【高考生物一轮复习课件】必修1 第2章 第4、5节 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(共61张PPT)

(共61张PPT)
必修一 分子与细胞
第2章　组成细胞的分子
2025年高考一轮总复习
第4、5节　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
考点一 蛋白质的功能与结构
氨基
羧基
1.组成蛋白质的氨基酸的元素组成、结构与种类。
非必需氨基酸
必需氨基酸
2.蛋白质的合成。
(1)氨基酸形成蛋白质的过程。
①脱水缩合——连接氨基酸的方式。
概念：一个氨基酸分子的_____(—NH2)与另一个氨基酸分子的
_____(—COOH)相连接，同时脱去_____________。
②二肽的形成过程。
脱水缩合
二肽
肽键
ⅰ.过程 a 为__________，物质 b为_______，结构c为_______。
ⅱ.H2O 中 H 来源于_____________，O 来源于__________。
氨基
羧基
一分子的水
氨基和羧基
羧基
(2)蛋白质的形成过程。
3.蛋白质结构多样性与功能多样性。
(1)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，蛋白质的空间结构没有
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蛋
白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，蛋白质丧
失了生物活性，但是肽键一般不断裂。
③水解：在蛋白酶作用下，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。
(2)高温能够破坏肽链盘曲、折叠形成的空间结构，但没有破
坏氨基酸之间的肽键，所以蛋白质变性后仍可用双缩脲试剂检测。
(3)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，但低温不会。
(4)酒精、加热、紫外线等方法消毒、杀菌的原理是使细菌和
病毒的蛋白质变性。
(5)由于基因的选择性表达，同一生物的不同细胞中蛋白质的
种类和数量会出现差异。
4.常考蛋白质的分布和功能。
考点二 蛋白质的合成过程及相关计算
1.蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水
分子数的关系。
肽链数
脱去水分子数×18
(1)肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－_______。
(2)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－___________________。(不考虑形成二硫键)
肽链
数目 氨基
酸数 肽键
数目 脱去水
分子数 多肽链相
对分子量 氨基
数目 羧基
数目
1 条 m m－1 m－1 am－
18(m－1) 至少 1 个 至少 1 个
n 条 m ____ ______ ________
________ 至少____个 至少____个
注：氨基酸平均相对分子质量为 a。
m－n
m－n
am－
18(m－n)
n
n
2.蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算。
(1)至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数×1。
(2)游离氨基或羧基数目＝肽链数×1＋________________
_______________。
R 基中含有的
氨基数或羧基数
R 基上的 N 原子数
R 基上的 O 原子数
3.利用原子守恒法计算肽链中的原子数。
(1)N 原子数＝肽键数＋肽链数＋____________________＝
各氨基酸中 N 原子总数。
(2)O 原子数＝肽键数＋2×肽链数＋____________________
＝各氨基酸中 O 原子总数－脱去水分子数。
4.若为环状多肽：肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数。
考点三 核酸的种类及其分布
1.核酸是由核苷酸连接而成的长链。
(1)核酸的结构层次。
分类 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
组成单位
成
分 碱
