2027届高三生物一轮复习课件++第3讲++蛋白质和核酸

第3讲蛋白质和核酸目录12考点1蛋白质的结构和功能考点2核酸、生物大分子的多样性及判定考点1

蛋白质的结构和功能三个高考关键点关键点1

蛋白质的结构层次与多样性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(

)[命题点❶]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,均是由氨基酸脱水缩合形成肽键连接,B项不符合题意。不同蛋白质的功能不同,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,故这些蛋白质的合成加工场所相同,D项不符合题意。2.(2024黑吉辽卷)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B解析:钙调蛋白的本质是蛋白质,蛋白质的合成场所是核糖体,A项正确。Ca2+不是钙调蛋白的基本组成单位,蛋白质的基本组成单位是氨基酸,B项错误。肽链上不同氨基酸之间可形成氢键等化学键,从而使肽链盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子,C项正确。钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器,结合Ca2+后,其空间结构发生改变,从而向下游传递信号,D项正确。3.(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[命题点❷]B解析:该蛋白与天然蜘蛛丝蛋白的基本组成单位都是氨基酸,A项错误。该蛋白彻底水解的产物为氨基酸,氨基酸不能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应,C项错误。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项错误。4.(经典高考题)胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一,其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列叙述正确的是(

)A.胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中B.皮肤表面涂抹的胶原蛋白可被直接吸收C.胶原蛋白的形成与内质网和高尔基体有关D.胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高[命题点❸]C解析:蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成多肽后再盘曲折叠形成的,其氮元素主要存在于氨基残基中,A项错误。胶原蛋白是大分子物质,不能被皮肤的表皮细胞直接吸收,B项错误。胶原蛋白位于细胞外基质中,属于分泌蛋白,参与其形成与分泌的细胞器主要有核糖体、内质网和高尔基体等,C项正确。必需氨基酸只能从外界环境中获取,自身不能合成,而胶原蛋白的非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高,则其必需氨基酸含量低,因此胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值低,D项错误。关键点2

蛋白质的功能多样性5.(原创)蛋白质是生命活动的主要承担者。请写出下列蛋白质的具体名称。(1)浆细胞合成的具有免疫作用的蛋白质:____________________。

(2)胰岛B细胞分泌的调节血糖的蛋白质:____________________。

(3)唾液腺细胞分泌的水解淀粉的蛋白质:____________________。

(4)线粒体膜上运输丙酮酸的蛋白质:____________________。

抗体

胰岛素

唾液淀粉酶

丙酮酸转运蛋白

6.判断与填空(1)蛋白质是生物体内重要的储能物质。(

)(2)(2024全国甲卷)溶酶体中的蛋白酶可将蛋白质A的一条肽链水解成多个片段,蛋白酶切断的化学键是__________。[命题点❹]×肽键

关键点3蛋白质的变性7.(2025广东深圳调研)如图所示,蛋白质受到物理或化学因素的影响后会出现结构改变而导致生物活性的丧失。下列关于蛋白质的叙述不合理的是(

)A.蛋白质变性后仍能与双缩脲试剂产生紫色反应B.蛋白质变性后容易被蛋白酶分解成小分子,因此熟食更易被消化C.病毒、细菌经高温或化学物质的处理后其蛋白质失活,失去侵染能力D.蛋白质变性过程中结构的改变与肽键以及氢键数目的变化有关[命题点❺]D解析:变性后的蛋白质的肽键未被破坏,仍能与双缩脲试剂产生紫色反应,A项正确。据图可知,蛋白质变性后,空间结构被破坏,肽链变得伸展松散,容易被蛋白酶水解,B项正确。病毒、细菌经高温或化学物质的处理后,其蛋白质失活,失去侵染能力,C项正确。蛋白质变性过程中,破坏的是蛋白质的空间结构,肽键数目一般不变,D项错误。8.(原创+健康生活情境)人体细胞代谢离不开蛋白质,蛋白质与人的生命活动息息相关,思考下列问题。(1)吃熟鸡蛋、熟肉容易消化的原因是____________________。

