2027届高三生物一轮复习课件：第1单元　第3讲　蛋白质和核酸

第3讲蛋白质和核酸课标要求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.概述核酸由核苷酸连接而成,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命题趋势1.蛋白质的结构与功能:重本质、析关联——关注结构层次、多样性原因及功能体现2.核酸的结构与功能:明组成、辨差异——考查集中在DNA与RNA的区分、组成成分、分布及功能上,并常与遗传信息的传递相联系3.生物大分子的综合与应用:强整合、善辨析——注重对蛋白质、核酸、多糖三类生物大分子进行综合比较和鉴别,尤其关注单体的区分、连接键及鉴定方法考点一考点二目录索引

高考真题•演练考点三考点一蛋白质的结构和功能必备知识•精读教材1.构成蛋白质的氨基酸的结构和种类

氨基羧基2.蛋白质的结构(1)多肽的合成方式——脱水缩合

①肽的名称确定:一条多肽链由几个氨基酸缩合而成就称为

。

②产物H2O中各元素的来源:H来自

,O来自

。

③一条肽链上氨基数目或羧基数目的确定: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

;其余的氨基(或羧基)在

上。

几肽—COOH和—NH2—COOH

两端R基(2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例)脱水缩合复杂的空间结构3.蛋白质结构和功能的多样性

酶血红蛋白易错排查(1)大豆的蛋白质、脂肪和淀粉可在人体内分解产生能量。(2024·全国新课标卷)(

)(2)蜘蛛丝蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成,高温可改变该蛋白的化学组成,从而改变其韧性。(2023·海南卷)(

)(3)蛋白质变性可导致部分肽键断裂。(2023·湖北卷)(

)(4)帝企鹅蛋孵化过程中有mRNA和蛋白质种类的变化。(2023·湖南卷)(

)(5)具有氨基和羧基的化合物,都是构成蛋白质的氨基酸。(

)(6)—SH存在于氨基酸的R基或其他基团上。(

)(7)蛋白质变性后不可与双缩脲试剂发生反应。(

)(8)蛋白质的营养价值在于必需氨基酸的种类和含量。(

)√××√×××√科学思维•教考衔接1.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。请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2.蛋类营养丰富,蛋清中的营养物质主要是蛋白质,不但含有人体所需要的必需氨基酸,且氨基酸组成与人体组成模式接近,是食物中最理想的优质蛋白质,蛋清也是核黄素的良好来源。蛋黄比蛋清含有更多种类的营养成分,钙、磷和铁等无机盐多集中于蛋黄,蛋黄还含有较多的维生素A、D、B1和B2。(1)熟鸡蛋更容易消化的原因是

。

(2)蛋白质空间结构改变一定是蛋白质变性吗?举例说明。(3)人畜误食铜盐、汞盐、铅盐等重金属盐而中毒,你认为应采用怎样的措施解毒,为什么?提示

(1)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)不一定。例如,细胞膜上的载体蛋白在转运物质过程中空间构象发生改变

(3)服用蛋清、牛奶或豆浆。因为蛋清、牛奶或豆浆中含有较多的蛋白质,它们能与重金属盐迅速发生反应,从而保护人畜关键能力•练透考法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C解析

蛋白质的基本组成单位是氨基酸,氨基酸的基本组成元素是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项不符合题意。蛋白质的单体(氨基酸)的连接方式相同,均是氨基酸脱水缩合形成肽键连接,B项不符合题意。不同的蛋白质的功能不同,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项符合题意。这些蛋白质所处的位置相同,均在真核细胞的核孔,故这些蛋白质的合成加工场所均相同,D项不符合题意。2.(2026·广东清远模拟)科学家发现使用化学物质使核糖核酸酶变性后,通过透析可让其恢复活性,且复性的蛋白质只会形成原有的天然构象(如图),下列叙述错误的是(

)A.化学物质破坏了氨基酸之间的二硫键使多肽无法折叠B.用双缩脲试剂检验变性后的核糖核酸酶时无紫色出现C.变性破坏了核糖核酸酶的空间结构导致其相对分子质量增加D.形成蛋白质空间结构的信息蕴藏在其氨基酸的排列顺序中B解析

