2024年高考生物一轮复习串讲精练-3 蛋白质和核酸（串讲）（新高考专用）（解析版）

专题03蛋白质和核酸

考点分布重点难点备考指南

明确蛋白质和核酸多样性的原因。

蛋白质的基本单位及元素组成

熟记蛋白质和核酸的基本单位及

蛋白质的多样性

元素组成。

蛋白质的功能

1.蛋白质的结构和功能掌握氨基酸的结构通式，及蛋白质

核酸的分类

2.核酸的结构和功能的相关计算方法。

核酸在细胞中的分布

掌握蛋白质和核酸的功能。

核酸的基本单位及元素组成

了解不同生物在遗传物质上的区

核酸的功能

别。

考点一考点一蛋白质的结构、功能及相关计算

1、蛋白质的功能：结构蛋白和功能蛋白（催化、运输、调节、免疫）。

2、蛋白质的结构

（1）蛋白质的元素组成是C、是0、\（S）。

（2）蛋白质的基本组成单位是氨基酸。

H

I

H,N-C-COOH

（3）氨基酸的结构通式：R,一NHz是氨基,一C00H是竣基。氨基酸的差别

只有R基不同。

（4）氨基酸通过脱水缩合的方式反应形成肽链。一条肽链上至少有L个游离的氨基和L个

游离的竣基，分别位于肽链的两端；其余的氨基（或竣基）在座上。

（5）蛋白质结构多样性的原因：①氨基酸的种类不同;

②氨基酸的数目不同;③氨基酸的排列顺序不同;

④肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。

3,氨基酸的种类：必需氨基酸（不能在人体内合成）和非必需氨基酸（能在人体内合成）。

必需氨基酸成人有8种，巧记为甲（甲硫氨酸）来（赖氨酸）写（缴氨酸）一（异亮氨酸）本（苯丙

氨酸）亮（亮氨酸）色（色氨酸）书（苏氨酸）。婴儿多1种：组氨酸。

3、蛋白质的合成肽链的形成过程：脱水缩合（一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的强基相连

接，同时脱去一分子水），HQ中H来源于氨基和叛基;。来源于粉基。场所：核糖体。

4、不同生物蛋白质不同的根本原因：基因的特异性。生物多样性的直接原因是蛋白质的多

样性。

1、蛋白质的功能与分布

名称分布功能

细胞内或降低化学反应的活化能（催化

绝大多数醉

细胞外作用）

运输某些物质，如离子、氨基

载体蛋白细胞膜

酸等

通道蛋白细胞膜运输水、K\Na+等

糖蛋白细胞膜外表面保护、润滑、识别等

核孔复合体核膜核质之间物质交换、信息交流

某些激素（如生长激

素、促甲状腺激素、胰内环境中传递信息、调节生命活动

岛素、胰高血糖素等）

抗体内环境中消灭抗原

血红蛋白红细胞内主要运输氧气和部分二氧化碳

2、有关蛋白质结构的计算规律

（1）肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链数（若为环状多肽，肽链数视为零，再进行相关计算。）

（2）蛋白质相对分子质量=氨基酸数X氨基酸平均相对分子质量一脱去水分子数X18。（若

有其他化学键形成，则需再减去脱掉的原子质量，如每形成一个“一S—S一”键，需脱掉2

个“H”）

（3）至少含有的游离氨基或竣基数=肽链数。

（4）游离氨基或竣基数=肽链数+R基中含有的氨基或竣基数。

（5）蛋白质中含有N、0原子数的计算

①N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子总数

②0原子数=肽键数+2X肽链数+R基上的0原子数=各氨基酸中0原子总数一脱去水分子

数

(6)多肽中除去氨基酸的有关计算

①若除去多肽内部的一个氨基酸，需水解掉两个肽键；若除去多肽一端的一个氨基酸，需水

解掉1个肽键即可。

②每水解1个肽键，则需要1分子水参与，肽健数减少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，竣基增加1个。

1、关于蛋白质的变性

高温、过酸、过碱、重金属盐，都会使蛋白质的空间结构发生不可逆的变化，叫做变性,

但低温不会。煮熟的食物易被人体消化，是因为高温破坏了蛋白质的空间结构，肽链变得松

散，易被蛋白酶分解。

2、长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病，请分析原因：赖氨酸为必需氨基

酸，人体不能合成，只能从食物中摄取才能保证正常生命活动，玉米中不含赖氨酸，因此长

期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而患病。

3、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。

典例1.(2021•河南林州一中高三模拟)某蛋白质的结构示意图如图，其中“―S—S—”表示

连接两条相邻肽链的二硫键。若该蛋白质由m个氨基酸构成，则该蛋白质分子在形成时生

成的水分子数和减少的相对分子质量分别为()

A.m个18m

B.(m—4)个18(m—4)

C.(m—3)个18(m—3)+4

D.(m-2)个18(m—2)+4

【答案】D

【解析】根据题意和图示分析可知：该蛋白质分子由三条肽链构成，且有一条是环状的，所

以失去的水分子数=m—2。因为该蛋白质分子中含有两个“一S-S-"，所以在形成蛋白质

时失去4个H。因此，形成一个该蛋白质分子时减少的相对分子质量为18(m—2)+4。

典例2.(2020•陕西高三质检)蛋白质是生命活动的主要承担者，下列相关叙述错误的是()

A.蛋白质发生水解时，比0参与氨基和竣基的形成

B.加热变性蛋白质不会与双缩版试剂发生显色反应

C.多肽链的数目及盘曲、折叠方式均可影响蛋白质的结构

D.细胞中的蛋白质可参与运输、催化、免疫、调节等多种功能

【答案】B

【解析】细胞内的蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成的，氨基酸脱水缩合过程中形成的H20

来自氨基和竣基，相反，蛋白质发生水解时，H20参与氨基和竣基的形成，A正确；蛋白质

在高温下变性后，其空间结构发生改变，但肽健没有断裂，因此仍能与双缩服试剂发生反应

呈紫色，B错误；多肽链的数目及盘曲、折叠方式不同是蛋白质多样性的原因之一，所以多

肽链的数目及盘曲、折叠方式均可影响蛋白质的结构，C正确。

考点二核酸的组成、结构与功能

＜二知识梳理：＞

1、核酸的元素组成C、H、O、N、P,基本单位一一核昔酸,核甘酸的组成成分：

磷酸，b.五碳糖，c.含氮碱基。各成分的种类：b有2种，c有5种。

核酸分为DNA和RNA两种。

2、DNA的基本单位是脱氧核糖核甘酸,RNA的基本单位是核糖核昔酸。

（3）DNA主要分布在真核生物的细胞核、线粒体、叶绿体,原核生物的拟核、质粒。RNA

主要分布在细胞质中。

（4）DNA的4种碱基的名称是腺喋吟、鸟喋吟、胞嚏咤、胸腺喀咤•RNA的4种碱基的名称

是腺喋吟、鸟"票吟、胞喀陡、尿喘口定。

3.核酸的功能：携带遗传信息,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要作

用。

4.核酸分子的多样性：构成DNA分子的脱氧核甘酸在组成长链时，排列顺序是极其多样

化的，所以DNA分子具有多样性。

核酸分子的特异性：每个DNA分子的脱氧核与酸的比例和排列顺序是特定的。

5.生物大分子以碳链为骨架

（1）生物大分子（多聚体）：多糖、蛋白质、核酸。注意：脂质不是生物大分子。

（2）碳为生命的核心元素的原因：氨基酸、核甘酸、葡萄糖等单体都是以碳链为骨架形成

的，单体连接成多聚体，因此生物大分子也是以碳链为基本骨架的。

1、同种生物不同细胞中DNA一般相同，由于基因的选择性表达，mRNA不完全相同，蛋白质

种类和含量也不完全相同。

2、核酸与蛋白质在不同生物体中具有物种的特异性，因而可以从分子水平上，通过分析核

酸、蛋白质的相似程度来推断物种亲缘关系的远近。

3、RNA作为遗传物质的前提是生物体内不存在DNA。当RNA作为遗传物质时，由于RNA单链

结构不稳定，容易发生突变。生物体内的少数RNA具有催化功能。

4、不同生物的核酸、核甘酸、碱基、遗传物质归纳

细胞生物有DNA和RNA,5种碱基，8种核甘酸，遗传物质是DNA。

病毒有DNA或RNA,4种碱基，4种核甘酸，遗传物质是DNA或RNA。

5、归纳核酸的功能

DNA

核一携带遗传信息，控制性状

「作为遗传物质（某些病毒）

酸

一传递遗传信息（mRNA）

功RNA

f运输氨基酸（tRNA）

能

一组成核糖体（rRNA）

L作为酶，具有催化作用

6、比较核酸和蛋白质

核酸

项目蛋白质

DNARNA

元素C、H、0、N、PC、H、0、N等

组成A、T、G、CJA、U、G、CH—(2—COOH

脱氧核糖

单位核糖

脱氧核甘酸核糖核甘酸7H2

氨基酸

主要在细胞核主要在细胞核

合成场所核糖体

中复制产生中转录生成

分子一般为规则的双螺一般为单链结构氨基酸f多肽~蛋白质

结构旋结构

结构多样氨基酸的种类、数量、排列

性的决定核甘酸的种类、数量及排列顺序顺序及多肽链盘曲折叠形

因素成的空间结构

核酸控制蛋白质的合成

►氨基酸------►肽链--------蛋白质

|翻洋

联系CNpI

H心上核糖核甘酸——-RNA染色体

0N';脱氧核甘酸——►DNA^------1

V於出

“三看法”判断DNA和RNA

「含脱氧核糖（Q）-DNA

H

一含核糖（Q）—RNA

OH

二^含N碱基厂有T无U—DNA

机无T—RNA

上、分布「主要分布于细胞核中一DNA

―L主要分布于细胞质中一RNA

1、DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息的原因是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。

2、常见化合物的初步水解和彻底水解的产物

物质初步水解产物彻底水解产物

淀粉麦芽糖葡萄糖

蛋白质多肽氨基酸

核酸核甘酸磷酸+五碳糖+碱基

典例1.不同生物含有的核酸种类不同。下列各种生物中关于碱基、核甘酸和五碳糖种类的

描述，正确的是（）

选项ABCD

烟草叶烟草花豌豆根

生物或细胞T4噬菌体

肉细胞叶病毒毛细胞

碱基5种5种4种8种

核甘酸5种8种8种8种

五碳糖1种2种2种2种

【答案】B

【解析】，噬菌体属于DNA病毒，只含有DNA一种核酸，所以含有4种碱基、4种（脱氧）核

甘酸、1种五碳糖（脱氧核糖），A错误；烟草叶肉细胞和豌豆根毛细胞均同时含有DNA和RNA

两种核酸，所以含有8种核甘酸（四种脱氧核甘酸+四种核糖核甘酸）、2种五碳糖（脱氧核

糖和核糖）、5种碱基，B正确、D错误；烟草花叶病毒属于RNA病毒，只含有RNA一种核酸,

所以含有4种碱基、4种M核糖）核甘酸、1种五碳糖（核糖），C错误。

典例2.下列有关细胞中DNA和RNA的叙述，正确的是（）

A.真核细胞的叶绿体、线粒体和核糖体中都含有少量的DNA和RNA

B.真核细胞和原核细胞中通常一个mRNA分子可以结合多个核糖体

C.真核生物的遗传物质是DNA,原核生物的遗传物质是DNA或RNA

D.真核细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和

【答案】B

【解析】叶绿体和线粒体中都含有DNA和RNA,核糖体中只含有RNA,不含DNA,A项错误;无论

是真核细胞还是原核细胞,翻译时，一个mRNA分子通常可以相继结合多个核糖体，提高翻译

的效率,B项正确;真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA,C项错误;基因是有遗传效应的

DNA片段,真核细胞中基因与基因之间还有一些不具有遗传效应的DNA片段,所以DNA分子的

碱基对数大于所有基因的碱基对数之和,D项错误。

<：易混箫析:>

1、ATP、核甘酸、DNA、RNA中"A"的辨析

④腺喋吟脱氧核苔酸⑤腺喋吟核糖核甘酸

2、DNA和RNA在化学组成上的区别为五碳糖和含氮碱基（T和U）的不同。

3、一个核甘酸由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。

1.（2020•天津模拟）下图是DNA和RNA组成的结构示意图，下列有关说法正确的是（)

DNA基本单位：

脱软核苜酸4种

RNA基本单位：

核糖核甘酸4种

3'‘2’

A.甲型H1N1流感病毒有5种碱基和8种核甘酸

B.主要存在于硝化细菌的拟核中的核酸由5种碱基构成

C.病毒中也有上述两种核酸

D.DNA彻底水解得到的产物中有脱氧核糖，而没有核糖

【答案】D

【解析】甲型H1N1的遗传物质是RNA,由4种碱基和4种核糖核甘酸组成，A错误；硝化

细菌拟核中的核酸为DNA,由4种碱基构成，B错误；病毒只含有一种核酸，即DNA或RNA,

C错误；DNA所含的五碳糖是脱氧核糖，所以其彻底水解得到的产物中有脱氧核糖，而没有

核糖，D正确。

2.（2020•四川成中期中）生物大分子通常都有一定的分子结构规律，即由一定的基本结构

单位，按一定的排列顺序和连接方式形成的多聚体。下列表述正确的是（）

A.若该图为一段肽链的结构模式图，则1表示肽键，2表示中心碳原子，3的种类有20种

B.若该图为一段单链DNA的结构模式图，则1表示磷酸基团，2表示脱氧核糖，3的种类

有4种

C.若该图为一段RNA的结构模式图，则1表示核糖，2表示磷酸基团，3的种类有4种

D.生物体内的生物大分子只有蛋白质和核酸

【答案】C

【解析】若该图为一段肽链的结构模式图，则1表示中心碳原子，2表示肽键，3的种类有

20种，A错误；若该图为一段单链DNA的结构模式图，则1表示脱氧核糖，2表示磷酸基团，

3的种类有4种，B错误；若该图为一段RNA的结构模式图，则1表示核糖，2表示磷酸基

团，3的种类有4种（A、U、G、C）,C正确；生物体内的多糖也是生物大分子，D错误。

3.（2020•江苏，2）下列关于细胞中生物大分子的叙述，错误的是（）

A.碳链是各种生物大分子的结构基础

B.糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子

C.细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子

D.细胞中生物大分子的合成需要酶来催化

【答案】B

【解析】碳链是生物大分子的基本骨架，是各种生物大分子的结构基础，A项正确；糖类中

的单糖、二糖和脂质不属于生物大分子，B项错误；细胞内的蛋白质、核酸等大分子物质种

类繁多，但它们分别是由种类较少的基本单位氨基酸、核甘酸等脱水缩合形成的，C项正确;

细胞中蛋白质、核酸等生物大分子的合成都需要酶的催化，［）项正确。

4.（2021安徽定远摸底）在研究溶菌酶的过程中，科研人员得到了多种突变酶,并测得50%的

酶发生变性时的温度（Tm）,部分结果见下表。下列有关叙述正确的是（）

酶半胱氨酸（Cys）的位置和数目二硫键数Tm/℃

野生型T4

「5197

Cys,nCys无41.9

溶菌酶

「21143

突变酶CCys,rCys152.9

突变酶FCys3,Cys9,Cys,Cys142,Cys164365.5

（注:Cys右上角的数字表示半胱氨酸在肽链上的位置）

A.突变醐F发挥作用的最适温度为65.5C

B.突变酶C的热稳定性提高与半胱氨酸的数目有关

C.突变酶中二硫键的形成与半胱氨酸的位置无关

D.T4溶菌酶热稳定性的提高可能与空间结构的改变有关

【答案】D

【解析】温度是65.5℃时，突变酶F约有50%发生变性,可见65.5'C并不是其发挥作用的

最适温度,A错误。突变酶C的热稳定性提高与二硫键的数目可能有关,其和野生型T4溶菌

醐中的半胱氨酸的数目相同,B错误。突变能C中半胱氨酸的位置与野生型T4溶菌酶的不同，

且出现了二硫键,可见突变酶中二硫键的形成与半胱氨酸的位置可能有关,C错误。结构决定

功能，溶菌酶热稳定性的提高可能与空间结构的改变有关,D正确。

5.（2018•全国卷I）生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA一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一蛋白质复合物

B.真核细胞的核中有DNA一蛋白质复合物，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

【答案】B

【解析】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一蛋白质

复合物；原核细胞无成形的细胞核，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一蛋白质复合物；DNA复制需要DNA聚合

酶，若复合物中的某蛋白参与D