(2)若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,并阐述原理。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

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。服用蛋清、牛奶或豆浆。因为蛋清、牛奶或豆浆中含有丰富的蛋白质,它们能与重金属盐迅速发生反应,从而保护人、畜。回归教材·考教衔接1.组成蛋白质的氨基酸2.蛋白质的结构和功能多样性(1)氨基酸的脱水缩合①图中产生的H2O中H来源于氨基和羧基,O来源于羧基。②肽链名称的确定:一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽。(2)蛋白质的合成过程[❺]蛋白质的水解过程与脱水缩合反应相反,切断的是肽键

提醒:通常核糖体上合成的多肽没有生物活性,需要经过盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质,才能发挥作用。[❶](3)蛋白质结构和功能的多样性

(4)蛋白质的变性

①实质:蛋白质特定的空间构象被破坏[❷],一般不可逆。

②结果:变性使得蛋白质分子的空间结构变得松散、伸展,易被蛋白酶降解。③引起蛋白质变性的因素物理因素:加热、超声波、剧烈震荡、紫外线、X射线等。化学因素:强酸、强碱、重金属盐、酒精等。提醒:变性后的蛋白质肽键不断裂,仍能与双缩脲试剂产生紫色反应。[❺](5)蛋白质的盐析盐析是蛋白质在食盐的作用下呈现絮状析出的现象。兑水稀释后盐析出的絮状物消失。提醒:盐析过程中,蛋白质的结构没有发生变化。不改变其化学组成

鸡蛋、肉类煮熟后更容易被消化

命题角度一

结构与功能的关联性1.(2023河北卷)关于蛋白质空间结构的叙述,错误的是(

)A.淀粉酶在0℃时,空间结构会被破坏B.磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化C.氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构D.载体蛋白在转运分子时,其自身构象会发生改变A解析:在0

℃时,淀粉酶的活性很低,但其空间结构没有被破坏,A项错误。磷酸化可能会改变蛋白质的空间结构,B项正确。蛋白质空间结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的盘曲、折叠方式等有关,因此氨基酸种类的改变可能影响蛋白质的空间结构,C项正确。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,且转运时都会发生自身构象的改变,D项正确。2.(跨学科融通)(2023湖北卷)球状蛋白分子空间结构为外圆中空,氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧,而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后,会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是(

)A.蛋白质变性可导致部分肽键断裂B.球状蛋白多数可溶于水,不溶于乙醇C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质D.变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏A解析:蛋白质变性过程中,空间结构改变,但是肽键不会断裂,A项错误。球状蛋白的空间结构为外圆中空,氨基酸侧链极性基团分布在外侧,非极性基团分布在内侧,故多数球状蛋白可溶于水;乙醇等有机溶剂会破坏蛋白质的空间结构,导致变性沉淀,故其不溶于乙醇,B项正确。高温会破坏蛋白质的结构,使其失去原有的结构和生物活性,一旦蛋白质发生加热变性,通常很难恢复其原有的结构和性质,C项正确。蛋白质的生物活性往往依赖于其特定的空间结构,当蛋白质发生变性时,其原有的空间结构被破坏,从而丧失生物活性,D项正确。命题角度二

蛋白质合成过程中相关的计算3.(不定项)(2025河北邯郸期末)小鼠颌下腺中存在一种表皮生长因子EGF,它是由52个氨基酸组成的单链,其中含有6个二硫键(形成一个二硫键会脱去2个H)。EGF与靶细胞表面的受体结合后,激发了细胞内的信号传递过程,从而促进了细胞增殖。下列说法错误的是(

