高考生物一轮复习第一单元第3课蛋白质和核酸课件

第３课蛋白质和核酸第一单元细胞及其分子组成·学业质量水平要求·1.基于对蛋白质和核酸功能的说明，认同蛋白质是生命活动的主要承担者、核酸是遗传信息的携带者，并通过蛋白质和核酸结构和功能之间的关系，建立生命的物质观、结构与功能观。2.运用模型与建模的方法分析氨基酸的结构通式、脱水缩合的过程以及DNA和RNA的结构。3.结合蛋白质与人体健康方面的关系，形成崇尚健康文明的生活方式，成为健康中国的促进者和实践者。考点一蛋白质的结构和功能1．组成蛋白质的氨基酸的结构C、H、O、N一个氨基一个羧基同非必需氨基酸必需氨基酸21一个碳原子上2．蛋白质的合成及其结构层次(1)二肽的形成过程

①此生理过程的名称是__________。②写出字母代表的结构或名称：a______；b______。③产物H2O中H原子来源于____________，O原子来源于______。脱水缩合肽键二肽氨基和羧基羧基(2)蛋白质的四个结构层次(以由氨基酸形成血红蛋白为例)脱水缩合盘曲、折叠一定的复杂的空间结构空间结构(3)蛋白质的多样性排列顺序空间结构酶血红蛋白抗体(4)蛋白质的盐析、变性和水解①盐析：蛋白质在高浓度盐溶液中________降低而析出，蛋白质的空间结构没有被破坏。②变性：在某些物理和化学因素作用下蛋白质________________被破坏，其理化性质改变、生物活性丧失，但是肽键一般不会断裂。③水解：在蛋白酶作用下，______断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。溶解度特定的空间构象肽键1．具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。

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)2．生物体内组成蛋白质的氨基酸中，不同氨基酸之间的差异是由R基决定的。

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)3．蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2的运输。

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)4．评价蛋白质食品营养价值的主要依据是其必需氨基酸的种类和含量。

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)5．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变。

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)×××√√1．(必修1P30与社会的联系)长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病，原因是_______________________________________________________________________________________。2．(必修1P32与社会的联系)熟鸡蛋更容易消化的原因是___________________________________________________________。3．(必修1P32与社会的联系)蛋白质变性后______(填“可以”或“不可以”)用双缩脲试剂检测，原因是__________________________________________________________________。高温使蛋白质分子的空可以高温破坏了肽链盘曲、折叠形成的空间结构，没有破坏氨基酸之间的肽键赖氨酸为必需氨基酸，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间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解考向1|

氨基酸的结构和种类1．(2024·广东汕头模拟)在生物体内合成氨基酸时，硒(Se)取代丝氨酸(C3H7O3N)R基团上羟基(—OH)中的氧原子，形成的氨基酸叫作硒代半胱氨酸。硒代半胱氨酸参与形成的蛋白质称为硒蛋白。下列说法错误的是(

)A．硒蛋白可能具有催化作用B．硒蛋白与双缩脲试剂反应呈紫色C．硒代半胱氨酸的R基团为—CH3D．硒代半胱氨酸为非必需氨基酸√C

解析：绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，硒蛋白可能具有催化作用，A正确；硒蛋白含有肽键，能够与双缩脲试剂反应呈紫色，B正确；氨基酸的结构式为C2H4O2NR，由丝氨酸的结构式可知，丝氨酸的R基团为—CH2OH，由于硒(Se)取代丝氨酸R基团上羟基中的氧原子，故硒代半胱氨酸的R基团为—CH2SeH，C错误；非必需氨基酸是人体能合成的氨基酸，故硒代半胱氨酸为非必需氨基酸，D正确。2．(2024·甘肃兰州模拟)某直链多肽的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生下列3种氨基酸，相关叙述不正确的是(

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A．合成1分子该物质将产生5个水分子B．合成1分子该物质需要1个谷氨酸和1个丙氨酸C．该多肽分子中含1个游离的氨基和4个游离的羧基D．每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸√B

解析：题中3种氨基酸都只含有1个氮原子，而题中多肽含有6个氮原子，说明该多肽是由6个氨基酸脱去5个水分子合成的，A正确；六肽中含有13个氧原子，肽链中每个—CO—NH—结构中含有1个氧原子，一端的羧基含有2个氧原子，说明R基中含有的氧原子个数为13－(5＋2)＝6，图中只有谷氨酸的R基中含有一个羧基(含2个氧原子)，因此合成该六肽需要3个谷氨酸，该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸，B错误，D正确；组成该多肽的3种氨基酸分子的R基中均不含氨基，但谷氨酸的R基中含有1个羧基，且该多肽中含有3个谷氨酸，因此该多肽分子中含1个游离的氨基和4个游离的羧基，C正确。“二看法”判断组成蛋白质的氨基酸考向2|

蛋白质的相关计算与分析3．(2024·甘肃武威模拟)胰岛素是我们体内与血糖平衡有关的重要激素。胰岛素由A、B两条肽链组成，其中A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸，两条链之间通过3个二硫键连接在一起，二硫键是由两个—SH脱去两个H形成的，如下图，下列说法正确的是(

)A．胰岛素为五十一肽，其中含有50个肽键B．51个氨基酸形成胰岛素时，减少了98个氢原子C．该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、空间结构决定D．该蛋白质至少有2个游离的羧基和2个游离的氨基√D

解析：胰岛素由A、B两条肽链组成，其中A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸，形成51－2＝49个肽键，A错误；51个氨基酸形成胰岛素时，脱去51－2＝49个水分子，形成3个二硫键，共减少了49×2＋3×2＝104个氢原子，B错误；蛋白质结构多样性的直接原因是构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链形成的空间结构千差万别，故该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、排列顺序以及肽链形成的空间结构决定，C错误；每条多肽链都至少含一个游离的氨基、羧基，R基中也可能含有氨基、羧基，因此含有两条多肽链的胰岛素至少含有2个游离的羧基和2个游离的氨基，D正确。有关蛋白质结构的计算规律(1)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸形成1条链状多肽或m条链状多肽。形成肽链数形成肽键数脱去水分子数蛋白质相对分子质量氨基(或羧基)数目1n－1n－1na－18(n－1)至少1个mn－mn－mna－18(n－m)至少m个①计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时，要再减去2(两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)中的肽链数(m)视为0，再进行相关计算。③游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。(2)利用原子守恒法计算肽链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、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：①碳原子数＝氨基酸的分子数×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－脱去水分子数×2。③氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子总数。④氧原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的氧原子数＝各氨基酸中氧原子总数－脱去水分子数。

4．(2024·广东深圳模拟)绿色荧光蛋白简称GFP，最初是从维多利亚多管发光水母中分离出来的结构蛋白。其相关数据如图所示，下列有关叙述正确的是(

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A．该蛋白质含有2条肽链B．该荧光蛋白含有的氮原子数是141C．该肽链水解时，水中氢的去向是形成氨基D．在合成该物质时相对分子质量减少了2250√A

解析：由柱形图知，游离的羧基总数是17个，R基上的羧基数是15个，因此绿色荧光蛋白含有2条肽链，A正确；每个氨基酸至少含有一个—NH2，即至少含有一个氮原子，有些氨基酸的R基上也有氮，脱水缩合过程中氮原子数不减少，所以126个氨基酸至少含有126个N，又因为R基上含有17－2＝15个氨基，但不确定其他R基上是否含有氮，所以该荧光蛋白含有的氮原子数至少是126＋15＝141，B错误；该肽链水解时，水中氢的去向是形成氨基和羧基，C错误；在合成该物质时脱去的水分子数＝126－(17－15)＝124，所以相对分子质量减少了124×18＝2232，D错误。5．(2024·湖南长沙模拟)某直链多肽含4个缬氨酸(C5H11NO2)，蛋白酶1作用于缬氨酸氨基端的肽键，蛋白酶2作用于缬氨酸羧基端的肽键。该多肽分别经酶1和酶2作用后的情况如图所示，下列相关叙述正确的是(

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A．缬氨酸的R基可表示为—CH(CH3)2，该多肽的肽键有19个B．该多肽中缬氨酸的位置分别是第7、8、14、19位C．该多肽链至少含有1个游离的—COOH和5个游离的—NH2D．酶1完全作用后形成的肽链中氧原子数目比原多肽的多了4个√B

解析：氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，可求得缬氨酸的R基为—C3H7，可表示为—CH(CH3)2，该多肽有19个氨基酸，含有肽键19－1＝18个，A错误；根据题图信息，蛋白酶1作用于缬氨酸氨基端的肽键后，形成了三个短肽A、B、C，说明酶1作用位点是7、8、14、19左侧氨基，因此该多肽中缬氨酸的位置分别是第7、8、14、19位，B正确；不考虑肽链的氨基酸R基上的基团，该肽链至少含1个游离的—COOH和1个游离的—NH2，C错误；酶1一共作用于4个肽键，即加入了4个水分子，完全作用后形成的肽链有三个，还有7位和19位两个缬氨酸，总体考虑形成的肽链，加入了4个氧原子，又减少了2个缬氨酸中的氧原子(共4个)，故氧原子数目和原多肽的相同，D错误。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，需水解掉2个肽键；若除去多肽一端的1个氨基酸，需水解掉1个肽键。(2)每水解1个肽键，则需要1个水分子参与，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3|

蛋白质分子结构与功能的分析6．(2023·浙江6月选考)我国科学家在世界上首次人工合成的结晶牛胰岛素，其化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同。结晶牛胰岛素的化学本质是(

)A．糖类 B．脂质C．蛋白质 D．核酸C

解析：胰岛素是胰岛B细胞合成并分泌的一种能降低血糖的激素，其化学本质是蛋白质，而我国科学家在世界上首次人工合成的结晶牛胰岛素，其化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同，因此，结晶牛胰岛素的化学本质是蛋白质，C正确。√7．(2024·甘肃1月适应性测试)手抓羊肉是西北地区餐桌上常见的美食，其味道鲜美，含有丰富的蛋白质。下列有关蛋白质的叙述，错误的是(

)A．煮熟后蛋白质变性，更容易被人体消化B．蛋白质可分解成氨基酸被人体细胞吸收C．人体细胞的生命活动主要由蛋白质承担D．蛋白质的功能主要取决于氨基酸的种类√D

解析：煮熟后蛋白质变性，是蛋白质的空间结构遭到破坏(肽键未断裂，未发生水解)，此时的蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此更容易被人体消化，A正确；蛋白质的基本单位是氨基酸，蛋白质可分解成氨基酸被人体细胞吸收，B正确；蛋白质具有催化、运输、免疫等功能，人体细胞的生命活动主要由蛋白质承担，C正确；蛋白质的结构决定功能，蛋白质的结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及蛋白质的空间结构等都有关，D错误。8．(2024·广东清远模拟)广东清远鸡肉质鲜美，口味独特。下列关于清远鸡中蛋白质的叙述中，错误的是(

)A．每种蛋白质都含有21种氨基酸B．每种蛋白质合成过程中都有肽键形成C．蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应D．每种蛋白质都具有一定空间结构√A

解析：每种蛋白质中含有的氨基酸种数无法确定，A错误；蛋白质合成过程中存在脱水缩合反应，形成肽键，B正确；某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应，如蛋白质能够与双缩脲试剂发生紫色反应，C正确；氨基酸通过脱水缩合形成多肽，多肽经过盘曲折叠形成蛋白质，蛋白质具有一定的空间结构，D正确。(1)巧用“一、二、三、四、五”助记蛋白质的结构与功能(2)常考蛋白质的分布和功能考点二核酸的组成、结构与功能及生物大分子1．核酸的种类及分布(1)DNA：主要分布在________中，________________中也有少量分布。(2)RNA：主要分布在________中。细胞核叶绿体和线粒体细胞质2．核酸的结构层次磷酸五碳糖含氮碱基核苷酸核苷酸链3．核酸的功能(1)DNA：是主要的__________，携带__________并指导蛋白质的合成。(2)遗传物质遗传信息RNA病毒mRNAtRNA酶4．生物大分子以碳链为骨架(1)生物大分子有______、________、______。共同特点是______________。(2)单体与多聚体多糖蛋白质核酸以碳链为骨架葡萄糖蛋白质核苷酸1．人体细胞的核酸中含有4种核苷酸。

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)2．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。

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)3．DNA只分布在细胞核中，RNA只分布在细胞质中。

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)4．DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过氢键连接。

(√)5．脂肪的单体是甘油和脂肪酸。

()6．多糖、蛋白质和核酸彻底水解的产物分别是单糖、氨基酸和核苷酸。

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)×××××1．(必修1P34问题探讨)DNA指纹技术在案件侦破工作中有重要的用途。DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息，原因是_____________________________________________________________________________________。2．(必修1P35正文)HIV的遗传物质储存的遗传信息是指__________________。3．(必修1P36正文)“碳是生命的核心元素”的原因是_________________________。人的遗传物质是DNA，而每个人的遗传物特定核糖核苷酸序列生物大分子以碳链为骨架质都有所区别，因此DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息考向1|

核酸的结构和功能1．(2024·河北邯郸模拟)研究人员在细胞膜上发现一种新型生物分子——糖RNA(如图)，揭示了其在人类自身免疫性疾病中发挥的作用，下列说法错误的是(

)A．图中细胞膜上的RNA为双链结构B．组成RNA的基本单位是核糖核苷酸C．图中糖RNA可能参与细胞间信息交流D．细胞膜功能的复杂性与蛋白质及糖链结构的多样性有关√A

解析：题图中细胞膜上的RNA为单链结构，只是局部出现互补区域，A错误；组成RNA的基本单位是核糖核苷酸，DNA的基本单位是脱氧核苷酸，B正确；图中糖RNA可能参与信息识别，从而参与细胞间信息交流，C正确；细胞膜功能复杂性与蛋白质有关，也与糖链结构多样性有关，D正确。2．(2024·湖北武汉模拟)下图是某核苷酸与部分核苷酸链示意图，下列说法错误的是(

)A．图1所示为RNA的基本组成单位之一B．图2中4的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸C．图2中的A与图1中的腺嘌呤相同D．图2可表示HIV的部分遗传物质D

解析：图1为腺嘌呤核糖核苷酸，为RNA的基本组成单位之一，A正确；图2中1为磷酸，3为含氮碱基(胞嘧啶)，2为脱氧核糖，故4为胞嘧啶脱氧核苷酸，B正确；图2中A为腺嘌呤，与图1中的腺嘌呤相同，C正确；图2为脱氧核苷酸链，是DNA的某一片段，而HIV的遗传物质是RNA，D错误。√“三看法”判断DNA和RNA3．(2024·广东广州模拟)人类和小鼠的软骨细胞中富含miR140分子，这是一种微型单链核糖核酸。与正常小鼠相比，不含miR140分子的实验鼠软骨的损伤程度要严重得多。下列关于miR140分子的叙述，错误的是(

)A．miR140分子中一定有糖类物质参与构成B．miR140分子中含有两个游离的磷酸基团C．miR140分子对小鼠软骨的形态或功能有重要作用D．miR140分子不是人和小鼠的遗传物质√B

解析：miR140分子是一种微型单链核糖核酸，一定含有核糖，A正确；miR140分子为单链RNA，只含有一个游离的磷酸基团，B错误；由题意“不含miR140分子的实验鼠软骨的损伤程度要严重得多”可知，miR140分子对小鼠软骨的形态或功能有重要作用，C正确；人和小鼠的遗传物质是DNA，D正确。考向2|

核酸与蛋白质的关系4．下图中甲、乙、丙是细胞内重要的三种多聚体，a和b为其单体。请据图分析，以下叙述错误的是(

)①同一人神经细胞和肝细胞中，甲一般相同，乙、丙有所不同②在人体细胞内，a共有4种③ATP是由a连接3个特殊化学键形成的④b可与双缩脲试剂发生紫色反应⑤乙的组成元素与磷脂分子相同⑥某些乙类物质有氢键A．①②③ B．②③④ C．④⑤⑥ D．②⑤⑥√B

解析：人体体细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂形成的，因此在同一人的神经细胞和肝细胞中甲(DNA)一般相同，但由于基因的选择性表达，乙(RNA)和丙(蛋白质)一般不相同，①正确；人体细胞内含有DNA和RNA两种核酸，因此含有8种a(核苷酸)(4种脱氧核苷酸＋4种核糖核苷酸)，②错误；ATP是由a中的腺嘌呤核糖核苷酸连接2个磷酸基团形成的，只含2个特殊化学键，③错误；b为氨基酸，其不能与双缩脲试剂发生紫色反应，④错误；乙为RNA，其组成元素与磷脂分子相同，都是C、H、O、N、P，⑤正确；乙为RNA，包括mRNA、tRNA和rRNA等，其中tRNA存在局部双链结构，含有氢键，⑥正确。5．科学界有“RNA世界”的假说，认为在生命进化的过程中，实际上是先有且只有RNA，蛋白质和DNA的世界是在此基础上发展起来的。以下科学事实中对该假说不予支持的是(

)A．RNA既可以充当遗传物质，还可以作为酶催化反应B．mRNA、tRNA和rRNA都以DNA为模板转录而来C．研究发现一种只有两个RNA分子构成的二聚体可以催化肽键的形成D．细胞中是先合成核糖核苷酸，再将核糖核苷酸转变成脱氧核苷酸√B

解析：RNA既可以充当遗传物质，还可以作为酶催化反应，说明了RNA的重要性，支持该假说，A不符合题意；mRNA、tRNA和rRNA都以DNA为模板转录而来，说明先有DNA，再有RNA，不支持该假说，B符合题意；研究发现一种只有两个RNA分子构成的二聚体可以催化肽键的形成，说明蛋白质的合成直接和RNA有关，支持该假说，C不符合题意；细胞中是先合成核糖核苷酸，再将核糖核苷酸转变成脱氧核苷酸，即先合成RNA，再合成DNA，支持该假说，D不符合题意。考向3|

不同生物的核酸种类辨析6．(2024·四川成都模拟)下表为几种生物体内的DNA中各种碱基的比例统计结果。下列说法错误的是(

)A．不同生物DNA中遗传信息本质是碱基的比例不同B．同一个体的不同细胞的DNA中嘌呤/嘧啶比例为1C．猪肝细胞的DNA中A/C、T/G、A/G、T/C的比例均为1.43D．牛的肾脏细胞的核酸中(A＋T)/(C＋G)的比例可能大于1生物猪牛器官肝脾胰肺肾胃1.431.431.421.291.291.29√A

解析：不同生物DNA中遗传信息的本质是碱基的排列顺序不同，A错误；由于DNA为双链，遵循碱基互补配对原则，所以其中嘌呤与嘧啶的比例为1，B正确；猪肝细胞的DNA中(A＋T)/(C＋G)＝1.43，由于A＝T，C＝G，所以A/C、T/G、A/G、T/C的比例均为1.43，C正确；牛的肾脏细胞的核酸包括DNA和RNA，而DNA中A＝T，C＝G，RNA为单链，含有的A、U、C、G四种碱基比例未知，所以核酸中(A＋T)/(C＋G)的比例可能大于1，D正确。生物猪牛器官肝脾胰肺肾胃1.431.431.421.291.291.297．HIV是一种逆转录单链RNA病毒，通过