由题图可知,化学物质破坏了氨基酸之间的二硫键,导致多肽链无法正确折叠,A项正确。变性仅破坏蛋白质的空间结构,肽键未断裂,双缩脲试剂可与肽键反应呈现紫色,因此变性后的核糖核酸酶与双缩脲试剂反应仍会出现紫色,B项错误。变性破坏了核糖核酸酶的二硫键,使其空间结构发生改变,二硫键的破坏导致增加了H原子的质量,C项正确。复性的蛋白质只会形成原有的天然构象,说明形成蛋白质空间结构的信息蕴藏在其氨基酸的排列顺序中,D项正确。考点二蛋白质的相关计算透析重难•精准突破1.蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去水分子数的关系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nn-1n-1至少1个至少1个an-18×(n-1)m条nn-mn-m至少m个至少m个an-18×(n-m)2.蛋白质中游离氨基或羧基的计算可将肽链看作“C”与“—CO—NH—”交替连接构成的基本骨架,在“C”上连接着—R和—H,在肽链的两端分别是游离的“—NH2”和“—COOH”,如图所示:(1)至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数(非环状)。(2)游离氨基或羧基数=肽链数(非环状)+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。3.链状多肽中各原子数的计算(1)氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去的水分子数。(2)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。(3)R基中含氮数=氮原子数-肽键数-肽链数。(4)R基中含氧数=氧原子数-肽键数-2×肽链数。关键能力•练透考法1.(2025·辽宁丹东一模)从某高等动物组织中提取的含有18种氨基酸的某种胶原蛋白,可以用来制作手术缝合线。手术后一段时间,这种缝合线可以被人体组织吸收。下列相关叙述错误的是(

)A.高温处理过的胶原蛋白可与双缩脲试剂发生颜色反应B.这种缝合线需要分解成氨基酸才可被人体细胞利用C.若该胶原蛋白由p条肽链、q个氨基酸组成,则至少含p+q个氮原子D.胶原蛋白具有一定空间结构与氨基酸之间能够形成氢键等有关C解析

高温处理过的胶原蛋白仍含有肽键,所以可与双缩脲试剂发生颜色反应,A项正确。作为缝合线的胶原蛋白的化学本质是蛋白质,之所以能被人体细胞吸收利用是因为其被分解成基本单位——小分子的氨基酸,B项正确。氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程中,不会发生氮原子的丢失,所以若该胶原蛋白由p条肽链、q个氨基酸组成,则至少含q个氮原子,C项错误。胶原蛋白具有一定空间结构与氨基酸之间能够形成氢键、二硫键等有关,D项正确。2.(2026·湖北模拟)某多肽含有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19个氨基酸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C解析

由题图可知,该多肽是一条肽链,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项错误。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项错误。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项正确。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项错误。考点三核酸及生物大分子必备知识•精读教材1.核酸的结构和功能(1)核酸的结构磷酸五碳糖含氮碱基(2)DNA和RNA的组成成分比较