基 共有 A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)
特有 ①____________ ②____________
五碳糖 ③____________ ④_________
磷酸 磷酸
(2)DNA 和 RNA 的比较。
脱氧核糖
核糖
T(胸腺嘧啶)
U(尿嘧啶)
分类 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
功能 是主要的⑤_________，携
带和复制⑥__________，
并决定蛋白质的生物合成 针对 RNA 病毒：是 RNA 病毒
的⑦_________；
mRNA：⑧______________；
tRNA：⑨_____________；
rRNA：⑩_______________；
极少数 RNA 可作为酶，具有
________功能
(续表)
遗传物质
遗传信息
遗传物质
传递遗传信息
运输氨基酸
组成核糖体
催化
分类 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
分布 真核生物：细胞核(主要)、
线粒体、叶绿体(少量)
原核生物：拟核、质粒 主要存在于细胞质中(其中核糖
体由 rRNA 和蛋白质组成，线粒
体与叶绿体中也有核糖体，所以
也有 RNA；细胞核中会合成
RNA 释放到细胞质发挥作用，
所以细胞核中也存在)
(续表)
(3)核酸分子的多样性和特异性。
②多样性原因：核苷酸的_____成千上万，核苷酸的________
千变万化。
数目
排列顺序
特定
③特异性原因：每个核酸中核苷酸的数目和排列顺序都是
______的。
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 5 种 8 种 DNA
病
毒 DNA 病毒 DNA 4 种 4 种 DNA
RNA 病毒 RNA 4 种 4 种 RNA
生物种类与核酸、核苷酸及碱基种类的关系
2.DNA、蛋白质和生物多样性的关系。
(1)生物多样性的根本原因是基因的多样性。
(2)生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性。
3.借助基因表达中遗传信息的流动，明确 DNA、RNA 和蛋白
质的关系。
(1)过程关系。
(2)利用“中心法则”判断核酸与蛋白质。
根据中心法则，可以推断出图中 A 为_______，B 为_______，
C 为________，甲为 DNA 复制，乙为_________，丙为翻译；单
体 a、b、c 分别为___________________________________；元素
X 为________，Y 为 N 等。
DNA
RNA
蛋白质
转录
N、P
脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸
(1)关于核酸的两组必知概念
①脱氧核糖≠脱氧核苷酸≠脱氧核糖核酸：脱氧核糖是一种
五碳糖，脱氧核苷酸是脱氧核糖核酸的基本组成单位，脱氧核糖
核酸即 DNA。
②核糖≠核糖核苷酸≠核糖核酸：核糖是一种五碳糖，核糖
核苷酸是核糖核酸的基本组成单位，核糖核酸即 RNA。
比较项目 DNA RNA 蛋白质
初步水
解产物 4 种脱氧核苷酸 4 种核糖核苷酸 多肽
彻底水
解产物 脱氧核糖、含氮碱基
和磷酸 核糖、含氮碱基
和磷酸 氨基酸
氧化分
解产物 CO2、H2O、尿素和磷酸盐等 CO2、H2O
和尿素
(2)核酸、蛋白质的水解产物和氧化分解产物
生物大分子(多聚体) 基本单位(单体)
多糖 单糖
蛋白质 ________
核酸 ________
4.生物大分子以碳链为骨架。
氨基酸
核苷酸
脂肪是由一分子甘油和三分子脂肪酸发生反应而形成的酯，
脂肪的相对分子质量与蛋白质、核酸、多糖相比小很多，一般不
称其为生物大分子。磷脂和固醇也不属于生物大分子。
5.细胞中有机物的推断。
(1)“集合法”确定物质之间的关系(如图所示)。
(2)判断化合物的种类与功能的四种方法。
①元素组成分析法。
②特征元素提示法。
③代谢产物推理法。
④组成与功能分析法。
【基础测评】
1.易错诊断
)
(1)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。(
(2)糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子。
(
)
)
(3)细胞中的 DNA 一定有氢键，RNA 一定没有氢键。(
(4)蛋白质和 DNA 体内合成时需要模板、能量和酶。(
)
(5)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。(
)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√
(5)×
2.有关蛋白质结构与功能的叙述，错误的是(
)
A.蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关
B.数量相同的 5 种氨基酸可以组成不同的多肽链
C.将抗体溶于 NaCl 溶液中会造成其生物活性的丧失
D.氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构
答案：C
3.角蛋白是头发的主要成分，由 2 条肽链组成，含有 2 个二硫
键(—S—S—) 。如图表示烫发的原理。下列相关说法正确的是
(
)
A.烫发过程中角蛋白的空间结构和氨基酸排列顺序均发生了
改变
B.角蛋白中至少含有两个游离的氨基和两个游离的羧基
C.氨基酸脱水缩合形成肽链的过程中，水中的 H 均来自羧基
D.角蛋白二硫键的形成与肽键的形成场所都是核糖体
答案：B
4.某科学家在研究太空坠落到地球的陨石时发现，该太空陨石
中含有未知生物的 DNA，陨石上含有 DNA 的两类主要化学成分
——嘧啶和嘌呤，由此说明，这个太空陨石很有可能是来自一个
生命星球。下列有关说法正确的是(　　)
A.DNA 是一切生物的遗传物质
B.从化学组成上看，DNA 由一分子磷酸、一分子核糖和一分
子含氮碱基构成
C.从结构上看，DNA 多为双螺旋结构，RNA 通常为单链结构
D.细胞的核酸中碱基种类有 8 种
答案：C
考向 1 氨基酸的结构和种类
[典例1](2023 年湖北荆州沙市中学月考)色氨酸是一种必需氨
基酸，可由动物肠道微生物产生。当色氨酸进入大脑时会转化为
血清素，血清素是产生饱腹感的一种重要信号分子，最终会转化
为褪黑素使人感觉困倦。下列叙述正确的是(
)
A.色氨酸中至少含四种大量元素，在人体内可由其他氨基酸
转化而来
B.如果食物中色氨酸的含量较高，则产生饱腹感时需摄入的
食物更多
C.血液中色氨酸含量较多的动物肠道中，产生色氨酸的微生
物可能更多
D.人在吃饱之后容易产生困倦的直接原因是血液中色氨酸含
量上升
解析：根据氨基酸的结构通式可知，色氨酸中一定含有C、H、
O、N四种大量元素，但色氨酸是必需氨基酸，不能在人体内合成，
A 错误。如果食物中色氨酸的含量较高，色氨酸转化为血清素，
机体产生饱腹感，食物摄取量减少，B 错误。 色氨酸是一种必需
氨基酸，可由动物肠道微生物产生，故血液中色氨酸含量较多的
动物，其肠道中产生色氨酸的微生物可能更多，C 正确。人在吃
饱后产生困倦的直接原因是血液中褪黑素的含量增加，D 错误。
答案：C
【考向集训】
1.(2022 年河北秦皇岛二模)食用花卉是一类富含氨基酸且有
利于人体氨基酸营养平衡的天然绿色食品。下列有关食用花卉中
氨基酸的叙述， 正确的是(
)
A.各种氨基酸都含有元素 C、H、O、N、S
B.食用花卉中的氨基酸可以用双缩脲试剂来检测
C.必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标
D.通过检测氨基酸的种类可鉴定区分不同种类的花卉
解析：组成蛋白质的基本元素是 C、H、O、N，有的含有 S，
A 错误。双缩脲试剂是通过与蛋白质中的肽键发生反应而鉴定蛋
白质的，而氨基酸中不含肽键，因而食用花卉中的氨基酸不可以
用双缩脲试剂来检测，B 错误。必需氨基酸是人体不能合成而且
是人体需要的氨基酸，因此必需氨基酸只能从食物中获得，因此
必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标，C 正
确。通过检测氨基酸的种类不能鉴定区分不同种类的花卉，因为
氨基酸不具有特异性，D 错误。
答案：C
考向 2 蛋白质的合成过程及相关计算与分析
[典例 2](2021 年甘肃平凉模拟)如图为某种肽的结构简式，据
图分析下列说法正确的是(
)
A.该肽由 3 种氨基酸脱水缩合而成，含有 4 个肽键
B.该肽中含 1 个游离的氨基、2 个游离的羧基
C.形成该肽时，各种氨基酸总相对分子质量减少了 72
D.形成该肽时，脱去的水中的氧来自羧基，氢来自氨基
解析：该肽由 4 种氨基酸组成，含有 4 个肽键，A 错误。该
肽中含 1 个游离的氨基、1 个游离的羧基，B 错误。形成该肽时产
生 4 个 H2O，总相对分子质量减少了 72，C 正确。脱去的水中的
O 来自羧基，H 来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基，
D 错误。
答案：C
计算氨基酸的个数常以氮原子数或氧原子数的计算为突破
口。可依据“氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分
子数”进行计算。
【考向集训】
2.(2023 年吉林通化梅河口五中期末)有一条多肽链，分子式为
CxHyOpNqS，将它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸：
分析推算可知，水解得到的赖氨酸氨基酸个数为(
)
A.p＋q－1
C.p－2q－1
B.q－p＋1
D.p＋2q＋1
解析：半胱氨酸、丙氨酸和苯丙氨酸中都只有一个氨基和一
个羧基，而赖氨酸中含有两个氨基和一个羧基。所以它们在核糖
体上合成蛋白质时，通过脱水缩合形成的一条多肽链中，含两个
游离的氨基和一个游离的羧基，因此，按氧原子数目计算，氧原
子数＝氨基酸数＋肽链条数＋R 基上氧原子数，分析这四种氨基
酸的 R 基可知，四种氨基酸的 R 基上均无氧原子，所以氨基酸数
为 p－1；多肽中 N 原子数＝氨基酸数＋R 基上的 N 原子总数，四
种氨基酸中只有赖氨酸的 R 基上有一个 N 原子，所以赖氨酸数为
q－(p－1)＝q－p＋1。
答案：B
考向 3 蛋白质的合成、结构与功能
[典例 3](2023 年湖北高考)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
解析：蛋白质的变性作用主要是由于蛋白质分子内部的结构
被破坏，天然蛋白质的空间结构是通过氢键等次级键维持的，而
变性后次级键被破坏，A 错误。球状蛋白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，说明外侧主要是极
性基团，可溶于水，不易溶于乙醇，B 正确。加热变性的蛋白质
空间结构发生改变，该空间结构改变不可逆，不能恢复原有的结
构和性质，C 正确。变性后空间结构改变，导致一系列理化性质
变化，生物活性丧失，D 正确。
答案：A
【考向集训】
3.(2022 年湖南高考)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的
影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别
并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。
下列叙述错误的是(
)
A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染
解析：碱性蛋白酶的化学本质是蛋白质，当碱性蛋白酶受到
其他成分的影响或在加热等条件下部分解折叠后，可被正常碱性
蛋白酶特异性识别并自溶失活，A 正确。加热引起蛋白质部分解
折叠后，可以通过降温恢复天然状态，说明碱性蛋白酶构象的改
变在一定温度条件下是可逆的，B 错误。添加酶稳定剂可以减少
碱性蛋白酶失活，可以提高洗涤剂的去污效果，C 正确。添加碱
性蛋白酶能提高洗涤剂的去污能力，可以减少洗涤剂的用量，从
而减少环境污染，D 正确。
答案：B
考向4 核酸的结构和功能分析
[典例4](2023 年新疆联考)碱性蛋白酶能降解多种蛋白类污垢
的蛋白质，在液体洗涤剂中使用量较大，但碱性蛋白酶易受到失
活因素的干扰而变性，降低去污效率，增加使用成本。下列有关
分析错误的是(
)
A.热水洗涤可能会引起碱性蛋白酶变性失活
B.污水中的重金属会抑制碱性蛋白酶的活性
C.适当延长洗涤时间不会影响碱性蛋白酶的活性
D.变性的碱性蛋白酶不能与双缩脲试剂产生紫色反应
解析：酶的作用条件温和，热水洗涤可能会引起碱性蛋白酶
变性失活，A 正确。过酸，过碱和重金属会使蛋白质变性，因此
污水中的重金属会抑制碱性蛋白酶的活性，B 正确。适当延长洗
涤时间不会影响碱性蛋白酶的活性，C 正确。酶空间结构改变后，
肽键仍然存在，能与双缩脲试剂产生紫色反应，D 错误。
答案：D
常见核酸—蛋白质复合体
【考向集训】
4.(2023 年河北邯郸二模)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
解析：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。
答案：A
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