)A.EGF的基因至少含有312个脱氧核苷酸B.在氨基酸形成EGF的过程中,相对分子质量减少了918C.EGF和高温处理后变性的EGF都能与双缩脲试剂产生紫色反应D.EGF能促进细胞增殖是因为EGF能进入细胞内发挥调节作用BD解析:转录和翻译过程中DNA中的脱氧核苷酸数∶mRNA中的核糖核苷酸数∶蛋白质中的氨基酸数=6∶3∶1,该蛋白质中的氨基酸数目是52,控制其合成的DNA中的脱氧核苷酸数目至少是52×6=312(个),A项正确。氨基酸脱水缩合过程中脱去的水分子数目是51,6个二硫键脱去12个H,因此相对分子质量减少51×18+12=930,B项错误。蛋白质变性只改变了空间结构,肽键不会断裂,仍能与双缩脲试剂产生紫色反应,C项正确。由题意知,EGF与靶细胞表面的受体结合后促进细胞增殖,并没有进入细胞内,D项错误。答题要语(1)氨基酸数目≠氨基酸种类:组成蛋白质分子的氨基酸数目可能成百上千,但构成人体蛋白质的氨基酸种类只有21种。(2)二硫键是由相邻的两个半胱氨酸脱掉两个氢原子形成的,具有维持蛋白质空间结构的作用。能力要语蛋白质的水解、变性和盐析(1)水解:蛋白质或者多肽中肽键断裂,分解为氨基酸的过程。与脱水缩合的过程相反,这个过程需要蛋白酶或者肽酶的催化。(2)变性:蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。该过程中肽键不断裂。(3)盐析:向蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后,可降低蛋白质的溶解度,使蛋白质凝聚而从溶液中析出的现象。这种物理变化可恢复。破题路径1.相关数量关系(1)肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链条数(对于环肽来说,肽键数=氨基酸数=失去水分子数)。(2)蛋白质的相对分子质量=氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量-脱去水分子数×18。2.蛋白质中游离氨基或羧基的计算游离氨基数或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基数或羧基数。基础

满分练

课前

自检自测•夯基固本

考点2

核酸、生物大分子的多样性及判定两个高考关键点关键点1核酸的结构与功能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(

)[命题点❶]A.元素组成 B.核苷酸种类C.碱基序列 D.空间结构C解析:DNA的元素组成都是C、H、O、N、P;DNA分子的核苷酸种类只有4种;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项符合题意;“尼安德特人”与现代人的DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构。2.不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳

生物种类核酸种类碱基种类核苷酸种类遗传物质细胞生物DNA和RNA__________________DNA病毒DNA病毒DNA4种4种DNARNA病毒RNA4种4种RNA3.判断(1)DNA指纹技术运用了个体遗传信息的特异性。(

)(2)RNA具有相同的空间结构,体内合成时都需要模板、能量和酶。(

)5种

8种

√×关键点2生物大分子的结构与功能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,脂肪由一分子甘油和三分子脂肪酸组成,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膜的构成)均可参与组成细胞结构,D项正确。5.(2023全国乙卷)生物体内参与生命活动的生物大分子可由单体聚合而成。构成蛋白质等生物大分子的单体和连接键以及检测生物大分子的试剂等信息如下表。单体连接键生物大分子检测试剂或染色剂葡萄糖—①—②③蛋白质④⑤—核酸⑥根据表中信息,下列叙述错误的是(

)[命题点❷]A.①可以是淀粉或糖原B.②是氨基酸,③是肽键,⑤是碱基C.②和⑤都含有C、H、O、N元素D.④可以是双缩脲试剂B解析:淀粉、糖原是由葡萄糖组成的生物大分子,A项正确。蛋白质是由单体②氨基酸通过脱水缩合形成③肽键连接形成的,核酸的单体是核苷酸,故⑤是核苷酸,B项错误。②氨基酸的基本元素组成是C、H、O、N,⑤核苷酸的元素组成是C、H、O、N、P,C项正确。检测蛋白质的④可以是双缩脲试剂,D项正确。6.(经典高考题)已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是(

)A.①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的B.③④⑤都是生物大分子,都以碳链为骨架[命题点❸]C.①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体D.④⑤⑥都是人体细胞内的重要能源物质C解析:酶的化学本质是蛋白质或RNA,抗体的化学本质是蛋白质,激素的化学本质是有机物,如蛋白质、氨基酸的衍生物、固醇类等,只有蛋白质才是由氨基酸通过肽键连接而成的,A项错误。糖原是生物大分子,脂肪不是生物大分子,激素不一定是大分子物质,如甲状腺激素是含碘的氨基酸衍生物,B项错误。蛋白质是由氨基酸连接而成的多聚体,核酸是由核苷酸连接而成的多聚体,氨基酸和核苷酸都含有氮元素,C项正确。人体重要的能源物质是糖类,核酸是细胞内携带遗传信息的物质,脂肪是人体主要的储能物质,D项错误。

存在DNA复制、转录、翻译过程

拟核之外有质粒(环状DNA)(2)核酸的结构

翻译过程

遗传信息具有多样性和特异性

2.生物大分子以碳链为骨架(1)生物大分子的种类单体(基本单位)

多聚体(生物大分子)单体多聚体单糖多糖氨基酸蛋白质核苷酸核酸提醒:脂质不是由单体构成的多聚体,不属于生物大分子。[❸]高中阶段涉及的生物大分子只有多糖、蛋白质和核酸。[❷]淀粉、糖原、纤维素的差异在于葡萄糖的数量及排列形式不同

需要水解酶参与

(2)大分子物质初步水解、彻底水解和氧化分解的产物

物质初步水解产物彻底水解产物氧化分解产物DNA脱氧核苷酸脱氧核糖、碱基、磷酸CO2、H2O、磷酸盐、含氮废物RNA核糖核苷酸核糖、碱基、磷酸蛋白质主要是多肽氨基酸CO2、H2O、含氮废物淀粉主要是麦芽糖葡萄糖CO2、H2O命题角度一

核酸结构与功能的适配性1.(2025福建福州质检)下图中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A解析:甲中a为核糖或者脱氧核糖,b为核苷酸,A项错误。病毒只含有一种核酸,DNA或RNA,故病毒中的核酸可能是乙(DNA),也可能是丙(RNA),B项正确。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项正确。小麦根尖细胞中的遗传物质是DNA,含有四种含氮碱基m(A、T、C、G),D项正确。命题角度二

核酸和蛋白质的动态调控2.(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B解析:染色体(染色质)是蛋白质与DNA结合形成的结构,A项正确。在DNA复制过程中,DNA聚合酶与DNA的每一条链都要结合成DNA—蛋白质复合物,真核细胞和原核细胞中都存在DNA的复制过程,所以在原核细胞中也会存在DNA—蛋白质复合物,B项错误。DNA的复制过程需要DNA聚合酶,C项正确。RNA是转录的产物,其模板是DNA的一条链,且需要RNA聚合酶的催化,故该复合物含有RNA聚合酶,D项正确。命题角度三

生物大分子的种类和功能相适应3.(不定项)(2026海南海口模拟改编)组成细胞的各种元素大多以水、蛋白质、核酸、糖类、脂质等化合物的形式存在。下列相关叙述正确的是(

)A.细胞内的水能与蛋白质、多糖等物质结合,从而失去流动性和溶解性B.纤维素属于多糖,不溶于水,在人体内很难被消化水解为葡萄糖分子C.蛋白质和DNA均具有多样性,与构成它们的单体排列顺序多样有关D.脂质分子通常结构都较相似,且都不溶于水,而溶于脂溶性有机溶剂ABC解析:细胞内的水能与蛋白质、多糖等物质结合形成结合水,结合水失去自由水的流动性和溶解性,A项正确。纤维素属于多糖,不溶于水,由于人体内缺乏分解纤维素的酶,因此纤维素很难被人体消化水解为葡萄糖,B项正确。蛋白质由氨基酸单体组成,DNA由脱氧核苷酸单体组成,两者的多样性均与单体的排列顺序多样性有关,C项正确。脂质分子均不溶于水,而溶于脂溶性有机溶剂,脂质分子间结构差异较大,脂肪由甘油和脂肪酸组成,磷脂含有磷酸基团和亲水头部,固醇具有环状结构,D项错误。能力思维链核酸结构→功能适配(1)氢键类型(A=T/G≡C)→热稳定性差异;(2)磷酸二酯键方向(5'→3')→复制/转录方向性。能力要语1