(3)不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质的归纳

生物种类核酸种类核苷酸种类碱基种类遗传物质细胞生物

DNA病毒DNA病毒DNA4种

DNARNA病毒RNA4种

RNADNA和RNA8种5种4种4种(4)核酸的功能与分布

蛋白质拟核(5)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,

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

。

排列顺序遗传信息2.生物大分子以碳链为骨架(1)生物大分子以碳链为骨架单体多聚体

多糖

蛋白质核苷酸

单糖氨基酸核酸(2)大分子物质的初步水解产物和彻底水解产物

物质初步水解产物彻底水解产物DNA

RNA核糖核苷酸

蛋白质主要是多肽

淀粉主要是麦芽糖

脱氧核苷酸脱氧核糖、碱基、磷酸核糖、碱基、磷酸氨基酸葡萄糖(3)判断细胞内的有机物种类或结构

脂肪、固醇核酸、ATP、磷脂糖类脂肪蛋白质染色体(质)、DNA病毒核糖体、RNA病毒教材深挖1.(必修1

P34问题探讨)DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息的原因是

。DNA鉴定技术还可以应用在

等方面。

2.(必修1

P35正文)组成DNA分子的脱氧核苷酸有4种,但是如果数量不限,在连成由n个脱氧核苷酸构成的DNA片段时,排列顺序最多有__________

种。

DNA是遗传物质,而每个人的遗传物质有所区别

研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系

4n/2易错排查(1)烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸。(2025·浙江卷)(

)(2)rRNA彻底水解的产物是碱基、核糖、磷酸。(2024·贵州卷)(

)(3)与DNA相比,RNA特有的化学物质组成是胸腺嘧啶(T)和脱氧核糖。(

)(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。(

)(5)DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键。(

)(6)DNA分子的多样性是生物多样性的物质基础。(

)(7)真核生物以DNA为遗传物质,原核生物以RNA为遗传物质。(

)√×√×√√×(8)肝糖原和胃蛋白酶的基本组成单位相同。(2024·江苏卷)(

)(9)酶、激素和抗体都是生物大分子,都以碳链为骨架。(

)(10)细胞利用单体合成生物大分子,需要消耗ATP。(

)(11)蛋白质和DNA的空间结构被破坏后均不可逆,功能也都会随之丧失。(

)××√×关键能力•练透考法命题角度一

核酸的结构和功能1.(2025·广东深圳三模)下列关于细胞中核酸的叙述,错误的是(

)A.细胞内携带遗传信息的物质是脱氧核糖核酸和核糖核酸B.核酸与生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成密切相关C.在真核细胞中,DNA分布在细胞核内、RNA分布在细胞质中D.DNA分子中的脱氧核苷酸排列顺序多样化,导致其储存的遗传信息量非常大C解析

核酸包括DNA和RNA,核酸是细胞内携带遗传信息的物质,脱氧核糖核酸和核糖核酸都能携带遗传信息,A项正确。核酸是生物的遗传物质,与生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成密切相关,B项正确。在真核细胞中,DNA主要分布在细胞核内,RNA主要分布在细胞质中,C项错误。DNA分子中的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息,其脱氧核苷酸排列顺序多样化,导致其储存的遗传信息量非常大,因而DNA具有储存大量遗传信息的能力,D项正确。2.(2025·天津河西三模)下列关于如图所示结构的叙述,正确的是(

)A.丁是细胞内携带遗传信息的物质B.细胞中丙和丁的种类相同,均为5种C.若丙是碱基U,则丁是尿嘧啶脱氧核糖核苷酸D.依据乙种类的差别,可区分DNA和RNAD解析

题图中丁表示核苷酸,细胞内携带遗传信息的物质是核酸,A项错误。细胞中含有DNA和RNA,丙有5种,而丁有8种,B项错误。若丙是碱基U,则丁是尿嘧啶核糖核苷酸,C项错误。DNA和RNA的化学组成区别是DNA含有脱氧核糖和特有碱基T,而RNA含有核糖和特有碱基U,故依据乙(五碳糖,即核糖和脱氧核糖)种类的差别,可区分DNA和RNA,D项正确。命题角度二

核酸与蛋白质的关系3.(2025·河南模拟)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。下列有关叙述正确的是(

)A.蛋白质和DNA都可承担催化化学反应的功能,都是生命活动的产物B.蛋白质和核酸都是生物大分子,都以碳链为骨架C.蛋白质和RNA的组成元素都含有碳、氢、氧、氮,都可能含磷D.蛋白质和DNA分子各自独特的空间结构是形成其多样性的原因B解析

大多数的酶是蛋白质,少数是RNA,故蛋白质和RNA都可承担催化化学反应的功能,但DNA不可承担催化化学反应的功能,A项错误。蛋白质和核酸(DNA和RNA)都是生物大分子,它们都是以碳链为骨架的有机分子,B项正确。蛋白质和RNA的组成元素都含有碳、氢、氧、氮,蛋白质可能含磷,但RNA一定含有磷,C项错误。蛋白质的多样性主要由氨基酸的种类、数量、排列顺序以及空间结构决定,DNA的多样性主要由碱基的排列顺序决定,DNA的空间结构(双螺旋)是相对固定的,不具有多样性,D项错误。命题角度三

生物大分子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OB.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B解析

纤维素的组成元素为C、H、O,淀粉酶的化学本质是蛋白质,组成元素为C、H、O、N等,核酸的组成元素为C、H、O、N、P,三者组成元素都有C、H、O,A项正确。多聚体由单体聚合而成,糖原(单体为葡萄糖)、蛋白质(单体为氨基酸)是多聚体,脂肪由甘油和脂肪酸组成,不是多聚体,B项错误。多肽链盘曲折叠时氨基酸间可形成氢键,核酸单链(如tRNA)内部可通过碱基互补配对的方式形成氢键,C项正确。多糖(如纤维素参与植物细胞壁的构成)、蛋白质(如细胞膜蛋白)、固醇(如胆固醇参与动物细胞