2027届高考生物人教版一轮复习导学案：蛋白质与核酸

该高中生物学高考复习学案系统梳理了蛋白质与核酸核心考点，涵盖蛋白质的氨基酸组成、多肽形成、结构功能及核酸的组成、结构功能，以生物大分子碳链骨架为纽带构建知识网络，通过问题链和任务单引导学生自主梳理，体现考点梳理的系统性和层次性。 亮点在于诊断性自测与进阶式考向训练设计，开篇设置基础自测题诊断学情，分蛋白质结构功能、计算规律等考向配真题演练，融入结构与功能观、科学思维素养。如肌红蛋白肽键计算、核酸与蛋白质关系分析等活动，帮助学生自主构建知识体系，教师可通过学情数据精准指导，培养学生自主复习能力。

2027届高考生物人教版一轮复习导学案：蛋白质与核酸 课标要求　1.阐明蛋白质通常由20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等，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。3.说明生物大分子以碳链为基本骨架。 考点一　蛋白质的结构与功能 1.蛋白质的基本组成单位——氨基酸 （1）写出图中序号代表的结构名称：①为氨基；②和④为R基；③为羧基。 （2）据图可知，氨基酸共有的元素是C、H、O、N，有的还含有S、Se等元素。 （3）比较图中几种氨基酸，写出氨基酸分子的结构通式：HNHCRHCOOH。其特点是从数量上看，至少有一个氨基和一个羧基；从位置上看，都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 （4）由图可知，各种氨基酸的区别在于R基的不同。组成人体蛋白质的氨基酸根据人体细胞能否合成，可以把这些氨基酸分为两类：人体细胞不能合成的是必需氨基酸（共8种）；人体细胞能合成的是非必需氨基酸（共13种）。 2.多肽的形成过程 （1）化合物的名称确定：一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽。 （2）H2O中各元素的来源：H来自—COOH和—NH2，O来自—COOH。 （3）一条肽链上氨基数或羧基数的确定：一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端；其余的氨基（或羧基）在R基上。 （4）假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链，则： 肽链 数目 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 氨基 数目 羧基 数目 多肽（蛋白质）的 相对分子质量 1条 n n－1 n－1 至少 1个 至少 1个 an－18×（n－1） m条 n n－m n－m 至少 m个 至少 m个 an－18×（n－m） 3.蛋白质的结构和功能 （1）蛋白质的结构层次（以血红蛋白为例） （2）蛋白质结构多样性的原因 （3）连线蛋白质的功能和实例 教材边角 （1）（必修1 P32“与社会的联系”）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。 （2）（必修1 P31～32“正文”拓展）人正常血红蛋白的空间结构呈球状，由它参与组成的红细胞呈两面凹的圆盘状，如果血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，就可能形成异常的血红蛋白。这样的血红蛋白可聚合成纤维状，性质也与正常血红蛋白有差异，由它参与组成的红细胞就会扭曲成镰刀状，运输氧的能力会大大削弱。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。 提示：每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。 基础自测 （1）（2024·黑吉辽卷）钙调蛋白的合成场所是核糖体。（√） （2）（2023·湖北卷）蛋白质变性可导致部分肽键断裂。（×） （3）（2023·湖南卷）帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数高于C元素。（×） （4）（2022·湖南卷）胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中。（×） （5）（经典高考题）食物中的胶原蛋白可被人体直接吸收。（×） （6）（经典高考题）蛋白质是生物体内重要的贮能物质。（×） （7）蛋白质和DNA的组成元素都含有C、H、O、N，具有相同的空间结构。（×） 情境探究 肌红蛋白（Mb）由珠蛋白与正铁血红素辅基结合而成，可与氧可逆性结合形成MbO2（氧合肌红蛋白，图1所示）。Mb中的极性侧链基团几乎全部分布在分子的表面，而非极性的侧链基团被埋在分子内部。含有Fe2+的血红素辅基位于Mb内陷的疏水洞穴中，避免了Fe2+被氧化。图2为血红素的分子结构式。除去血红素的脱辅基肌红蛋白称为珠蛋白。回答下列问题： （1）首先在细胞质中的________（填细胞器名称）上，氨基酸经过________（填方式）合成Mb的前体蛋白，经加工后形成珠蛋白。接着，血红素被插入到珠蛋白的多肽链中，形成有功能的Mb。 （2）珠蛋白是由153个氨基酸形成的一条肽链构成。结合图文推测，肌红蛋白中至少含有________个肽键，至少含有________个游离的羧基。研究发现，珠蛋白中含有5个丙氨酸（分子式为C3H7O2N），分别位于第26、71、72、99、153位。若用有关的酶水解掉丙氨酸，得到的小分子肽有______种，肽键数量减少______。 （3）Mb和血红蛋白均具有储氧和放氧功能，是因为二者都具有内陷疏水洞穴中的________和相似的________。但二者执行功能时略有差异，从氨基酸水平分析，原因可能是_________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 答案：（1）核糖体　脱水缩合　（2）152　3　4　8　（3）血红素辅基　空间结构　二者所含氨基酸的种类、数目、排列顺序存在差异 　蛋白质合成过程中的相关计算 （1）“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。 （2）“原子守恒法”计算蛋白质（多肽）中的原子数 在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢原子和氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。多肽链中的相关原子数量关系如下： ①碳原子数＝氨基酸的个数×2＋R基上的碳原子数。 ②氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2－二硫键数×2。 ③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。 ④氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。 注：由于R基上的碳原子数不容易确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数较为简便。 （3）“去除法”解答多肽中除去氨基酸的有关计算 ①若除去多肽内部的1个氨基酸，需水解2个肽键；若除去多肽一端的1个氨基酸，需水解1个肽键。 ②每水解1个肽键，则需要1分子水参与，肽键数减少1个，生成物与原多肽相比氧原子增加1个，氢原子增加2个，氨基增加1个，羧基增加1个。 考向1　蛋白质的结构与功能 1.（2025·全国卷）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 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，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.（2026·湖南长沙模拟）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的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 解析：D　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；有些氨基酸含有巯基（—SH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；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的功能相适应的独特结构，C正确；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。 易错提醒 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，蛋白质的空间结构一般不发生变化。 （2）变性：是由于高温、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，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。 考向2　有关蛋白质结构的计算规律 3.（2026·河南焦作月考）如图为由A、B、C三条链共81个氨基酸构成的胰岛素原，需切除C链才能成为有活性的胰岛素。下列相关叙述错误的是（　　） A.C链的切除需要消耗2分子的水 B.胰岛素原中至少含有1个游离的氨基 C.参与构成该蛋白质分子的氨基酸共有81个羧基 D.有活性的胰岛素分子中含有2条肽链、49个肽键 解析：C　由题图可知，C链分别以肽键与A、B链相连（60和61号氨基酸、30和31号氨基酸之间为肽键相连），C链的切除需要消耗2分子的水，A正确；由题图可知，胰岛素原有一条肽链，所以至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，B正确；参与构成该蛋白质分子的氨基酸至少含有81个羧基，C错误；由题图分析可知，有活性的胰岛素分子是由51个氨基酸形成的2条肽链，形成49个肽键，D正确。 4.某多肽含20个氨基酸，其中天冬氨酸有4个，分别位于5、6、15、20位（如图所示）；肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键。下列相关叙述正确的是（　　） A.该20肽至少含有22个肽键 B.该20肽游离的氨基和羧基至少各为1个和8个 C.肽酶X完全作用后产生的多肽共含有氨基酸19个 D.肽酶Y完全作用后产生的多肽中氧原子数目比20肽多了4个 解析：C　由题图可知，该多肽有一条肽链，根据肽键数目＝氨基酸数目－肽链条数，故20肽含有肽键数目应是19个，A错误；该20肽含游离的氨基或羧基数目＝肽链条数＋R基中含有的氨基或羧基数，则该肽链游离的氨基数目至少为1个，由于每个天冬氨酸R基上含有1个羧基且天冬氨酸个数为4个，所以该肽链游离的羧基数目至少为5个，B错误；肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，完全作用后形成3条多肽链和1个氨基酸，则产生的多肽链中共含有19个氨基酸，C正确；肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键，肽酶Y完全作用该多肽链后，共断开4个肽键，其中的第5位和第20位天冬氨酸会脱离肽链，每断开一个肽键消耗1分子水而增加1个氧原子，故增加4个氧原子，又因为第5位和第20位天冬氨酸的脱离（每个天冬氨酸中含有4个氧原子），共减少8个氧原子，所以肽酶Y完全作用后产生的多肽中，氧原子数目比20肽少8－4＝4（个），D错误。 考点二　核酸的种类、结构和功能 1.DNA和RNA的组成成分比较 2.核酸的功能与分布 提示　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。 3.核酸分子的多样性和特异性 （1）多样性：组成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种，但如果数量不限，在连成长链时，排列顺序是极其多样的，所以DNA分子具有多样性。 （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特定的，其代表了特定的遗传信息。 4.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。 基础自测 （1）补充某些特定的核酸，可以增强机体修复受损基因的能力。（×） （2）（经典高考题）DNA指纹技术运用了个体遗传信息的特异性。（√） （3）（经典高考题）人体细胞中储存遗传信息的物质是RNA。（×） （4）（必修1 P35“正文”）在构成细胞的化合物中，脂肪、多糖、蛋白质和核苷酸都是生物大分子。（×） （5）（必修1 P36“正文”）生物大分子和其单体都是以碳链为基本骨架的。（√） 能力进阶 考向1　核酸的组成、结构与功能 1.（2024·北京卷）科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA的（　　） A.元素组成 B.核苷酸种类 C.碱基序列 D.空间结构 解析：C　DNA的元素组成都是C、H、O、N、P，A不符合题意；DNA分子的核苷酸种类只有4种，B不符合题意；每种DNA的碱基序列不同，“尼安德特人”与现代人的DNA 碱基序列有相似部分，证明“尼安德特人”与现代人是近亲，C符合题意；DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构，D不符合题意。 2.（2026·福建福州模拟）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为核糖或者脱氧核糖，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.小麦根尖细胞遗传物质中，甲中的m有4种 解析：A　甲中a为核糖或者脱氧核糖，b为核苷酸，A错误；病毒只含有一种核酸，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；小麦根尖细胞遗传物质是DNA，含有4种含氮碱基m（A、T、C、G），D正确。 归纳总结 不同生物的核酸、核苷酸、碱基、五碳糖和遗传物质归纳 考向2　综合考查核酸、蛋白质间的关系 3.（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 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。 考向3　以碳链为骨架的生物大分子 4.（2026·河南新乡模拟）生物大分子一般是指生物体内的分子量大于10 kd（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。生物大分子的方向性指的是生物大分子中的单体分子在化学结构上存在某种方向性。下列说法正确的是（　　） A.生物大分子是由许多不含碳链的单体连接成的多聚体，碳链为生物大分子的基本骨架 B.生物大分子是构成生命的基础物质，都在生物新陈代谢中发挥作用 C.蛋白质分子有氨基端→羧基端的方向性，单链核酸分子有5′→3′的方向性 D.组成淀粉和纤维素的基本单位不同导致功能出现差异 解析：C　生物大分子是由许多单体连接成的多聚体，每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，A错误；生物大分子是构成生命的基础物质，不一定都在生物新陈代谢中发挥作用，如纤维素构成植物细胞细胞壁，不参与新陈代谢，B错误；蛋白质分子有氨基端→羧基端的方向性，单链核酸分子有5′→3′的方向性，C正确；淀粉和纤维素均属于多糖，其基本单位都是葡萄糖，D错误。 课堂训练 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 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，均在核糖体，D不符合题意。 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 解析：B　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后通过肽键连接而成，B正确；该蛋白彻底水解的产物为氨基酸，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.（2021·江苏卷）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 解析：D　核酸的组成元素为C、H、O、N、P，蛋白质的基本组成元素为C、H、O、N，故组成元素都有C、H、O、N，A正确；核酸和蛋白质的合成都需要模板，合成DNA以DNA分子的两条链为模板，合成RNA以DNA的一条链为模板，合成蛋白质以mRNA为模板，B正确；核酸和蛋白质在细胞质和细胞核中都有分布，DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中，C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，D错误。 4.（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 解析：B　纤维素属于糖类，组成元素是C、H、O，淀粉酶的本质是蛋白质，组成元素主要是C、H、O、N，核酸的组成元素是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，它是由甘油和脂肪酸组成的，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；多糖如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。 创新情境 从结构与功能观的角度分析蛋白质与人体健康 阿尔茨海默病是一种多发于老年人群的神经系统退行性疾病，可导致老年性痴呆。此病的重要病理特征之一是β­淀粉样蛋白（Aβ）在大脑聚集沉积形成斑块。Aβ由淀粉样前体蛋白（一种膜蛋白）水解形成，如图1所示，Aβ的空间结构如图2。许多证据表明，Aβ在健康人的大脑中有营养神经的作用。但在遗传因素和环境因素的共同作用下，Aβ产生量过多，可形成不同的Aβ聚集体（图3为含12个Aβ的聚集体），产生神经毒性并最终使患者出现认知功能障碍和记忆衰退的症状。 角度1　蛋白质的结构功能 （1）由图1可知，淀粉样前体蛋白先后经过____________________酶的催化作用，切断氨基酸之间的________（化学键）而形成Aβ。 （2）通过图1、2、3的变化可以看出，蛋白质功能的实现，是以其____________为基础的。 答案：（1）β­分泌酶和γ­分泌　肽键　（2）空间结构 角度2　学以致用，解决实际问题 （3）综上所述，请你提出治疗阿尔茨海默病的一种思路。 提示：开发抑制β­分泌酶和γ­分泌酶活性的药物；开发促进Aβ水解或清除的药物；开发抑制Aβ聚集的药物等。 2027届高考生物人教版一轮复习导学案 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $