧基（−COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在 同一个碳原子上。 (2) R基的决定性作用： 1　 决定氨基酸的种类（组成蛋白质的氨基酸约21种）。 2　 决定氨基酸的特殊元素（如甲硫氨酸中的 S​ 元素）。 3　 决定氨基酸的理化性质（如酸性、碱性或中性）。 (3) 判断技巧：如果一个分子中没有氨基和羧基连在同一个碳原子上（如在同一个R基中），它就不是组成蛋白质的氨基酸。 2. 分类 (1) 必需氨基酸：人体细胞不能合成，必须从外界食物中获取（8种）。 速记口诀：甲携来一本亮色书（甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸）。 (2) 非必需氨基酸：人体细胞能够合成（13种）。 误区纠正：“非必需”不等于食物中不需要，而是指人体可以自行合成，不一定非要从食物中获取。 3. 脱水缩合 (1) 反应实质：一个氨基酸的 羧基（−COOH）脱去 羟基（−OH），另一个氨基酸的 氨基（−NH2）脱去 氢（−H），结合生成一分子 水（H2O）。 (2) 产物命名： 1　 肽键：连接两个氨基酸的化学键（−CO−NH−）。 2　 多肽：由多个氨基酸分子缩合而成的链状结构。 (3) 空间结构：多肽链通常呈线性，必须经过盘曲、折叠形成特定的空间结构，才具有生物活性（如胰岛素）。 4. 计算规律 (1) 肽键数计算：肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数 - 肽链数。 (2) 氮原子（N）守恒：N原子总数 = 肽键数 + 肽链数 + R基中的N原子数。 推论：若题目未给出R基信息，通常默认N原子数 = 肽键数 + 肽链数。 (3) 氧原子（O）守恒：O原子总数 = 肽键数 + 2 × 肽链数 + R基中的O原子数。 推论：若题目未给出R基信息，通常默认O原子数 = 肽键数 + 2 × 肽链数。 (4) 分子量计算：蛋白质分子量 = 氨基酸平均分子量 × 氨基酸数 - 18 × 脱去水分子数 - 形成二硫键脱去的H质量（每形成一个二硫键脱去2个H）。 核心结论（必背） (1) 结构通式：−NH2和−COOH必须连在 同一个C原子​ 上；R基决定氨基酸种类。 (2) 必需氨基酸：8种（口诀：甲携来一本亮色书），人体不能合成，必从食物摄取。 (3) 脱水缩合：肽键数 = 氨基酸数 - 肽链数；连接化学键为 −CO−NH−。 (4) 原子守恒： 1　 N原子数​ = 肽键数 + 肽链数（+ R基N）。 2　 O原子数​ = 肽键数 + 2×肽链数（+ R基O）。 知识点2 蛋白质的结构与功能 1. 结构层次 (1) 一级结构（基础）：氨基酸的种类、数目、排列顺序。这是蛋白质多样性的根本原因（直接原因）。 (2) 二级结构：多肽链局部盘曲折叠形成的空间结构（如α-螺旋、β-折叠）。 (3) 三级结构：整条肽链进一步盘曲、折叠形成的空间结构。此时往往具有生物学活性。 (4) 四级结构：由多条肽链（亚基）结合形成的复合结构（如血红蛋白由4条肽链构成）。 关键提醒：多肽链 ≠蛋白质。多肽链必须经过盘曲折叠形成特定的空间结构才具有生物活性。 2. 结构多样性 (1) 直接原因（四要素）： 1　 氨基酸种类不同。 2　 氨基酸数目不同。 3　 氨基酸排列顺序不同。 4　 肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。 (2) 根本原因：基因的多样性（DNA分子中碱基对的排列顺序千变万化）。 3. 功能多样性 功能类型 具体实例 一句话概括 结构功能​ 肌肉、羽毛、蛛丝、头发 构成细胞和生物体结构的重要物质 催化功能​ 绝大多数酶（如唾液淀粉酶） 降低化学反应活化能，加速反应速率 运输功能​ 血红蛋白（运氧）、载体蛋白 协助物质进出细胞或运输物质 调节功能​ 胰岛素、生长激素 调节机体的生命活动（注意：激素不全是蛋白质） 免疫功能​ 抗体（免疫球蛋白） 抵御病原体的入侵 信息传递​ 受体蛋白（细胞膜表面） 识别信号分子，进行细胞间通讯 4. 结构与功能相适应 (1) 实例1：红细胞中的血红蛋白呈球状，有利于在血管中运输；而蜘蛛丝中的丝心蛋白呈纤维状，有利于构成网结构。 (2) 实例2：高温、强酸、强碱会使蛋白质变性（空间结构被破坏），导致其失去生理活性（如鸡蛋煮熟后不能孵化小鸡）。但变性不破坏肽键，仍可与双缩脲试剂发生紫色反应。 5. 实验：蛋白质的鉴定（双缩脲试剂） 1. 原理：在碱性条件下，铜离子（Cu2+）与肽键反应生成紫色络合物。 2. 操作要点：先加A液（NaOH），再加B液（CuSO4​），摇匀观察，无需加热。 3. 结果：溶液变为紫色。 核心结论（必背） (1) 结构层次：氨基酸 →多肽 →肽链 →蛋白质（注意：多肽无生物活性，蛋白质有）。 (2) 多样性原因：氨基酸的种类、数目、排列顺序 + 肽链的空间结构。 (3) 功能口诀：构催运调免（结构蛋白、催化、运输、调节、免疫）。 (4) 变性实质：高温/强酸/强碱破坏的是空间结构，不破坏肽键。 (5) 鉴定试剂：双缩脲试剂​ →紫色（检测的是肽键）。 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 1.蛋白质的基本组成单位是氨基酸，因此所有氨基酸都含有C、H、O、N、S五种元素。（ ✘ ） 2.氨基酸脱水缩合产生的水分子中的氢全部来自于氨基，氧来自于羧基。（ ✘ ） 3.由三个氨基酸脱水缩合形成的化合物称为三肽，含有两个肽键。（ ✔ ） 4.蛋白质结构的多样性取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的空间结构。（ ✔ ） 5.高温、过酸或过碱会破坏蛋白质的空间结构，导致其变性失活，但肽键并未断裂。（ ✔ ） 6.所有的酶都是蛋白质，且都具有高效性和专一性。（ ✘ ） 7.抗体、胰岛素和生长激素的化学本质都是蛋白质，它们都参与机体的生命活动调节。（ ✘ ） 8.蛋白质是细胞中含量最多的化合物，也是生命活动的主要承担者。（ ✘ ） 9.用双缩脲试剂检测蛋白质时，应先加入双缩脲试剂A液（NaOH），摇匀后再加入B液（CuSO₄）。（ ✔ ） 10.若某蛋白质分子由m条肽链、n个氨基酸组成，则该蛋白质分子中至少含有的氧原子数为 n + m。（ ✔ ） 考向01 氨基酸的结构通式与脱水缩合过程的计算 1．血红蛋白是红细胞内运输氧的特殊蛋白质，由珠蛋白和血红素组成。图甲是血红蛋白的空间结构模式图，一个血红蛋白分子由574个氨基酸构成的两条相同的α链和两条相同的β链（α链和β链不同）共同组成。图乙表示β链一端的部分氨基酸排列顺序。下列叙述正确的是（　　） A．大量元素Fe是构成血红素的元素 B．图乙中该段多肽链由4种氨基酸脱水缩合而成。 C．形成一个血红蛋白分子至少脱去570个水分子 D．一个血红蛋白分子至少含有4个游离的羧基 【答案】C 【详解】A、Fe属于细胞中的微量元素，不属于大量元素，A错误； B、氨基酸的种类由R基决定，图乙中共有4个氨基酸，其R基对应②、④、⑥、⑧，其中⑥和⑧的R基结构相同，共有3种R基，因此该段多肽链由3种氨基酸脱水缩合而成，B错误； C、链状多肽中，脱去水分子数＝氨基酸总数－肽链数，血红蛋白共由574个氨基酸组成，含4条肽链，因此形成该蛋白质时至少脱去574－4＝570个水分子，C正确； D、每条肽链至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，R基中也可能存在羧基。图乙中⑥⑧所示的R基中各含有1个游离的羧基，因此一条β链至少含有3个游离的羧基，一个血红蛋白分子至少含有8个游离的羧基，D错误。 2．从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可用来制作手术缝合线，这种手术缝合线具有一定的抗断裂能力和延展性，可以被人体组织吸收，从而免除拆线的痛苦。下列说法正确的是（　　） A．来自其他动物组织的胶原蛋白可直接被人体细胞吸收利用 B．手术缝合线的抗断裂能力和延展性与胶原蛋白的空间结构有关 C．胶原蛋白与双缩脲试剂混合均匀后需水浴加热才能呈现紫色 D．手术前需对使用的手术缝合线进行高温处理以达到杀菌作用 【答案】B 【详解】A、胶原蛋白为大分子蛋白质，需经消化分解为氨基酸才能被人体吸收利用，不能直接吸收，A错误； B、蛋白质的空间结构决定其功能，缝合线的抗断裂能力和延展性由胶原蛋白的空间结构（如三螺旋结构）决定，B正确； C、双缩脲试剂检测蛋白质的原理是肽键与铜离子反应生成紫色络合物，无需水浴加热，常温即可显色，C错误； D、高温会使蛋白质变性，破坏胶原蛋白的空间结构，导致缝合线失去延展性和抗断裂能力，故不可高温处理，D错误。 故选B。 考向02 蛋白质结构多样性与功能多样性的原因分析 3．人工智能能够基于氨基酸序列预测蛋白质结构。由于氨基酸之间能够形成氢键等，使得肽链能够盘曲、折叠形成一定的空间结构。下列说法错误的是（　　） A．高温会改变肽链盘曲、折叠的方式，进而改变蛋白质的空间结构 B．氨基酸序列的改变可能会影响蛋白质的空间结构 C．每种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构 D．胰岛素能够识别并结合靶细胞上的受体与其空间结构无关 【答案】D 【分析】1、蛋白质是生命活动的主要承担者，蛋白质的结构多样，在细胞中承担的功能也多样：①有的蛋白质是细胞结构的重要组成成分，如肌肉蛋白；②有的蛋白质具有催化功能，如大多数酶的本质是蛋白质；③有的蛋白质具有运输功能，如载体蛋白和血红蛋白；④有的蛋白质具有信息传递，能够调节机体的生命活动，如胰岛素；⑤有的蛋白质具有免疫功能，如抗体； 2、蛋白质结构多样性的直接原因：构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构千差万别。 【详解】A、高温会破坏氢键，改变肽链盘曲、折叠的方式，进而改变蛋白质的空间结构，A正确； B、比如，有些氨基酸含有巯基“—S—H基团”，氨基酸序列的改变可能改变二硫键，进而使得蛋白质空间结构发生改变，B正确； C、根据“结构与功能相适应”的生命观念，可以推断每种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，C正确； D、胰岛素分子的空间结构保证了它能够识别并结合靶细胞上的受体，D错误。 故选D。 4．牛胰核糖核酸酶是一种蛋白质。科学家利用变性剂和还原剂处理牛胰核糖核酸酶，获得了空间结构被破坏、酶活性丧失的牛胰核糖核酸酶，之后利用透析法去除变性剂和还原剂，发现该酶的活性几乎全部恢复，如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．在变性剂和还原剂作用下，牛胰核糖核酸酶因肽键被破坏而变性 B．在变性剂和还原剂作用下，牛胰核糖核酸酶的相对分子质量会减少8 C．去除变性剂和还原剂后，变性的牛胰核糖核酸酶的空间结构得以恢复 D．天然的牛胰核糖核酸酶只含有1条肽链，因此其只含有1个氨基和1个羧基 【答案】C 【详解】A、在变性剂和还原剂作用下，牛胰核糖核酸酶因二硫键等被破坏而变性，A错误。 B、1个二硫键（-S-S-）由2个巯基（-SH）脱去2个H形成；还原打开1个二硫键会重新结合2个H。从图中可知变性后共生成8个巯基，说明原本有4个二硫键，打开后共增加8个H的质量，因此该酶相对分子质量会增加8，B错误。 C、题干明确说明去除变性剂和还原剂后，该酶活性几乎全部恢复，说明变性的牛胰核糖核酸酶的空间结构可以重新恢复，C正确； D、天然的牛胰核糖核酸酶只含有1条肽链，但氨基酸的R基上可能含有氨基或羧基，因此其至少含有1个氨基和1个羧基，D错误。 考点二 细胞中的核酸 知●识●解●构 知识点1 核酸的种类、分布与基本组成单位 1、 核酸的分类 阶段 科学家/分类 贡献 第一类(绝大多数生物) DNA(脱氧核糖核酸) 主要的遗传物质，携带遗传信息 第二类(少数病毒) RNA(核糖核酸) 某些病毒的遗传物质 2、 分布与组成 (1) 核酸在细胞中的分布： 1　 真核细胞： DNA：主要分布在细胞核（与蛋白质结合成染色体），少量分布在线粒体和叶绿体中。 RNA：主要分布在细胞质中（核糖体、mRNA、tRNA等）。 2　 原核细胞： DNA：主要分布在拟核（大型环状裸露DNA），细胞质中有质粒（小型环状DNA）。 RNA：分布在细胞质中。 3　 病毒：无细胞结构，只含有一种核酸（DNA或RNA）。 (2) 核酸的基本组成单位——核苷酸： 1　 结构通式：一分子核苷酸 = 一分子磷酸+ 一分子五碳糖+ 一分子含氮碱基。 2　 分类依据：根据五碳糖的不同，分为脱氧核糖核苷酸（DNA的基本单位）和核糖核苷酸（RNA的基本单位）。 3　 具体种类： 脱氧核糖核苷酸（4种）：腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸。 核糖核苷酸（4种）：腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸。 3、 DNA与RNA的比较 比较项目 DNA（脱氧核糖核酸） RNA（核糖核酸） 基本单位 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 五碳糖​ 脱氧核糖 核糖 含氮碱基​ A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤） A（腺嘌呤）、U（尿嘧啶）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤） 结构​ 一般为双链（规则双螺旋） 一般为单链​ 分布​ 主要在细胞核（线粒体、叶绿体） 主要在细胞质​ 特有成分 脱氧核糖、胸腺嘧啶（T） 核糖、尿嘧啶（U） 核心结论（必背） (1) 分类与功能：核酸分为DNA（主要遗传物质）和RNA（某些病毒的遗传物质），是遗传信息的携带者。 (2) 分布规律： DNA：真核（细胞核、线粒体、叶绿体）；原核（拟核、质粒）。 RNA：主要分布在细胞质。 (3) 基本单位：核苷酸 = 磷酸 + 五碳糖 + 含氮碱基。 DNA单位：脱氧核糖核苷酸（含T，不含U）。 RNA单位：核糖核苷酸（含U，不含T）。 (4) 水解产物： 初步水解：核苷酸。 彻底水解：磷酸 + 五碳糖 + 含氮碱基（注意：不是核苷酸）。 知识点2 核酸的结构与功能 1. 核酸的结构层次 (1) 元素组成：C、H、O、N、P（与ATP、磷脂元素组成相同，三者常联动考查）。 (2) 基本单位：核苷酸。一分子核苷酸 = 一分子磷酸​ + 一分子五碳糖​ + 一分子含氮碱基。 (3) 结构层次： 核苷酸→核苷酸链（DNA双链 / RNA单链）→核酸分子。 DNA：两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构（沃森&克里克）。 RNA：一般为单链，可局部折叠形成双链区（如tRNA的“三叶草”结构）。 2. DNA的结构特点（双螺旋） (1) 外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架。 (2) 内侧：碱基通过氢键配对（A=T，G≡C），碱基对平面垂直于螺旋轴。 (3) 稳定性：氢键+碱基堆积力维持结构稳定，但A-T对（2个氢键）少于G-C对（3个氢键），故G-C含量越高的DNA越稳定（耐高温）。 3. RNA的种类与功能 RNA种类 全称 功能 mRNA​ 信使RNA 携带遗传信息，作为翻译的模板（“蓝图”） tRNA​ 转运RNA 一端携带氨基酸，另一端反密码子识别mRNA密码子（“搬运工”） rRNA​ 核糖体RNA 与蛋白质构成核糖体，是翻译的场所（“工作台”） 少数RNA​ — 具有催化功能（核酶，如核糖体肽酰转移酶） 4. 核酸的功能 (1) 总体功能：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。 (2) 具体分工： 1　 DNA：绝大多数生物的遗传物质，储存、传递遗传信息（通过复制传给子代，通过转录传给RNA）。 2　 RNA： 作为某些病毒（HIV、流感病毒、新冠病毒）的遗传物质。 参与蛋白质合成（mRNA、tRNA、rRNA各司其职）。 具有催化作用（核酶）。 调控作用（如miRNA、siRNA参与基因表达调控，近年热点）。 5. 核酸与蛋白质的关系 (1) 核酸（基因型）→ 指导合成 → 蛋白质（表现型的主要体现者）。 (2) 核酸是遗传信息的控制者，蛋白质是生命活动的执行者。 核心结论（必背） (1) DNA结构：双螺旋，外侧磷酸-脱氧核糖骨架，内侧A-T、G-C碱基配对。 (2) RNA三类功能：mRNA（模板）、tRNA（搬运）、rRNA（核糖体组成）。 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 1.核酸仅由C、H、O、N四种元素组成。（ ✘ ） 2.脱氧核苷酸的排列顺序极其多样，这决定了DNA分子的多样性。（ ✔ ） 3.真核细胞的DNA只分布在细胞核内，RNA只分布在细胞质中。（ ✘ ） 4.只有DNA能携带遗传信息，RNA不能携带遗传信息。（ ✘ ） 5.双链DNA分子中，A的数目一定等于T的数目，G的数目一定等于C的数目。（ ✔ ） 6.细胞中的DNA和RNA在化学组成上完全相同，仅仅是空间结构不同。（ ✘ ） 7.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，用放射性同位素³²P标记的是噬菌体的蛋白质外壳。（ ✘ ） 8.转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程不需要酶的参与。（ ✘ ） 9.细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞生物（病毒）的遗传物质是DNA或RNA。（ ✔ ） 10.tRNA呈三叶草结构，其一端携带氨基酸，另一端有反密码子，能与mRNA上的密码子互补配对。（ ✔ ） 考向01 核酸的种类判断与分布场所分析 5．2024年，美国科学家VictorAmbros和GaryRuvkun获诺贝尔生理学或医学奖，以表彰他们“发现microRNA及其在转录后基因调控中的作用”，microRNA与mRNA、tRNA以及rRNA一样都是RNA。下列关于RNA的叙述，错误的是（     ） A．将microRNA彻底水解可以获得3种产物 B．RNA可以催化细胞内的某些代谢反应 C．RNA与DNA结构不同，DNA比RNA更稳定 D．翻译过程中需要mRNA、tRNA、rRNA三种RNA共同参与 【答案】A 【详解】A、RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，1分子核糖核苷酸由1分子磷酸、1分子核糖、1分子含氮碱基（A、U、C、G共4种）组成，因此RNA彻底水解可得到磷酸、核糖、4种含氮碱基共6种产物，A错误； B、酶的本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA，因此部分RNA具有催化功能，可以催化细胞内的某些代谢反应，B正确； C、DNA一般为规则的双螺旋结构，RNA一般为单链结构，DNA的结构比RNA更稳定，C正确； D、翻译过程中，mRNA作为翻译的模板，tRNA转运氨基酸，rRNA是核糖体的组成成分（核糖体是翻译的场所），因此三种RNA都参与翻译过程，D正确。 6．对于新发现的某种病毒，需要确认其核酸是DNA还是RNA。下列方法不可行的是（     ） A．检测该病毒核酸中的含氮碱基种类或五碳糖种类，确定核酸类型 B．DNA酶和RNA酶分别处理病毒核酸后检测其感染活性 C．标记宿主细胞的尿嘧啶，用病毒侵染宿主细胞，检测子代病毒放射性 D．用32P标记病毒核酸，侵染宿主，搅拌离心后观察上清液和沉淀物的放射性 【答案】D 【详解】A、DNA的特有含氮碱基为胸腺嘧啶（T）、五碳糖为脱氧核糖，RNA的特有含氮碱基为尿嘧啶（U）、五碳糖为核糖，因此检测碱基或五碳糖种类可确定核酸类型，A正确； B、酶具有专一性，DNA酶只能水解DNA，RNA酶只能水解RNA。若某酶处理后病毒核酸失去感染活性，即可说明对应酶水解了该病毒的核酸，能确定核酸类型，B正确； C、尿嘧啶是RNA特有的组成成分。若为RNA病毒，子代病毒合成核酸时会利用宿主细胞中被标记的尿嘧啶，子代病毒有放射性；若为DNA病毒，子代核酸不会利用尿嘧啶，无放射性，可区分类型，C正确； D、DNA和RNA都含有磷元素，无论病毒核酸是DNA还是RNA，用32P标记后侵染宿主，核酸都会进入宿主细胞，离心后沉淀物放射性均较高，无法区分核酸类型，D错误。 考向02 核酸的结构与遗传信息传递的关系 7．帕蒂西兰是用于治疗家族性淀粉样多发性神经病变（FAP）的小干扰RNA类药物，它由两条链构成，核苷酸链含有游离的磷酸基团端为5'端，另一端为3'端。两条链各含21个核苷酸，形成19个碱基对；每条链的3'末端含有两个悬空的未配对核苷酸。下列有关叙述正确的是（　　） A．帕蒂西兰3'末端共含2个未配对碱基 B．帕蒂西兰彻底水解得到的碱基最多有5种 C．人体细胞中含有RNA，但RNA不是人的遗传物质 D．帕蒂西兰既可用于治疗FAP，又是遗传信息的载体 【答案】C 【详解】 A、根据题干，每条链的 3' 末端含有2 个未配对核苷酸，而药物由两条链构成，因此 3' 末端未配对碱基总数应为 2×2=4 个，A错误； B、帕蒂西兰是小干扰RNA类药物，RNA彻底水解得到的碱基是A（腺嘌呤）、U（尿嘧啶）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤），共4种，B错误； C、人体细胞中含有DNA和RNA，但只有DNA是遗传物质，RNA主要承担催化、传递遗传信息等功能，并非遗传物质，C正确； D、遗传信息的载体是 DNA，帕蒂西兰是RNA类药物，可用于治疗FAP，但不是遗传信息的载体，D错误。 故选C。 8．海南黎锦是非物质文化遗产，其染料主要来源于植物。技术人员可利用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。下列叙述正确的是（    ） A．染料植物的DNA条形码序列仅分布在细胞核中 B．同种染料植物中不同细胞中的DNA条形码序列往往不同 C．染料植物的遗传信息储存在DNA的核糖核苷酸序列中 D．DNA鉴定技术的依据是物种间的DNA条形码序列不同 【答案】D 【分析】细胞中的核酸根据所含五碳糖的不同分为DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）两种，构成DNA与RNA的基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸，它们含有C、H、O、N、P五种元素。 【详解】A、染料植物的DNA条形码序列主要存在于细胞核中，由少部分存在于细胞质，A错误； B、同种植物的不同细胞中的DNA条形码序列是相同的，B错误； C、染料植物的遗传信息储存在DNA的脱氧核糖核苷酸序列中，而不是核糖核苷酸序列，核糖核苷酸是RNA的组成单位，C错误； D、DNA鉴定技术正是利用不同物种间DNA条形码序列的差异来进行物种鉴定，D正确。 故选D。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一 情景设定：兴奋在神经纤维上的传导、血糖调节、体液免疫 知识溯源：蛋白质结构与功能辨析 1．（2026·安徽·高考真题）下列关于蛋白质及其功能的叙述，错误的是（　　） A．红细胞内的血红蛋白可以运输血液中的氧 B．胰岛素可以降低血液中葡萄糖的浓度 C．体液中的抗体可以与抗原特异性结合 D．Na+通道可以维持神经细胞内外Na+浓度差 【答案】D 【知识点】蛋白质的功能、兴奋在神经纤维上的传导、血糖调节、体液免疫 【详解】A、红细胞内的血红蛋白属于具有运输功能的蛋白质，可运输血液中的氧，部分还可运输二氧化碳，A正确； B、胰岛素的化学本质是蛋白质，是人体唯一可以降低血糖的激素，可通过促进组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖，降低血液中葡萄糖浓度，B正确； C、抗体的化学本质为免疫球蛋白，属于具有免疫功能的蛋白质，能够与抗原发生特异性结合，C正确； D．Na+通道属于通道蛋白，介导Na+顺浓度梯度的协助扩散，无法维持Na+浓度差；神经细胞内外Na+浓度差依靠钠-钾泵的主动运输过程维持，D错误。 题组二 情景设定：小鼠钙调蛋白球形结构与功能 知识溯源：蛋白质结构与功能辨析 2．（2024·吉林·高考真题）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 【答案】B 【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、蛋白质的结构及多样性、蛋白质的基本组成单位--氨基酸 【分析】蛋白质的合成场所为核糖体，组成蛋白质的基本单位为氨基酸，蛋白质一定含有的元素为C、H、O、N。 【详解】A、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； B、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； C、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，钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关，C正确； D、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。 故选B。 题组三 情景设定：生物通过遗传信息控制性状 知识溯源：DNA是主要的遗传物质 3．（2025·浙江·高考真题）多种多样的生物通过遗传信息控制性状，并通过繁殖将遗传物质传递给子代。下列关于遗传物质的叙述正确的是（    ） A．S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过质粒传递给子代 B．水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质主要是DNA C．控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制表达遗传信息 D．烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸 【答案】D 【知识点】基因的表达综合、核酸的元素组成及基本单位、DNA分子的复制过程、特点及意义、DNA是主要的遗传物质 【分析】细胞生物中，既含有DNA，又含有RNA，DNA为遗传物质；病毒含有DNA或RNA，遗传物质为DNA或RNA。绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数RNA病毒的遗传物质是RNA，故一切生物的遗传物质为核酸。 【详解】A、S型肺炎链球菌是原核生物，其遗传物质主要分布于拟核。因此，S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过拟核传递给子代，A错误； B、水稻、小麦和玉米三大粮食作物都是植物，都属于真核生物，真核生物的遗传物质是DNA，B错误； C、基因指导蛋白质的合成过程是遗传信息的表达过程，伞藻通过复制传递遗传信息，而不是表达遗传信息，C错误； D、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，D正确。 故选D。 题组四 情景设定：DNA条形码技术 知识溯源：DNA与RNA的异同、核酸的种类及分布 4．（2024·海南·高考真题）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 【答案】D 【知识点】核酸的元素组成及基本单位、DNA与RNA的异同、核酸的种类及分布 【分析】细胞中的核酸根据所含五碳糖的不同分为DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）两种，构成DNA与RNA的基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸，它们含有C、H、O、N、P五种元素。 【详解】A、不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、P，不含S，A错误； B、DNA条形码序列由脱氧核糖核苷酸连接而成，B错误； C、染料植物的DNA条形码序列主要存在于细胞核中，有少部分存在于细胞质，C错误； D、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。 故选D。 情境探究·素养拓展 ——深挖素材脉络，规范长句作答 1.（2026·湖北黄冈·二模）科学家在研究人体红细胞膜蛋白时，发现了一种名为CHIP28的膜蛋白。他们选取细胞膜上缺乏该蛋白的非洲爪蟾卵母细胞（在低渗溶液中不易膨胀）作为实验材料，其实验处理及结果如下。回答下列问题： 组别 实验处理 处理后将细胞置于蒸馏水中观察 0.5 min 1.5 min 2.5 min 3.5 min 实验组 向蛙卵母细胞注入CHIP28蛋白的mRNA 对照组 向蛙卵母细胞注入微量蒸馏水 (1)实验结果表明CHIP28蛋白的作用是_促进_（填“促进”或“抑制”）水分子进入细胞。Hg2+可抑制该蛋白活性，推测其作用机制可能是_Hg2+改变蛋白质的空间结构（或Hg2+破坏了蛋白质空间结构）_。 (2)为确定CHIP28蛋白是一种水通道蛋白还是间接激活水通道蛋白的物质，研究者利用双层磷脂分子围成的球形脂质体（不含蛋白质）进行实验。实验组的相应处理及结果应为_ace_（选填下列字母），为“CHIP28蛋白是水通道蛋白”的结论提供有力证据。 a.整合了CHIP28蛋白的脂质体 b.普通的脂质体 c.将相应脂质体放入蒸馏水中 d.将相应脂质体放入高浓度NaCl溶液中 e.脂质体涨破时间比对照组短 f.脂质体涨破时间比对照组长 (3)研究发现，当眼球受到氧化损伤时，晶状体上皮细胞中的水通道蛋白AQP0含量异常会导致晶状体水分代谢失衡引起白内障（晶状体混浊）。为探究某抗氧化药物（D）延缓白内障进程的机理，将生理状况相似的健康小鼠随机均分为甲、乙、丙三组分别做如下处理，在相同且适宜的条件下饲养一段时间后，检测各组小鼠晶状体上皮细胞中AQP0的mRNA相对含量及晶状体浑浊度。实验结果如下表所示： 组别 操作 AQP0 mRNA相对含量 晶状体混浊度 甲组 不做任何处理（空白对照） 1.00 0.15 乙组 通过H2O2诱导产生白内障模型 0.45 1.20 丙组 对白内障模型鼠每日注射适量药物D 0.85 0.30 ①水分子_不能_（填“能”或“不能”）与AQP0蛋白特异性结合； ②乙组和丙组的自变量是_是否注射药物D_；分析实验结果，实验结论为_药物D能缓解因H2O2氧化损伤引起的AQP0基因的表达不足（或提高了AQP0基因转录的mRNA含量），提高了水通道蛋白合成量，有效降低晶状体浑浊度，延缓白内障进程_。 (4)细胞衰老会出现多种变化，结合自由基学说，分析细胞衰老会出现细胞内水分减少的原因是_自由基攻击膜上水通道蛋白导致其活性降低；自由基攻击DNA导致水通道蛋白的表达量降低_。 2．（2026·江西·模拟预测）好氧堆肥技术是利用微生物代谢处理有机废物的生物技术，其本质是微生物通过细胞呼吸分解有机物并释放能量。高温期（>55℃），嗜热菌群成为优势种群，纤维素等难降解物质开始分解。科研人员为探究碳氮比（C/N）对堆肥效率的影响，进行了模拟实验，主要数据如表所示。 实验组别 物料初始C/N 微生物代谢强度（CO2释放速率相对值） 高温期（>55℃）的持续时间/天 纤维素降解率/% 甲 20∶1 85±5 10 65.2±4.1 乙 30∶1 152±8 15 91.5±2.7 丙 40∶1 130±7 13 88.3±3.3 回答下列问题： (1)堆肥中，好氧微生物可在细胞质基质和线粒体内将葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生_CO2_和[H]，[H]与O2结合生成水并释放大量能量，其中一部分能量储存在_ATP_中，用于驱动各项生命活动；另一部分能量以热能形式散失，导致堆体温度上升。 (2)由表中数据可知，物料初始C/N为_30∶1_时，微生物代谢最旺盛。当物料初始C/N为40∶1时，微生物代谢强度下降，从细胞中化合物合成的角度分析，其原因是物料中氮源相对不足，这直接影响微生物细胞中_蛋白质、核酸（DNA/RNA）_（答两种）等含氮大分子的合成，从而影响细胞代谢。 (3)高温能杀灭大多数病原体（细菌、病毒等生物）。从蛋白质的角度解释，原因是_高温使蛋白质变性_。 (4)为进一步探究“在最佳物料初始C/N条件下，添加外源纤维素酶能否通过提高反应速率来缩短堆肥周期”，请补充实验设计思路。 实验分组：空白对照组和添加适量外源纤维素酶的实验组，两组除是否添加外源纤维素酶外，其他条件（如温度、湿度、物料等）应_相同且适宜_。 观测指标：__微生物代谢强度、CO2释放速率相对值（或纤维素降解速率、堆肥产物中纤维素的残留率、堆体中心温度达到55℃所需的时间、高温期的持续时间等）_（答两点）。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 蛋白质和核酸 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 知识建联·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，突破命题考向 知识解构+即时演练+高分破译 考点一 细胞中的蛋白质 知识点1 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 知识点2 蛋白质的结构与功能 考点二 细胞中的核酸 知识点1 核酸的种类、分布与基本组成单位 知识点2​核酸的结构与功能 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一 情景设定：兴奋在神经纤维上的传导、血糖调节 知识溯源：蛋白质结构与功能辨析 题组二 情景设定：小鼠钙调蛋白球形结构与功能 知识溯源：蛋白质结构与功能辨析 题组三 情景设定：生物通过遗传信息控制性状 知识溯源：DNA是主要的遗传物质 题组四 情景设定：DNA条形码技术 知识溯源：DNA与RNA的异同、核酸的种类及分布 05 情境探究·素养拓展 深挖素材脉络，规范长句作答 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考查概述  从命题题型和内容上看，高考命题多集中在选择题，题目综合性强，以考查核心概念的理解、结构推断及功能分析为主。主要涉及蛋白质的基本组成单位及结构多样性原因、蛋白质的合成与功能、核酸的种类与分布、核苷酸序列与遗传信息的关系，以及蛋白质和核酸在医学、农业等领域的综合应用等核心内容。 考查形式 试题常以选择题的形式考查基础知识的辨析（如氨基酸的判断、核酸的种类区分），或以非选择题的形式综合考查蛋白质的合成过程。常结合具体的生命现象、科技前沿或生产生活情境（如囊性纤维化病因、基因探针的应用），考查学生对知识的迁移应用能力和逻辑推理能力。 课标要求 明确目标 1. 说出组成蛋白质的基本单位——氨基酸的分子结构特点，阐明氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质的过程，并能进行相关的计算。（生命观念） 2. 分析蛋白质结构多样性与功能多样性的关系，举例说明蛋白质在生命活动中的重要作用。（生命观念） 3. 说出核酸的种类、化学组成及其在细胞中的分布，阐明核酸是细胞内携带遗传信息的物质。（生命观念） 4. 基于蛋白质和核酸的结构与功能，探讨它们在亲子鉴定、疾病诊断及疫苗研发等方面的应用价值。（科学思维） 高考前沿 1. 蛋白质的结构与功能 2026·安徽卷，1；2025·浙江6月卷，2；2025·四川卷，1；2024·吉林卷，1；2023·河北卷，1；2023·海南卷，2； 2. 核酸的结构与功能 2025·浙江1月卷，13；2024·海南卷，1；2024·广东卷，2；2023·福建卷，2；2023·全国乙卷，1； 知识建联·脉络梳理 蛋白质和核酸 蛋白质 元素组成 主要由 C、H、O、N 四种元素组成（有的还含有 S） 基本单位 氨基酸 结构通式：至少有一个氨基（-NH₂）和一个羧基（-COOH）连在同一个碳原子上。 必需氨基酸：人体不能合成，必须从食物中获取（8种）。 非必需氨基酸：人体可以合成（13种）。 结构层次 脱水缩合 肽键：-CO-NH- 计算核心 肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数 - 肽链数 蛋白质分子量 = 氨基酸总分子量 - 脱去水分子量 - 形成二硫键脱去的H量 多样性 结构决定功能 结构 氨基酸种类、数目、排列顺序及肽链盘曲折叠形成的空间结构千差万别 功能 催化（酶）、运输（血红蛋白）、免疫（抗体）、调节（胰岛素）、结构（肌肉蛋白） 核酸 元素组成 由 C、H、O、N、P 五种元素组成 分类 脱氧核糖核酸（DNA） 基本单位 脱氧核苷酸​ 化学组成 磷酸 + 脱氧核糖 + 含氮碱基（A、T、C、G） 结构​ 一般为双链（规则的双螺旋结构） 分布​ 主要在细胞核（染色体），少量在线粒体、叶绿体 功能​ 主要的遗传物质，储存、传递遗传信息 核糖核酸（RNA） 基本单位 核糖核苷酸 化学组成 磷酸 + 核糖 + 含氮碱基（A、U、C、G） 结构​ 一般为单链（局部可形成双链） 分布​ 主要在细胞质（核糖体、mRNA、tRNA） 功能 参与蛋白质合成（信使、转运、组成核糖体）、催化（核酶）、少数病毒遗传物质 蛋白质与核酸的联系 结构层次 核酸（基因）指导合成蛋白质。 核酸是遗传信息的携带者，蛋白质是生命活动的执行者。 元素组成 蛋白质一定含C、H、O、N（有的含S）； 核酸一定含C、H、O、N、P。 分子鉴定 蛋白质常用双缩脲试剂（紫色反应）； 核酸常用二苯胺试剂（沸水浴，蓝色反应）。 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，突破命题考向 自主研学·梳理教材 1.说出蛋白质和核酸的化学元素种类（蛋白质主要为 C、H、O、N，有的还含有 S；核酸由 C、H、O、N、P五种元素组成）。 2.概述细胞中蛋白质和核酸的种类及含量，明确细胞内含量最多的有机物是蛋白质；了解氨基酸在生物体内的脱水缩合过程及核酸的初步水解与彻底水解产物。 3.说明蛋白质的结构多样性原因（氨基酸种类、数目、排列顺序及空间结构不同），阐明核酸的分类（DNA和RNA）及基本单位（核苷酸），分析氨基酸序列与蛋白质空间结构的关系，以及核苷酸序列与遗传信息传递的关系。 4.列举蛋白质的主要存在形式（结构蛋白、功能蛋白）及核酸的分类（DNA和RNA），阐述其生理功能（如蛋白质是生命活动的主要承担者，具有催化、运输、免疫等功能；核酸是遗传信息的携带者，控制生物的遗传、变异和蛋白质合成），举例说明其在生命活动中的具体作用（如酶催化代谢、抗体抵御病原体、DNA储存遗传信息等）。 5.阐明蛋白质是生命活动的主要承担者，一切生命活动都离不开蛋白质；举例说明蛋白质的具体功能，如结构蛋白（构成细胞和生物体结构）、催化功能（绝大多数酶）、运输功能（血红蛋白、载体蛋白）、调节功能（胰岛素等蛋白质类激素）、免疫功能（抗体）。 6.阐述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；区分DNA和RNA在分布（DNA主要在细胞核，RNA主要在细胞质）、结构（DNA一般为双链，RNA一般为单链）和碱基（DNA特有T，RNA特有U）上的差异。 7.说明蛋白质与核酸的内在联系，即中心法则中的关系：核酸（基因）通过转录和翻译指导蛋白质的合成；明确核酸是遗传信息的控制者，蛋白质是生命活动的执行者。 8.掌握蛋白质和核酸的相关计算规律，如肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数 - 肽链数；蛋白质分子量 = 氨基酸总分子量 - 脱去水分子量 - 形成二硫键脱去的H量；基因（DNA）碱基数 : mRNA碱基数 : 氨基酸数 = 6 : 3 : 1（不考虑内含子和终止密码子）。 9.了解蛋白质和核酸的实验鉴定方法，如蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色；DNA与二苯胺试剂（沸水浴）反应呈蓝色。 考点一 细胞中的蛋白质 知●识●解●构 知识点1 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 1. 结构通式 (1) 核心结构：牢记 C2H4O2NR。每个氨基酸分子至少含有一个 氨基（−NH2）和一个 羧基（−COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在 同一个碳原子上。 (2) R基的决定性作用： 1　 决定氨基酸的种类（组成蛋白质的氨基酸约21种）。 2　 决定氨基酸的特殊元素（如甲硫氨酸中的 S​ 元素）。 3　 决定氨基酸的理化性质（如酸性、碱性或中性）。 (3) 判断技巧：如果一个分子中没有氨基和羧基连在同一个碳原子上（如在同一个R基中），它就不是组成蛋白质的氨基酸。 2. 分类 (1) 必需氨基酸：人体细胞不能合成，必须从外界食物中获取（8种）。 速记口诀：甲携来一本亮色书（甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸）。 (2) 非必需氨基酸：人体细胞能够合成（13种）。 误区纠正：“非必需”不等于食物中不需要，而是指人体可以自行合成，不一定非要从食物中获取。 3. 脱水缩合 (1) 反应实质：一个氨基酸的 羧基（−COOH）脱去 羟基（−OH），另一个氨基酸的 氨基（−NH2）脱去 氢（−H），结合生成一分子 水（H2O）。 (2) 产物命名： 1　 肽键：连接两个氨基酸的化学键（−CO−NH−）。 2　 多肽：由多个氨基酸分子缩合而成的链状结构。 (3) 空间结构：多肽链通常呈线性，必须经过盘曲、折叠形成特定的空间结构，才具有生物活性（如胰岛素）。 4. 计算规律 (1) 肽键数计算：肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数 - 肽链数。 (2) 氮原子（N）守恒：N原子总数 = 肽键数 + 肽链数 + R基中的N原子数。 推论：若题目未给出R基信息，通常默认N原子数 = 肽键数 + 肽链数。 (3) 氧原子（O）守恒：O原子总数 = 肽键数 + 2 × 肽链数 + R基中的O原子数。 推论：若题目未给出R基信息，通常默认O原子数 = 肽键数 + 2 × 肽链数。 (4) 分子量计算：蛋白质分子量 = 氨基酸平均分子量 × 氨基酸数 - 18 × 脱去水分子数 - 形成二硫键脱去的H质量（每形成一个二硫键脱去2个H）。 核心结论（必背） (1) 结构通式：−NH2和−COOH必须连在 同一个C原子​ 上；R基决定氨基酸种类。 (2) 必需氨基酸：8种（口诀：甲携来一本亮色书），人体不能合成，必从食物摄取。 (3) 脱水缩合：肽键数 = 氨基酸数 - 肽链数；连接化学键为 −CO−NH−。 (4) 原子守恒： 1　 N原子数​ = 肽键数 + 肽链数（+ R基N）。 2　 O原子数​ = 肽键数 + 2×肽链数（+ R基O）。 知识点2 蛋白质的结构与功能 1. 结构层次 (1) 一级结构（基础）：氨基酸的种类、数目、排列顺序。这是蛋白质多样性的根本原因（直接原因）。 (2) 二级结构：多肽链局部盘曲折叠形成的空间结构（如α-螺旋、β-折叠）。 (3) 三级结构：整条肽链进一步盘曲、折叠形成的空间结构。此时往往具有生物学活性。 (4) 四级结构：由多条肽链（亚基）结合形成的复合结构（如血红蛋白由4条肽链构成）。 关键提醒：多肽链 ≠蛋白质。多肽链必须经过盘曲折叠形成特定的空间结构才具有生物活性。 2. 结构多样性 (1) 直接原因（四要素）： 1　 氨基酸种类不同。 2　 氨基酸数目不同。 3　 氨基酸排列顺序不同。 4　 肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。 (2) 根本原因：基因的多样性（DNA分子中碱基对的排列顺序千变万化）。 3. 功能多样性 功能类型 具体实例 一句话概括 结构功能​ 肌肉、羽毛、蛛丝、头发 构成细胞和生物体结构的重要物质 催化功能​ 绝大多数酶（如唾液淀粉酶） 降低化学反应活化能，加速反应速率 运输功能​ 血红蛋白（运氧）、载体蛋白 协助物质进出细胞或运输物质 调节功能​ 胰岛素、生长激素 调节机体的生命活动（注意：激素不全是蛋白质） 免疫功能​ 抗体（免疫球蛋白） 抵御病原体的入侵 信息传递​ 受体蛋白（细胞膜表面） 识别信号分子，进行细胞间通讯 4. 结构与功能相适应 (1) 实例1：红细胞中的血红蛋白呈球状，有利于在血管中运输；而蜘蛛丝中的丝心蛋白呈纤维状，有利于构成网结构。 (2) 实例2：高温、强酸、强碱会使蛋白质变性（空间结构被破坏），导致其失去生理活性（如鸡蛋煮熟后不能孵化小鸡）。但变性不破坏肽键，仍可与双缩脲试剂发生紫色反应。 5. 实验：蛋白质的鉴定（双缩脲试剂） 1. 原理：在碱性条件下，铜离子（Cu2+）与肽键反应生成紫色络合物。 2. 操作要点：先加A液（NaOH），再加B液（CuSO4​），摇匀观察，无需加热。 3. 结果：溶液变为紫色。 核心结论（必背） (1) 结构层次：氨基酸 →多肽 →肽链 →蛋白质（注意：多肽无生物活性，蛋白质有）。 (2) 多样性原因：氨基酸的种类、数目、排列顺序 + 肽链的空间结构。 (3) 功能口诀：构催运调免（结构蛋白、催化、运输、调节、免疫）。 (4) 变性实质：高温/强酸/强碱破坏的是空间结构，不破坏肽键。 (5) 鉴定试剂：双缩脲试剂​ →紫色（检测的是肽键）。 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 1.蛋白质的基本组成单位是氨基酸，因此所有氨基酸都含有C、H、O、N、S五种元素。（ ） 2.氨基酸脱水缩合产生的水分子中的氢全部来自于氨基，氧来自于羧基。（ ） 3.由三个氨基酸脱水缩合形成的化合物称为三肽，含有两个肽键。（ ） 4.蛋白质结构的多样性取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的空间结构。（ ） 5.高温、过酸或过碱会破坏蛋白质的空间结构，导致其变性失活，但肽键并未断裂。（ ） 6.所有的酶都是蛋白质，且都具有高效性和专一性。（ ） 7.抗体、胰岛素和生长激素的化学本质都是蛋白质，它们都参与机体的生命活动调节。（ ） 8.蛋白质是细胞中含量最多的化合物，也是生命活动的主要承担者。（ ） 9.用双缩脲试剂检测蛋白质时，应先加入双缩脲试剂A液（NaOH），摇匀后再加入B液（CuSO₄）。（ ） 10.若某蛋白质分子由m条肽链、n个氨基酸组成，则该蛋白质分子中至少含有的氧原子数为 n + m。（ ） 考向01 氨基酸的结构通式与脱水缩合过程的计算 1．血红蛋白是红细胞内运输氧的特殊蛋白质，由珠蛋白和血红素组成。图甲是血红蛋白的空间结构模式图，一个血红蛋白分子由574个氨基酸构成的两条相同的α链和两条相同的β链（α链和β链不同）共同组成。图乙表示β链一端的部分氨基酸排列顺序。下列叙述正确的是（　　） A．大量元素Fe是构成血红素的元素 B．图乙中该段多肽链由4种氨基酸脱水缩合而成。 C．形成一个血红蛋白分子至少脱去570个水分子 D．一个血红蛋白分子至少含有4个游离的羧基 2．从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可用来制作手术缝合线，这种手术缝合线具有一定的抗断裂能力和延展性，可以被人体组织吸收，从而免除拆线的痛苦。下列说法正确的是（　　） A．来自其他动物组织的胶原蛋白可直接被人体细胞吸收利用 B．手术缝合线的抗断裂能力和延展性与胶原蛋白的空间结构有关 C．胶原蛋白与双缩脲试剂混合均匀后需水浴加热才能呈现紫色 D．手术前需对使用的手术缝合线进行高温处理以达到杀菌作用 考向02 蛋白质结构多样性与功能多样性的原因分析 3．人工智能能够基于氨基酸序列预测蛋白质结构。由于氨基酸之间能够形成氢键等，使得肽链能够盘曲、折叠形成一定的空间结构。下列说法错误的是（　　） A．高温会改变肽链盘曲、折叠的方式，进而改变蛋白质的空间结构 B．氨基酸序列的改变可能会影响蛋白质的空间结构 C．每种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构 D．胰岛素能够识别并结合靶细胞上的受体与其空间结构无关 4．牛胰核糖核酸酶是一种蛋白质。科学家利用变性剂和还原剂处理牛胰核糖核酸酶，获得了空间结构被破坏、酶活性丧失的牛胰核糖核酸酶，之后利用透析法去除变性剂和还原剂，发现该酶的活性几乎全部恢复，如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．在变性剂和还原剂作用下，牛胰核糖核酸酶因肽键被破坏而变性 B．在变性剂和还原剂作用下，牛胰核糖核酸酶的相对分子质量会减少8 C．去除变性剂和还原剂后，变性的牛胰核糖核酸酶的空间结构得以恢复 D．天然的牛胰核糖核酸酶只含有1条肽链，因此其只含有1个氨基和1个羧基 考点二 细胞中的核酸 知●识●解●构 知识点1 核酸的种类、分布与基本组成单位 1、 核酸的分类 阶段 科学家/分类 贡献 第一类(绝大多数生物) DNA(脱氧核糖核酸) 主要的遗传物质，携带遗传信息 第二类(少数病毒) RNA(核糖核酸) 某些病毒的遗传物质 2、 分布与组成 (1) 核酸在细胞中的分布： 1　 真核细胞： DNA：主要分布在细胞核（与蛋白质结合成染色体），少量分布在线粒体和叶绿体中。 RNA：主要分布在细胞质中（核糖体、mRNA、tRNA等）。 2　 原核细胞： DNA：主要分布在拟核（大型环状裸露DNA），细胞质中有质粒（小型环状DNA）。 RNA：分布在细胞质中。 3　 病毒：无细胞结构，只含有一种核酸（DNA或RNA）。 (2) 核酸的基本组成单位——核苷酸： 1　 结构通式：一分子核苷酸 = 一分子磷酸+ 一分子五碳糖+ 一分子含氮碱基。 2　 分类依据：根据五碳糖的不同，分为脱氧核糖核苷酸（DNA的基本单位）和核糖核苷酸（RNA的基本单位）。 3　 具体种类： 脱氧核糖核苷酸（4种）：腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸。 核糖核苷酸（4种）：腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸。 3、 DNA与RNA的比较 比较项目 DNA（脱氧核糖核酸） RNA（核糖核酸） 基本单位 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 五碳糖​ 脱氧核糖 核糖 含氮碱基​ A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤） A（腺嘌呤）、U（尿嘧啶）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤） 结构​ 一般为双链（规则双螺旋） 一般为单链​ 分布​ 主要在细胞核（线粒体、叶绿体） 主要在细胞质​ 特有成分 脱氧核糖、胸腺嘧啶（T） 核糖、尿嘧啶（U） 核心结论（必背） (1) 分类与功能：核酸分为DNA（主要遗传物质）和RNA（某些病毒的遗传物质），是遗传信息的携带者。 (2) 分布规律： DNA：真核（细胞核、线粒体、叶绿体）；原核（拟核、质粒）。 RNA：主要分布在细胞质。 (3) 基本单位：核苷酸 = 磷酸 + 五碳糖 + 含氮碱基。 DNA单位：脱氧核糖核苷酸（含T，不含U）。 RNA单位：核糖核苷酸（含U，不含T）。 (4) 水解产物： 初步水解：核苷酸。 彻底水解：磷酸 + 五碳糖 + 含氮碱基（注意：不是核苷酸）。 知识点2 核酸的结构与功能 1. 核酸的结构层次 (1) 元素组成：C、H、O、N、P（与ATP、磷脂元素组成相同，三者常联动考查）。 (2) 基本单位：核苷酸。一分子核苷酸 = 一分子磷酸​ + 一分子五碳糖​ + 一分子含氮碱基。 (3) 结构层次： 核苷酸→核苷酸链（DNA双链 / RNA单链）→核酸分子。 DNA：两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构（沃森&克里克）。 RNA：一般为单链，可局部折叠形成双链区（如tRNA的“三叶草”结构）。 2. DNA的结构特点（双螺旋） (1) 外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架。 (2) 内侧：碱基通过氢键配对（A=T，G≡C），碱基对平面垂直于螺旋轴。 (3) 稳定性：氢键+碱基堆积力维持结构稳定，但A-T对（2个氢键）少于G-C对（3个氢键），故G-C含量越高的DNA越稳定（耐高温）。 3. RNA的种类与功能 RNA种类 全称 功能 mRNA​ 信使RNA 携带遗传信息，作为翻译的模板（“蓝图”） tRNA​ 转运RNA 一端携带氨基酸，另一端反密码子识别mRNA密码子（“搬运工”） rRNA​ 核糖体RNA 与蛋白质构成核糖体，是翻译的场所（“工作台”） 少数RNA​ — 具有催化功能（核酶，如核糖体肽酰转移酶） 4. 核酸的功能 (1) 总体功能：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。 (2) 具体分工： 1　 DNA：绝大多数生物的遗传物质，储存、传递遗传信息（通过复制传给子代，通过转录传给RNA）。 2　 RNA： 作为某些病毒（HIV、流感病毒、新冠病毒）的遗传物质。 参与蛋白质合成（mRNA、tRNA、rRNA各司其职）。 具有催化作用（核酶）。 调控作用（如miRNA、siRNA参与基因表达调控，近年热点）。 5. 核酸与蛋白质的关系 (1) 核酸（基因型）→ 指导合成 → 蛋白质（表现型的主要体现者）。 (2) 核酸是遗传信息的控制者，蛋白质是生命活动的执行者。 核心结论（必背） (1) DNA结构：双螺旋，外侧磷酸-脱氧核糖骨架，内侧A-T、G-C碱基配对。 (2) RNA三类功能：mRNA（模板）、tRNA（搬运）、rRNA（核糖体组成）。 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 1.核酸仅由C、H、O、N四种元素组成。（ ） 2.脱氧核苷酸的排列顺序极其多样，这决定了DNA分子的多样性。（ ） 3.真核细胞的DNA只分布在细胞核内，RNA只分布在细胞质中。（ ） 4.只有DNA能携带遗传信息，RNA不能携带遗传信息。（ ） 5.双链DNA分子中，A的数目一定等于T的数目，G的数目一定等于C的数目。（ ） 6.细胞中的DNA和RNA在化学组成上完全相同，仅仅是空间结构不同。（ ） 7.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，用放射性同位素³²P标记的是噬菌体的蛋白质外壳。（ ） 8.转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程不需要酶的参与。（ ） 9.细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞生物（病毒）的遗传物质是DNA或RNA。（ ） 10.tRNA呈三叶草结构，其一端携带氨基酸，另一端有反密码子，能与mRNA上的密码子互补配对。（ ） 考向01 核酸的种类判断与分布场所分析 5．2024年，美国科学家VictorAmbros和GaryRuvkun获诺贝尔生理学或医学奖，以表彰他们“发现microRNA及其在转录后基因调控中的作用”，microRNA与mRNA、tRNA以及rRNA一样都是RNA。下列关于RNA的叙述，错误的是（     ） A．将microRNA彻底水解可以获得3种产物 B．RNA可以催化细胞内的某些代谢反应 C．RNA与DNA结构不同，DNA比RNA更稳定 D．翻译过程中需要mRNA、tRNA、rRNA三种RNA共同参与 6．对于新发现的某种病毒，需要确认其核酸是DNA还是RNA。下列方法不可行的是（     ） A．检测该病毒核酸中的含氮碱基种类或五碳糖种类，确定核酸类型 B．DNA酶和RNA酶分别处理病毒核酸后检测其感染活性 C．标记宿主细胞的尿嘧啶，用病毒侵染宿主细胞，检测子代病毒放射性 D．用32P标记病毒核酸，侵染宿主，搅拌离心后观察上清液和沉淀物的放射性 考向02 核酸的结构与遗传信息传递的关系 7．帕蒂西兰是用于治疗家族性淀粉样多发性神经病变（FAP）的小干扰RNA类药物，它由两条链构成，核苷酸链含有游离的磷酸基团端为5'端，另一端为3'端。两条链各含21个核苷酸，形成19个碱基对；每条链的3'末端含有两个悬空的未配对核苷酸。下列有关叙述正确的是（　　） A．帕蒂西兰3'末端共含2个未配对碱基 B．帕蒂西兰彻底水解得到的碱基最多有5种 C．人体细胞中含有RNA，但RNA不是人的遗传物质 D．帕蒂西兰既可用于治疗FAP，又是遗传信息的载体 8．海南黎锦是非物质文化遗产，其染料主要来源于植物。技术人员可利用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。下列叙述正确的是（    ） A．染料植物的DNA条形码序列仅分布在细胞核中 B．同种染料植物中不同细胞中的DNA条形码序列往往不同 C．染料植物的遗传信息储存在DNA的核糖核苷酸序列中 D．DNA鉴定技术的依据是物种间的DNA条形码序列不同 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一 情景设定：兴奋在神经纤维上的传导、血糖调节、体液免疫 知识溯源：蛋白质结构与功能辨析 1．（2026·安徽·高考真题）下列关于蛋白质及其功能的叙述，错误的是（　　） A．红细胞内的血红蛋白可以运输血液中的氧 B．胰岛素可以降低血液中葡萄糖的浓度 C．体液中的抗体可以与抗原特异性结合 D．Na+通道可以维持神经细胞内外Na+浓度差 题组二 情景设定：小鼠钙调蛋白球形结构与功能 知识溯源：蛋白质结构与功能辨析 2．（2024·吉林·高考真题）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 题组三 情景设定：生物通过遗传信息控制性状 知识溯源：DNA是主要的遗传物质 3．（2025·浙江·高考真题）多种多样的生物通过遗传信息控制性状，并通过繁殖将遗传物质传递给子代。下列关于遗传物质的叙述正确的是（    ） A．S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过质粒传递给子代 B．水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质主要是DNA C．控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制表达遗传信息 D．烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸 题组四 情景设定：DNA条形码技术 知识溯源：DNA与RNA的异同、核酸的种类及分布 4．（2024·海南·高考真题）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 情境探究·素养拓展 ——深挖素材脉络，规范长句作答 1.（2026·湖北黄冈·二模）科学家在研究人体红细胞膜蛋白时，发现了一种名为CHIP28的膜蛋白。他们选取细胞膜上缺乏该蛋白的非洲爪蟾卵母细胞（在低渗溶液中不易膨胀）作为实验材料，其实验处理及结果如下。回答下列问题： 组别 实验处理 处理后将细胞置于蒸馏水中观察 0.5 min 1.5 min 2.5 min 3.5 min 实验组 向蛙卵母细胞注入CHIP28蛋白的mRNA 对照组 向蛙卵母细胞注入微量蒸馏水 (1)实验结果表明CHIP28蛋白的作用是______（填“促进”或“抑制”）水分子进入细胞。Hg2+可抑制该蛋白活性，推测其作用机制可能是______。 (2)为确定CHIP28蛋白是一种水通道蛋白还是间接激活水通道蛋白的物质，研究者利用双层磷脂分子围成的球形脂质体（不含蛋白质）进行实验。实验组的相应处理及结果应为______（选填下列字母），为“CHIP28蛋白是水通道蛋白”的结论提供有力证据。 a.整合了CHIP28蛋白的脂质体 b.普通的脂质体 c.将相应脂质体放入蒸馏水中 d.将相应脂质体放入高浓度NaCl溶液中 e.脂质体涨破时间比对照组短 f.脂质体涨破时间比对照组长 (3)研究发现，当眼球受到氧化损伤时，晶状体上皮细胞中的水通道蛋白AQP0含量异常会导致晶状体水分代谢失衡引起白内障（晶状体混浊）。为探究某抗氧化药物（D）延缓白内障进程的机理，将生理状况相似的健康小鼠随机均分为甲、乙、丙三组分别做如下处理，在相同且适宜的条件下饲养一段时间后，检测各组小鼠晶状体上皮细胞中AQP0的mRNA相对含量及晶状体浑浊度。实验结果如下表所示： 组别 操作 AQP0 mRNA相对含量 晶状体混浊度 甲组 不做任何处理（空白对照） 1.00 0.15 乙组 通过H2O2诱导产生白内障模型 0.45 1.20 丙组 对白内障模型鼠每日注射适量药物D 0.85 0.30 ①水分子_____（填“能”或“不能”）与AQP0蛋白特异性结合； ②乙组和丙组的自变量是_____；分析实验结果，实验结论为_____。 (4)细胞衰老会出现多种变化，结合自由基学说，分析细胞衰老会出现细胞内水分减少的原因是_____。 2．（2026·江西·模拟预测）好氧堆肥技术是利用微生物代谢处理有机废物的生物技术，其本质是微生物通过细胞呼吸分解有机物并释放能量。高温期（>55℃），嗜热菌群成为优势种群，纤维素等难降解物质开始分解。科研人员为探究碳氮比（C/N）对堆肥效率的影响，进行了模拟实验，主要数据如表所示。 实验组别 物料初始C/N 微生物代谢强度（CO2释放速率相对值） 高温期（>55℃）的持续时间/天 纤维素降解率/% 甲 20∶1 85±5 10 65.2±4.1 乙 30∶1 152±8 15 91.5±2.7 丙 40∶1 130±7 13 88.3±3.3 回答下列问题： (1)堆肥中，好氧微生物可在细胞质基质和线粒体内将葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生________和[H]，[H]与O2结合生成水并释放大量能量，其中一部分能量储存在__中，用于驱动各项生命活动；另一部分能量以热能形式散失，导致堆体温度上升。 (2)由表中数据可知，物料初始C/N为________时，微生物代谢最旺盛。当物料初始C/N为40∶1时，微生物代谢强度下降，从细胞中化合物合成的角度分析，其原因是物料中氮源相对不足，这直接影响微生物细胞中________（答两种）等含氮大分子的合成，从而影响细胞代谢。 (3)高温能杀灭大多数病原体（细菌、病毒等生物）。从蛋白质的角度解释，原因是________。 (4)为进一步探究“在最佳物料初始C/N条件下，添加外源纤维素酶能否通过提高反应速率来缩短堆肥周期”，请补充实验设计思路。 实验分组：空白对照组和添加适量外源纤维素酶的实验组，两组除是否添加外源纤维素酶外，其他条件（如温度、湿度、物料等）应________。 观测指标：________（答两点）。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $