第3讲 蛋白质和核酸
明确 目标 1.阐明蛋白质由氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成; 2.概述核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子; 3.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成,它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。
建构 知识 体系
主题研习(一) 蛋白质的结构和功能
(一)蛋白质的基本组成单位——氨基酸
组成元素 C、H、O、N,有的还含S等
结构通式
结构特点 至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在 碳原子上
分类 依据人体细胞能否合成进行分类:8种人体细胞不能合成的氨基酸被称为 氨基酸,13种人体细胞能够合成的氨基酸叫作 氨基酸
(二)氨基酸脱水缩合与蛋白质的合成
1.氨基酸的脱水缩合
(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)H2O中的H来自 ,O来自 。
(3)一条肽链上氨基数或羧基数的确定: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。
2.蛋白质的结构层次(以形成血红蛋白为例)
(三)蛋白质结构多样性与功能多样性
1.归纳总结蛋白质结构多样性与功能多样性的关系
2.实例分析蛋白质结构多样性与功能多样性的关系
名称 分布或来源 功能
绝大多数酶 细胞内或细胞外 催化作用
转运蛋白 生物膜 运输某些物质
某些激素(如生长激素、胰岛素) 由 合成并分泌至内环境中 调节生命活动
抗体 由 合成并分泌至内环境中 免疫作用
细胞因子 由辅助性T细胞等合成并分泌至内环境中 促进B细胞及细胞毒性T细胞的增殖、分化
血红蛋白 红细胞内 主要运输
糖蛋白 细胞外表面 等作用
结构蛋白 细胞膜、肌纤维等 构成细胞和生物体的成分
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)钙调蛋白的合成场所是核糖体。 ( )
(2)蛋白质变性可导致肽键断裂。 ( )
(3)胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中。 ( )
(4)蛋白质是生物体内重要的储能物质。 ( )
(5)高温可破坏病原体蛋白质的空间结构,煮沸处理餐具可杀死病原体。 ( )
(6)蛋白质和DNA的组成元素都含有C、H、O、N,具有相同的空间结构。 ( )
2.事理分析
(1)(人教版必修1 P28“问题探讨”思考)作为手术缝合线的胶原蛋白之所以能被人体组织吸收,是因为 。
(2)(人教版必修1 P28“图2-8”挖掘)抗体和头发的主要成分均为蛋白质,但功能却相差极大,请从氨基酸角度分析,原因是 。
(3)(人教版必修1 P32“与社会的联系”素材分析)
熟鸡蛋更容易消化的原因是 。蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测,请说明理由: 。
题点(一) 组成蛋白质的氨基酸的种类与结构
1.(2025·重庆模拟)在生物体内合成氨基酸时,硒(Se)取代丝氨酸(C3H7O3N)R基上羟基(—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基为—CH3
D.硒代半胱氨酸为非必需氨基酸
2.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
[方法技巧] 谐音法巧记八种必需氨基酸
一(异亮氨酸)家(甲硫氨酸或蛋氨酸)人来(赖氨酸)写(缬氨酸)两(亮氨酸)三(色氨酸)本(苯丙氨酸)书(苏氨酸)
题点(二) 蛋白质的结构与功能
3.(2025·吉安模拟)实验小组在研究蛋白质的折叠时发现,尿素可以使蛋白质变性,使其丧失特定的空间结构,除去尿素后,蛋白质又可以自发的重新折叠,完全恢复为原来的构象,该现象可以说明 ( )
A.蛋白质的空间结构由其氨基酸序列决定
B.变性后的蛋白质都能完全恢复原来的构象
C.该蛋白质变性过程中肽键会发生断裂
D.蛋白质变性后不能和双缩脲试剂产生紫色反应
4.(2024·淄博二模)泛素(Ub)是含有76个氨基酸残基的小分子蛋白质。研究发现,在真核细胞中存在一种由Ub介导的异常蛋白降解途径——泛素—蛋白酶体系统(UPS):Ub依次经E1、E2和E3转交给异常蛋白,完成对异常蛋白的泛素化修饰,最终由蛋白酶体降解(如图)。下列说法错误的是 ( )
A.蛋白质的泛素化过程需要消耗能量
B.蛋白质泛素化的特异性主要与E2有关
C.真核细胞中蛋白质的水解可以发生在UPS和溶酶体中
D.UPS中,蛋白酶体具有催化功能
[易错提醒] 明辨蛋白质的盐析、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的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化,肽链变得松散,丧失了生物活性,但是肽键一般不断裂。
(3)水解:在蛋白酶等作用下,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。
主题研习(二) 有关蛋白质结构的计算规律
题型(一) 氨基酸脱水缩合基本规律相关计算
[例1] 如图为由A、B、C三条链共81个氨基酸构成的胰岛素原,需切除C链才能成为有活性的胰岛素。下列相关叙述错误的是 ( )
A.C链的切除需要消耗2分子的水
B.胰岛素原中至少含有1个游离的氨基
C.参与构成该蛋白质分子的氨基酸共有81个羧基
D.有活性的胰岛素分子中含有2条肽链、49个肽键
听课随笔:
|认|知|生|成|
1.蛋白质中游离氨基或羧基数的计算
(1)至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数;
(2)游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。
2.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
(1)肽键数=失去水分子数=氨基酸数-肽链数;
(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-脱去水分子数×18(不考虑形成二硫键)。假设氨基酸数为m,氨基酸平均相对分子质量为a,则有如下关系:
肽链 数目 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 蛋白质相 对分子质量 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 m-n m-n am- 18(m-n) 至少 n个 至少 n个
提醒:①环状肽特点是肽键数与氨基酸数相同,即肽键的数目=脱去的水分子的数目=氨基酸的数目。
②如果形成二硫键,需考虑每形成一个二硫键应去掉两个H原子。
[应用体验]
1.(2025·枣庄质检)如图所示,该蛋白质分子共由67个氨基酸构成,包括两条多肽链和一个环状肽。数字代表两条多肽链上氨基酸的起止数字,该蛋白质由二硫键(两个—SH形成—S—S—)相连,假设氨基酸的平均相对分子质量为a,下列说法错误的是 ( )
A.该蛋白质分子至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基
B.该蛋白质分子至少含有氧原子67个
C.该蛋白质分子含有肽键65个
D.该蛋白质的相对分子质量为67a-1 174
题型(二) 利用“原子守恒”计算蛋白质(多肽)中的原子数
[例2] 经测定,某多肽链分子式是C21HxOyN4S2,其中含有一个二硫键(—S—S—)。已知该多肽是由下列氨基酸中的其中几种作为原料合成的:苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列关于该多肽的叙述错误的是 ( )
A.该多肽水解后产生的氨基酸分别是苯丙氨酸、亮氨酸和天冬氨酸
B.该多肽中H原子数和O原子数分别是30和5
C.该多肽形成过程中至少需要3种tRNA
D.该多肽在核糖体上形成,形成过程中相对分子质量减少了56
听课随笔:
|认|知|生|成|
氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。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,要失去部分氢原子和氧原子,但是碳原子、氮原子的数目不会减少。多肽中的相关原子数量关系如下:
①碳原子数=氨基酸的个数×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-脱去的水分子数×2-二硫键数×2。
③氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去的水分子数。
④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。
提醒:由于R基上的碳原子数不容易确定,且氢原子数较多,因此以氮原子数或氧原子数为突破口,计算氨基酸的分子式或氨基酸个数较为简便。
[应用体验]
2.(2025·丹东期中)有一条多肽链由14个氨基酸组成,分子式为CaHbOxNyS(y>14),这条多肽链经过水解后的产物中有4种氨基酸:半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、赖氨酸(C6H14O2N2)。水解产物中赖氨酸的数目是 ( )
A.(x+13)/2个 B.(y-72)/7个
C.(a+13)/2个 D.(b-72)/7个
题型(三) 多肽中除去氨基酸的有关计算
[例3] (2025·沈阳五校联考)某多肽含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氨基酸19个
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
听课随笔:
|认|知|生|成|
(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。
(2)每水解1个肽键,则需要1分子水参与,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。
[应用体验]
3.已知某条肽链由88个氨基酸缩合而成,其中共有氨基6个,甲硫氨酸5个,且在肽链中的位置为3、25、56、78、82,甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS。以下叙述错误的是 ( )
①合成该多肽的氨基酸一定共有N原子94个 ②若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的肽键数目会减少10个 ③若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的氨基和羧基均分别增加5个 ④若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的O原子数目减少1个
A.①④ B.②③
C.①③ D.③④
主题研习(三) 核酸的结构和功能及生物大分子
1.核酸的组成和结构
(1)核酸的结构层次
(2)DNA和RNA的组成成分
①相同成分:含氮碱基 和磷酸。
②不同成分
2.不同生物的核酸、碱基、核苷酸、遗传物质的归纳
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
病毒 DNA病毒 DNA 4种 DNA
RNA病毒 RNA 4种 RNA
3.核酸的功能与分布
4.DNA分子的特性
多样性 构成DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序是极其多样的,所以DNA分子具有多样性(没有种类和空间结构多样性,注意与蛋白质多样性的原因进行区别)
特异性 每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的数量和排列顺序是特定的,其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息
5.生物大分子以碳链为骨架
(1)组成多糖、蛋白质、核酸的基本单位分别是 ,这些基本单位称为 。生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。
(2)碳是“生命的核心元素”的原因是 ,每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)DNA指纹技术运用了个体遗传信息的特异性。 ( )
(2)蛋白质和DNA具有相同的空间结构,体内合成时都需要模板、能量和酶。 ( )
(3)人体细胞中储存遗传信息的物质是RNA。 ( )
(4)激素、糖原和脂肪都是生物大分子,都以碳链为基本骨架。 ( )
(5)碳链是各种生物大分子的结构基础,细胞中生物大分子的合成需要酶来催化。 ( )
2.事理分析
(1)(苏教版必修1 P26积极思维)某个核酸样品降解后得到碱基等成分,可从化学成分判断核酸的种类,原因是
。
(2)(人教版必修1 P34“问题探讨”分析)DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息的原因是
。
(3)(人教版必修1 P35正文挖掘)核酸能够储存巨大数量的遗传信息的原因是
。
(4)(人教版必修1 P38“二、非选择题T3”解读)多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体,试从组成二者单体种类的角度分析核酸是遗传信息的携带者,而多糖不是的原因:
。
重难点(一) 蛋白质与核酸的关系
1.DNA、RNA和蛋白质三者间的内在关系
2.DNA、蛋白质和生物多样性的关系
[例1] 如图为C、H、O、N、P等元素构成大分子物质甲、乙、丙及结构丁的示意图。下列相关叙述错误的是 ( )
A.若图中物质甲能与碘液发生蓝色反应,则单体3为葡萄糖
B.若图中丁是核糖体,则单体1为氨基酸,单体2为核糖核苷酸
C.若图中丁能被碱性物质染成深色,则物质丙可控制物质乙的合成
D.物质甲、乙、丙为生物大分子,都有物种特异性
听课随笔:
重难点(二) 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 脱氧核苷酸 脱氧核糖、碱基、磷酸
RNA 核糖核苷酸 核糖、碱基、磷酸
蛋白质 主要是多肽 氨基酸
淀粉 主要是麦芽糖 葡萄糖
[例2] (2023·全国乙卷,改编)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。根据表中信息,下列叙述错误的是 ( )
单体 连接键 生物大分子 检测试剂或染色剂
葡萄糖 — ① —
② ③ 蛋白质 ④
⑤ — 核酸 —
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,与蛋白质反应呈紫色
听课随笔:
题点(一) 核酸的结构、功能及其与蛋白质的关系
1.(2025年1月·八省联考四川卷)下列关于细胞内糖类、蛋白质和核酸的叙述中,正确的是 ( )
A.糖类、蛋白质和核酸都是细胞内重要的生物大分子
B.核酸经酶分解后得到含A、T、G、C碱基的四种核苷酸
C.由mRNA全长序列可知其编码蛋白质的氨基酸序列
D.淀粉酶是在淀粉的生物合成过程中起催化作用的蛋白质
2.下图表示人体内某些化合物的形成和在细胞中的分布,下列叙述正确的是 ( )
A.小分子B合成单体C1和C2的过程是放能反应
B.D、E形成的杂合双链片段可在细胞核、线粒体、核糖体中出现
C.物质D的空间结构改变,其功能一定发生不可逆改变
D.在吞噬细胞中,可发生D→C1、E→C2的反应
题点(二) 以碳链为骨架的生物大分子
3.(2025·汕头模拟)下列关于生物大分子的叙述,错误的是 ( )
A.内质网、叶绿体、细胞核中均含有生物大分子
B.生物大分子中均含有C、H、O、N元素
C.转录、翻译、光合作用都可以产生生物大分子
D.合成生物大分子的过程中可以产生水
4.(2025·长春模拟)下图表示某种生物大分子的局部结构示意图,相关判断正确的是 ( )
A.若该图表示蛋白质局部结构示意图,则1表示“—CO—NH—”
B.若该图表示蛋白质局部结构示意图,则3中可能存在“—COOH”
C.若该图表示DNA局部结构示意图,则1为磷酸,2为脱氧核糖
D.若该图表示RNA局部结构示意图,则3可能表示尿嘧啶核糖核苷
第3讲 蛋白质和核酸
主题研习(一)
基础全面落实
(一)同一个 必需 非必需
(二)1.(1)几肽 (2)—COOH和—NH2 —COOH (3)两端 R基
2．脱水缩合 复杂的空间结构
(三)1.排列顺序 数目 空间结构 抗体
2．内分泌腺(细胞) 浆细胞 O2 保护、润滑、识别
[自我诊断]
1．(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
2．(1)胶原蛋白可被分解为能被人体吸收的氨基酸
(2)组成抗体和头发的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同
(3)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 蛋白质变性后其空间构象被破坏，但氨基酸之间依然存在肽键
考向精细研究
1．选C 部分蛋白质具有催化作用，故硒蛋白可能具有催化作用，A正确；硒蛋白是蛋白质，能够与双缩脲试剂反应呈紫色，B正确；氨基酸的结构通式为C2H4O2NR，由丝氨酸的分子式可知，丝氨酸的R基为—CH2OH，由于硒(Se)取代丝氨酸R基上羟基中的氧原子，故硒代半胱氨酸的R基为—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．选C 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；由题意可知，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。
3．选A 根据图示过程可知，变性后的蛋白质的氨基酸序列是没有改变的，该蛋白质能完全恢复为原来的构象，说明蛋白质的空间结构是由其氨基酸序列决定的，但并非所有变性的蛋白质都能完全恢复原来的构象，A符合题意，B不符合题意；蛋白质变性过程中空间结构改变，但肽键没有断裂，C不符合题意；蛋白质变性后肽键没有断裂，仍能与双缩脲试剂产生紫色反应，D不符合题意。
4．选B 据图可知，蛋白质的泛素化过程需要消耗ATP，A正确；异常蛋白的泛素化修饰过程特异性主要体现在对不同异常蛋白的作用，而对异常蛋白直接起作用的是E3，因此，蛋白质泛素化的特异性主要与E3有关，B错误；依题意，泛素—蛋白酶体系统(UPS)是真核细胞中一种异常蛋白降解途径，在真核细胞中，溶酶体也可以降解蛋白质，因此，真核细胞中蛋白质的水解可以发生在UPS和溶酶体中，C正确；据图可知，异常蛋白经泛素化修饰后转移至蛋白酶体后被降解成多肽，由此可知，在UPS中，蛋白酶体具有催化功能，D正确。
主题研习(二)
[例1] 选C 由题图可知，C链分别以肽键与A、B链相连(30和31号氨基酸、60和61号氨基酸之间为肽键相连)，C链的切除需要消耗2分子的水，A正确；由题图可知，胰岛素原是一条肽链，所以至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，B正确；由题意分析可知，参与构成该蛋白质分子的氨基酸至少含有81个羧基，C错误；由题图分析可知，有活性的胰岛素分子是由51个氨基酸形成的2条肽链，形成的肽键数是49个，D正确。
[应用体验]
1．选B 环状肽可能没有游离的氨基和羧基，所以该蛋白质分子至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基，A正确；该蛋白质分子至少含有氧原子的数量为(18－1＋2)＋(14－1＋2)＋35＝69个，B错误；该蛋白质共有肽键(32－2)＋35＝65个，C正确；一个蛋白质分子由两条多肽链(32个氨基酸)和一个环状肽(35个氨基酸)组成，且它们之间由二硫键(两个—SH形成—S—S—)相连，则该蛋白质的相对分子质量为(32＋35)a－(65×18＋2×2)＝67a－1 174，D正确。
[例2] 选A 多肽链分子式是C21HxOyN4S2，含有2个S原子，所以水解产物中有2个半胱氨酸。题中每个氨基酸中都只含有1个N原子，所以该多肽由三种氨基酸组成。根据C原子守恒，半胱氨酸含有3个C原子，所以另两个氨基酸共含有15个C原子，可知为苯丙氨酸和亮氨酸，A错误；该多肽形成过程中脱去3分子水、形成一个二硫键脱去2个H原子，所以该多肽中O原子数为8－3＝5个，H原子数为38－6－2＝30个，B正确；该多肽由3种氨基酸组成，形成过程中至少需要3种tRNA，C正确；该多肽形成时脱去3分子水和2个H原子，相对分子质量减少18×3＋2＝56，D正确。
[应用体验]
2．选D 该多肽链由14个氨基酸组成，则脱水缩合过程中脱去14－1＝13个水分子。赖氨酸与其他几种氨基酸的不同在于含有14个H原子、2个N原子，其他几种氨基酸含有7个H原子、1个N原子，可根据H原子数目或N原子数目列方程求出赖氨酸数目。设该多肽链有m个赖氨酸，其他氨基酸数为14－m个，多肽链中有b个H，脱水缩合过程中脱去13个水分子即26个H原子，故根据H原子数目可以列出方程：7(14－m)＋14m－13×2＝b，解方程可得：m＝(b－72)/7个。根据N原子数目列出方程：2m＋(14－m)＝y，解方程可得m＝y－14。无法根据C原子、O原子数目求出赖氨酸数目，D正确。
[例3] 选C 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错误。
[应用体验]
3．选A 由于一个肽链中至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，现肽链中共有氨基6个，其中5个应位于R基上，所以合成该多肽的氨基酸共有N原子数目＝88＋5＝93个，①错误；由题意知，若去掉该多肽中的甲硫氨酸需要水解掉10个肽键，形成5个甲硫氨酸和6个短肽，因此生成的若干肽链中的肽键数目会减少10个，②正确；由于甲硫氨酸的R基中没有氨基和羧基，去掉甲硫氨酸后，形成6个短肽和5个甲硫氨酸，肽链中的氨基数和羧基数各增加5个，③正确；如果去掉该多肽中的甲硫氨酸，要消耗10分子水，增加了10个氧原子，形成6个短肽和5个氨基酸，所以生成的若干肽链中的O原子数目的减少数＝去掉多肽中的甲硫氨酸消耗的水分子数－5个甲硫氨酸分子中的氧原子数＝10－5×2＝0个，④错误。
主题研习(三)
基础全面落实
1．(1)磷酸 五碳糖 含氮碱基 (2)①A、G、C ②核糖
2．DNA和RNA 5种 8种 4种 4种
3．遗传信息 拟核
5．(1)单糖、氨基酸、核苷酸 单体
(2)生物大分子以碳链为基本骨架
[自我诊断]
1．(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
2．(1)DNA和RNA含有的五碳糖分别是脱氧核糖和核糖，且两者含有的特有碱基分别是胸腺嘧啶和尿嘧啶
(2)生物的遗传信息就储存在DNA分子中，而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列是特定的
(3)核苷酸的排列顺序代表遗传信息，核酸中核苷酸的排列顺序千变万化
(4)构成多糖的基本单位一般是葡萄糖，无论多少个葡萄糖构成多糖，它的顺序没有什么变化；而核酸是由核苷酸连接而成的长链，核酸分子中4种脱氧核苷酸(或核糖核苷酸)在数量、排列顺序上就会极其多样，它的信息容量自然就非常大，从而能够承担起携带遗传信息的功能
重难深化拓展
[例1] 选D 若物质甲能与碘液发生蓝色反应，则其为淀粉，单体3为淀粉的组成单位——葡萄糖，A正确；若图中丁是核糖体，其由RNA和蛋白质构成，则单体1为氨基酸，单体2为核糖核苷酸，B正确；若图中丁能被碱性物质染成深色，则丁为染色体(质)，物质丙为DNA，物质乙为蛋白质，DNA可控制蛋白质的合成，C正确；若物质甲是多糖，则其没有物种特异性，D错误。
[例2] 选B 淀粉、糖原均是生物大分子，均由葡萄糖聚合而成，A正确；蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子，连接两个氨基酸分子的化学键为肽键，核苷酸聚合形成核酸，故⑤是核苷酸，B错误；②和⑤分别是氨基酸、核苷酸，二者均含有C、H、O、N元素，C正确；可用双缩脲试剂检测蛋白质，与蛋白质反应呈紫色，D正确。
考向精细研究
1．选C 多糖、蛋白质和核酸都是细胞内重要的生物大分子，糖类中的单糖和二糖不是生物大分子，A错误；核酸包括DNA和RNA，只有DNA经酶分解后可得到含A、T、G、C碱基的四种核苷酸，B错误；由mRNA全长序列可根据碱基互补配对原则和密码子表推测其编码蛋白质的氨基酸序列，C正确；淀粉合成酶是在淀粉的生物合成过程中起催化作用的蛋白质，淀粉酶是使淀粉发生水解的酶，D错误。
2．选D 小分子B合成单体C1和C2的过程是吸能反应，A错误；D(DNA)、E(RNA)形成的杂合双链片段通常会在转录的过程中出现，转录以DNA的一条链为模板，核糖体中无DNA，因此该过程不在核糖体中出现，B错误；DNA分子复制、转录时均需要解旋，均会改变双螺旋结构，但其功能没有发生不可逆改变，C错误；吞噬细胞消化抗原，可发生DNA、RNA的水解，D正确。
3．选B 内质网、叶绿体、细胞核中均含有蛋白质，蛋白质属于生物大分子，A正确；生物大分子中均含有的元素是C、H、O，B错误；转录产生RNA，翻译产生蛋白质，光合作用可合成淀粉，C正确；氨基酸、葡萄糖以及核苷酸分别在合成蛋白质、多糖以及核酸的过程中产生水，D正确。
4．选B 若该图表示蛋白质局部结构示意图，则1表示C,2可表示“—CO—NH—”，A错误；若该图表示蛋白质局部结构示意图，则3表示R基团，则其中可能存在“—COOH”，B正确；若该图表示DNA局部结构示意图，则1为脱氧核糖，2为磷酸，C错误；若该图表示RNA局部结构示意图，则3可能表示尿嘧啶，D错误。(共110张PPT)
蛋白质和核酸
第3讲
明确目标
1.阐明蛋白质由氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成；
2.概述核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子；
3.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成，它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。
建构知识体系
目录
主题研习（二）
主题研习（三）
有关蛋白质结构的计算规律
课时跟踪检测
核酸的结构和功能及生物大分子
主题研习（一）
蛋白质的结构和功能
主题研习（一）蛋白质的结构和功能
(一)蛋白质的基本组成单位——氨基酸
基础全面落实
组成元素 C、H、O、N，有的还含S等
结构通式
结构特点 至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在_______碳原子上
分类 依据人体细胞能否合成进行分类：8种人体细胞不能合成的氨基酸被称为______氨基酸，13种人体细胞能够合成的氨基酸叫作________氨基酸
同一个
必需
非必需
续表
(二)氨基酸脱水缩合与蛋白质的合成
1.氨基酸的脱水缩合
(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)H2O中的H来自___________________，O来自_________。
(3)一条肽链上氨基数或羧基数的确定：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。
—COOH和—NH2
—COOH
R基
几肽
两端
2.蛋白质的结构层次(以形成血红蛋白为例)
脱水
缩合
复
杂的空间
结构
(三)蛋白质结构多样性与功能多样性
1.归纳总结蛋白质结构多样性与功能多样性的关系
排列
顺序
数目
空间结构
抗体
2.实例分析蛋白质结构多样性与功能多样性的关系
名称 分布或来源 功能
绝大多数酶 细胞内或细胞外 催化作用
转运蛋白 生物膜 运输某些物质
某些激素 (如生长激素、胰岛素) 由_______________合成并分泌至内环境中 调节生命活动
抗体 由_______合成并分泌至内环境中 免疫作用
内分泌腺(细胞)
浆细胞
细胞因子 由辅助性T细胞等合成并分泌至内环境中 促进B细胞及细胞毒性T细胞的增殖、分化
血红蛋白 红细胞内 主要运输____
糖蛋白 细胞外表面 __________________等作用
结构蛋白 细胞膜、肌纤维等 构成细胞和生物体的成分
O2
保护、润滑、识别
续表
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)钙调蛋白的合成场所是核糖体。 ( )
(2)蛋白质变性可导致肽键断裂。 ( )
(3)胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中。 ( )
√
×
×
(4)蛋白质是生物体内重要的储能物质。 ( )
(5)高温可破坏病原体蛋白质的空间结构，煮沸处理餐具可杀死病原体。 ( )
(6)蛋白质和DNA的组成元素都含有C、H、O、N，具有相同的空间结构。 ( )
×
√
×
2.事理分析
(1)(人教版必修1 P28“问题探讨”思考)作为手术缝合线的胶原蛋白之所以能被人体组织吸收，是因为__________________________
________________。
(2)(人教版必修1 P28“图2-8”挖掘)抗体和头发的主要成分均为蛋白质，但功能却相差极大，请从氨基酸角度分析，原因是________
___________________________________________。
胶原蛋白可被分解为能被人体吸收的氨基酸
组成抗体和头发的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同
(3)(人教版必修1 P32“与社会的联系”素材分析)熟鸡蛋更容易消化的原因是___________________________________________________
____________。蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测，请说明理由：_________________________________________________________。
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
蛋白质变性后其空间构象被破坏，但氨基酸之间依然存在肽键
考向精细研究
√
题点(一) 组成蛋白质的氨基酸的种类与结构
1.(2025·重庆模拟)在生物体内合成氨基酸时，硒(Se)取代丝氨酸(C3H7O3N)R基上羟基(—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基为—CH3
D.硒代半胱氨酸为非必需氨基酸
解析：部分蛋白质具有催化作用，故硒蛋白可能具有催化作用，A正确；硒蛋白是蛋白质，能够与双缩脲试剂反应呈紫色，B正确；氨基酸的结构通式为C2H4O2NR，由丝氨酸的分子式可知，丝氨酸的R基为—CH2OH，由于硒(Se)取代丝氨酸R基上羟基中的氧原子，故硒代半胱氨酸的R基为—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.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；由题意可知，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。
题点(二) 蛋白质的结构与功能
3.(2025·吉安模拟)实验小组在研究蛋白质的折叠时发现，尿素可以使蛋白质变性，使其丧失特定的空间结构，除去尿素后，蛋白质又可以自发的重新折叠，完全恢复为原来的构象，该现象可以说明( )
A.蛋白质的空间结构由其氨基酸序列决定
B.变性后的蛋白质都能完全恢复原来的构象
C.该蛋白质变性过程中肽键会发生断裂
D.蛋白质变性后不能和双缩脲试剂产生紫色反应
√
解析：根据图示过程可知，变性后的蛋白质的氨基酸序列是没有改变的，该蛋白质能完全恢复为原来的构象，说明蛋白质的空间结构是由其氨基酸序列决定的，但并非所有变性的蛋白质都能完全恢复原来的构象，A符合题意，B不符合题意；蛋白质变性过程中空间结构改变，但肽键没有断裂，C不符合题意；蛋白质变性后肽键没有断裂，仍能与双缩脲试剂产生紫色反应，D不符合题意。
4.(2024·淄博二模)泛素(Ub)是含有76个氨基酸残基的小分子蛋白质。研究发现，在真核细胞中存在一种由Ub介导的异常蛋白降解途径——泛素—蛋白酶体系统(UPS)：Ub依次经E1、E2和E3转交给异常蛋白，完成对异常蛋白的泛素化修饰，最终由蛋白酶体降解(如图)。下列说法错误的是 ( )
A.蛋白质的泛素化过程需要消耗能量
B.蛋白质泛素化的特异性主要与E2有关
C.真核细胞中蛋白质的水解可以发生在UPS和溶酶体中
D.UPS中，蛋白酶体具有催化功能
√
解析：据图可知，蛋白质的泛素化过程需要消耗ATP，A正确；异常蛋白的泛素化修饰过程特异性主要体现在对不同异常蛋白的作用，而对异常蛋白直接起作用的是E3，因此，蛋白质泛素化的特异性主要与E3有关，B错误；依题意，泛素—蛋白酶体系统(UPS)是真核细胞中一种异常蛋白降解途径，在真核细胞中，溶酶体也可以降解蛋白质，因此，真核细胞中蛋白质的水解可以发生在UPS和溶酶体中，C正确；据图可知，异常蛋白经泛素化修饰后转移至蛋白酶体后被降解成多肽，由此可知，在UPS中，蛋白酶体具有催化功能，D正确。
[易错提醒] 明辨蛋白质的盐析、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的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。
(3)水解：在蛋白酶等作用下，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。
主题研习（二）有关蛋白质结构的计算规律
题型(一) 氨基酸脱水缩合基本规律相关计算
[例1] 如图为由A、B、C三条链共81个氨基酸构成的胰岛素原，需切除C链才能成为有活性的胰岛素。
下列相关叙述错误的是( )
A.C链的切除需要消耗2分子的水
B.胰岛素原中至少含有1个游离的氨基
C.参与构成该蛋白质分子的氨基酸共有81个羧基
D.有活性的胰岛素分子中含有2条肽链、49个肽键
√
[解析] 由题图可知，C链分别以肽键与A、B链相连(30和31号氨基酸、60和61号氨基酸之间为肽键相连)，C链的切除需要消耗2分子的水，A正确；由题图可知，胰岛素原是一条肽链，所以至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，B正确；由题意分析可知，参与构成该蛋白质分子的氨基酸至少含有81个羧基，C错误；由题图分析可知，有活性的胰岛素分子是由51个氨基酸形成的2条肽链，形成的肽键数是49个，D正确。
1.蛋白质中游离氨基或羧基数的计算
(1)至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数；
(2)游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。
2.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
(1)肽键数=失去水分子数=氨基酸数-肽链数；
|认|知|生|成|
(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-脱去水分子数×18(不考虑形成二硫键)。假设氨基酸数为m，氨基酸平均相对分子质量为a，则有如下关系：
肽链数目 氨基酸数 肽键数目 脱去水 分子数 蛋白质相 对分子质量 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 m-n m-n am-18(m-n) 至少n个 至少n个
提醒：①环状肽特点是肽键数与氨基酸数相同，即肽键的数目=脱去的水分子的数目=氨基酸的数目。
②如果形成二硫键，需考虑每形成一个二硫键应去掉两个H原子。
[应用体验]
1.(2025·枣庄质检)如图所示，该蛋白质分子共由67个氨基酸构成，包括两条多肽链和一个环状肽。数字代表两条多肽链上氨基酸的起止数字，该蛋白质由二硫键(两个—SH形成—S—S—)相连，假设氨基酸的平均相对分子质量为a，下列说法错误的是( )
A.该蛋白质分子至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基
B.该蛋白质分子至少含有氧原子67个
C.该蛋白质分子含有肽键65个
D.该蛋白质的相对分子质量为67a-1 174
√
解析：环状肽可能没有游离的氨基和羧基，所以该蛋白质分子至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基，A正确；该蛋白质分子至少含有氧原子的数量为(18-1+2)+(14-1+2)+35=69个，B错误；该蛋白质共有肽键(32-2)+35=65个，C正确；一个蛋白质分子由两条多肽链(32个氨基酸)和一个环状肽(35个氨基酸)组成，且它们之间由二硫键(两个—SH形成—S—S—)相连，则该蛋白质的相对分子质量为(32+35)a-(65×18+2×2)=67a-1 174，D正确。
题型(二) 利用“原子守恒”计算蛋白质(多肽)中的原子数
[例2] 经测定，某多肽链分子式是C21HxOyN4S2，其中含有一个二硫键(—S—S—)。已知该多肽是由下列氨基酸中的其中几种作为原料合成的：苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列关于该多肽的叙述错误的是( )
A.该多肽水解后产生的氨基酸分别是苯丙氨酸、亮氨酸和天冬氨酸
B.该多肽中H原子数和O原子数分别是30和5
C.该多肽形成过程中至少需要3种tRNA
D.该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少了56
√
[解析] 多肽链分子式是C21HxOyN4S2，含有2个S原子，所以水解产物中有2个半胱氨酸。题中每个氨基酸中都只含有1个N原子，所以该多肽由三种氨基酸组成。根据C原子守恒，半胱氨酸含有3个C原子，所以另两个氨基酸共含有15个C原子，可知为苯丙氨酸和亮氨酸，A错误；该多肽形成过程中脱去3分子水、形成一个二硫键脱去2个H原子，所以该多肽中O原子数为8-3=5个，H原子数为38-6-2=30个，B正确；该多肽由3种氨基酸组成，形成过程中至少需要3种tRNA，C正确；该多肽形成时脱去3分子水和2个H原子，相对分子质量减少18×3+2=56，D正确。
|认|知|生|成|
氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。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，要失去部分氢原子和氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。多肽中的相关原子数量关系如下：
①碳原子数=氨基酸的个数×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-脱去的水分子数×2-二硫键数×2。
③氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去的水分子数。
④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。
提醒：由于R基上的碳原子数不容易确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数较为简便。
[应用体验]
2.(2025·丹东期中)有一条多肽链由14个氨基酸组成，分子式为CaHbOxNyS(y>14)，这条多肽链经过水解后的产物中有4种氨基酸：半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、赖氨酸(C6H14O2N2)。水解产物中赖氨酸的数目是( )
A.(x+13)/2个 B.(y-72)/7个
C.(a+13)/2个 D.(b-72)/7个
√
解析：该多肽链由14个氨基酸组成，则脱水缩合过程中脱去14-1=13个水分子。赖氨酸与其他几种氨基酸的不同在于含有14个H原子、2个N原子，其他几种氨基酸含有7个H原子、1个N原子，可根据H原子数目或N原子数目列方程求出赖氨酸数目。设该多肽链有m个赖氨酸，其他氨基酸数为14-m个，多肽链中有b个H，脱水缩合过程中脱去13个水分子即26个H原子，故根据H原子数目可以列出方程：7(14-m)+14m-13×2=b，解方程可得：m=(b-72)/7个。根据N原子数目列出方程：2m+(14-m)=y，解方程可得m=y-14。无法根据C原子、O原子数目求出赖氨酸数目，D正确。
题型(三) 多肽中除去氨基酸的有关计算
[例3] (2025·沈阳五校联考)某多肽含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氨基酸19个
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
[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错误。
|认|知|生|成|
(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。
(2)每水解1个肽键，则需要1分子水参与，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。
[应用体验]
3.已知某条肽链由88个氨基酸缩合而成，其中共有氨基6个，甲硫氨酸5个，且在肽链中的位置为3、25、56、78、82，甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS。以下叙述错误的是( )
①合成该多肽的氨基酸一定共有N原子94个 ②若去掉该多肽中的甲硫氨酸，生成的若干肽链中的肽键数目会减少10个 ③若去掉该多肽中的甲硫氨酸，生成的若干肽链中的氨基和羧基均分别增加5个 ④若去掉该多肽中的甲硫氨酸，生成的若干肽链中的O原子数目减少1个
A.①④ B.②③ C.①③ D.③④
√
解析：由于一个肽链中至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，现肽链中共有氨基6个，其中5个应位于R基上，所以合成该多肽的氨基酸共有N原子数目=88+5=93个，①错误；由题意知，若去掉该多肽中的甲硫氨酸需要水解掉10个肽键，形成5个甲硫氨酸和6个短肽，因此生成的若干肽链中的肽键数目会减少10个，②正确；由于甲硫氨酸的R基中没有氨基和羧基，去掉甲硫氨酸后，形成6个短肽和5个甲硫氨酸，肽链中的氨基数和羧基数各增加5个，③正确；如果去掉该多肽中的甲硫氨酸，要消耗10分子水，增加了10个氧原子，形成6个短肽和5个氨基酸，所以生成的若干肽链中的O原子数目的减少数=去掉多肽中的甲硫氨酸消耗的水分子数-5个甲硫氨酸分子中的氧原子数=10-5×2=0个，④错误。
主题研习（三）核酸的结构和功能及生物大分子
1.核酸的组成和结构
(1)核酸的结构层次
基础全面落实
磷酸
五碳糖
含氮碱基
(2)DNA和RNA的组成成分
①相同成分：含氮碱基__________和磷酸。
A、G、C
核糖
2.不同生物的核酸、碱基、核苷酸、遗传物质的归纳
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
病毒 DNA病毒 DNA _____ 4种 DNA
RNA病毒 RNA _____ 4种 RNA
DNA和RNA
5种
8种
4种
4种
3.核酸的功能与分布
遗传信息
拟核
4.DNA分子的特性
多样性 构成DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序是极其多样的，所以DNA分子具有多样性(没有种类和空间结构多样性，注意与蛋白质多样性的原因进行区别)
特异性 每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的数量和排列顺序是特定的，其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息
5.生物大分子以碳链为骨架
(1)组成多糖、蛋白质、核酸的基本单位分别是_____________________，这些基本单位称为______。生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。
(2)碳是“生命的核心元素”的原因是____________________________，每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。
单糖、氨基酸、核苷酸
单体
生物大分子以碳链为基本骨架
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)DNA指纹技术运用了个体遗传信息的特异性。 ( )
(2)蛋白质和DNA具有相同的空间结构，体内合成时都需要模板、能量和酶。 ( )
(3)人体细胞中储存遗传信息的物质是RNA。 ( )
(4)激素、糖原和脂肪都是生物大分子，都以碳链为基本骨架。 ( )
(5)碳链是各种生物大分子的结构基础，细胞中生物大分子的合成需要酶来催化。 ( )
√
×
×
×
√
2.事理分析
(1)(苏教版必修1 P26积极思维)某个核酸样品降解后得到碱基等成分，可从化学成分判断核酸的种类，原因是___________________
_____________________________________________________________________。
DNA和RNA含有的五碳糖分别是脱氧核糖和核糖，且两者含有的特有碱基分别是胸腺嘧啶和尿嘧啶
(2)(人教版必修1 P34“问题探讨”分析)DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息的原因是____________________________________________
_____________________________________。
(3)(人教版必修1 P35正文挖掘)核酸能够储存巨大数量的遗传信息的原因是__________________________________________________
_______________。
生物的遗传信息就储存在DNA分子中，而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列是特定的
核苷酸的排列顺序代表遗传信息，核酸中核苷酸的排列顺序千变万化
(4)(人教版必修1 P38“二、非选择题T3”解读)多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，试从组成二者单体种类的角度分析核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是的原因：________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
构成多糖的基本单位一般是葡萄糖，无论多少个葡萄糖构成多糖，它的顺序没有什么变化；而核酸是由核苷酸连接而成的长链，核酸分子中4种脱氧核苷酸(或核糖核苷酸)在数量、排列顺序上就会极其多样，它的信息容量自然就非常大，从而能够承担起携带遗传信息的功能
重难深化拓展
重难点(一) 蛋白质与核酸的关系
1.DNA、RNA和蛋白质三者间的内在关系
2.DNA、蛋白质和生物多样性的关系
√
[例1] 如图为C、H、O、N、P等元素构成大分子物质甲、乙、丙及结构丁的示意图。下列相关叙述错误的是 ( )
A.若图中物质甲能与碘液发生蓝色反应，则单体3为葡萄糖
B.若图中丁是核糖体，则单体1为氨基酸，单体2为核糖核苷酸
C.若图中丁能被碱性物质染成深色，则物质丙可控制物质乙的合成
D.物质甲、乙、丙为生物大分子，都有物种特异性
[解析] 若物质甲能与碘液发生蓝色反应，则其为淀粉，单体3为淀粉的组成单位——葡萄糖，A正确；若图中丁是核糖体，其由RNA和蛋白质构成，则单体1为氨基酸，单体2为核糖核苷酸，B正确；若图中丁能被碱性物质染成深色，则丁为染色体(质)，物质丙为DNA，物质乙为蛋白质，DNA可控制蛋白质的合成，C正确；若物质甲是多糖，则其没有物种特异性，D错误。
重难点(二) 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 脱氧核苷酸 脱氧核糖、碱基、磷酸
RNA 核糖核苷酸 核糖、碱基、磷酸
蛋白质 主要是多肽 氨基酸
淀粉 主要是麦芽糖 葡萄糖
[例2] (2023·全国乙卷，改编)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。根据表中信息，下列叙述错误的是 ( )
单体 连接键 生物大分子 检测试剂或染色剂
葡萄糖 — ① —
② ③ 蛋白质 ④
⑤ — 核酸 —
√
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，与蛋白质反应呈紫色
[解析] 淀粉、糖原均是生物大分子，均由葡萄糖聚合而成，A正确；蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子，连接两个氨基酸分子的化学键为肽键，核苷酸聚合形成核酸，故⑤是核苷酸，B错误；②和⑤分别是氨基酸、核苷酸，二者均含有C、H、O、N元素，C正确；可用双缩脲试剂检测蛋白质，与蛋白质反应呈紫色，D正确。
考向精细研究
√
题点(一) 核酸的结构、功能及其与蛋白质的关系
1.(2025年1月·八省联考四川卷)下列关于细胞内糖类、蛋白质和核酸的叙述中，正确的是( )
A.糖类、蛋白质和核酸都是细胞内重要的生物大分子
B.核酸经酶分解后得到含A、T、G、C碱基的四种核苷酸
C.由mRNA全长序列可知其编码蛋白质的氨基酸序列
D.淀粉酶是在淀粉的生物合成过程中起催化作用的蛋白质
解析：多糖、蛋白质和核酸都是细胞内重要的生物大分子，糖类中的单糖和二糖不是生物大分子，A错误；核酸包括DNA和RNA，只有DNA经酶分解后可得到含A、T、G、C碱基的四种核苷酸，B错误；由mRNA全长序列可根据碱基互补配对原则和密码子表推测其编码蛋白质的氨基酸序列，C正确；淀粉合成酶是在淀粉的生物合成过程中起催化作用的蛋白质，淀粉酶是使淀粉发生水解的酶，D错误。
2.下图表示人体内某些化合物的形成和在细胞中的分布，下列叙述正确的是 ( )
A.小分子B合成单体C1和C2的过程是放能反应
B.D、E形成的杂合双链片段可在细胞核、线粒体、核糖体中出现
C.物质D的空间结构改变，其功能一定发生不可逆改变
D.在吞噬细胞中，可发生D→C1、E→C2的反应
√
解析：小分子B合成单体C1和C2的过程是吸能反应，A错误；D(DNA)、E(RNA)形成的杂合双链片段通常会在转录的过程中出现，转录以DNA的一条链为模板，核糖体中无DNA，因此该过程不在核糖体中出现，B错误；DNA分子复制、转录时均需要解旋，均会改变双螺旋结构，但其功能没有发生不可逆改变，C错误；吞噬细胞消化抗原，可发生DNA、RNA的水解，D正确。
题点(二) 以碳链为骨架的生物大分子
3.(2025·汕头模拟)下列关于生物大分子的叙述，错误的是( )
A.内质网、叶绿体、细胞核中均含有生物大分子
B.生物大分子中均含有C、H、O、N元素
C.转录、翻译、光合作用都可以产生生物大分子
D.合成生物大分子的过程中可以产生水
√
解析：内质网、叶绿体、细胞核中均含有蛋白质，蛋白质属于生物大分子，A正确；生物大分子中均含有的元素是C、H、O，B错误；转录产生RNA，翻译产生蛋白质，光合作用可合成淀粉，C正确；氨基酸、葡萄糖以及核苷酸分别在合成蛋白质、多糖以及核酸的过程中产生水，D正确。
4.(2025·长春模拟)下图表示某种生物大分子的局部结构示意图，相关判断正确的是 ( )
A.若该图表示蛋白质局部结构示意图，则1表示“—CO—NH—”
B.若该图表示蛋白质局部结构示意图，则3中可能存在“—COOH”
C.若该图表示DNA局部结构示意图，则1为磷酸，2为脱氧核糖
D.若该图表示RNA局部结构示意图，则3可能表示尿嘧啶核糖核苷
√
解析：若该图表示蛋白质局部结构示意图，则1表示C，2可表示“—CO—NH—”，A错误；若该图表示蛋白质局部结构示意图，则3表示R基团，则其中可能存在“—COOH”，B正确；若该图表示DNA局部结构示意图，则1为脱氧核糖，2为磷酸，C错误；若该图表示RNA局部结构示意图，则3可能表示尿嘧啶，D错误。
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一、选择题
1.(2025·桂林月考)氨基酸在生物体内有重要的作用。下列有关氨基酸的叙述，错误的是( )
A.人体肝脏内某些氨基酸可由糖类转化形成
B.植物体内的色氨酸经一系列反应可形成生长素
C.基因突变必然导致蛋白质的氨基酸序列改变
D.氨基酸能作为信息分子参与细胞间的信息交流
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解析：人体肝脏内糖类可转化形成某些氨基酸，A正确；在植物体内，色氨酸经过一系列的反应可转化为生长素，B正确；若基因中某一碱基发生替换，不一定导致蛋白质的氨基酸序列改变，原因是密码子具有简并性，C错误；突触前膜通过胞吐将神经递质释放到突触间隙中，作为信息分子参与细胞间的信息交流，其中有氨基酸类的神经递质，如谷氨酸、天冬氨酸等，D正确。
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2.(2024·保定二模)蛋白质是生命活动的主要承担者，下列生理活动中没有蛋白质直接参与的是 ( )
A.水分子进入肾小管和集合管的过程
B.组织液中的CO2通过毛细血管壁进入血液
C.血液中的O2通过红细胞运输到组织细胞
D.LDL(低密度脂蛋白)通过胞吞进入细胞
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解析：水分子可借助水通道蛋白进入肾小管和集合管，水通道蛋白是蛋白质，A不符合题意；组织液中的CO2通过毛细血管壁进入血液为自由扩散，不需要载体，与蛋白质无直接关系，B符合题意；血液中的O2通过红细胞运输到组织细胞，需要血红蛋白的参与，与蛋白质有关，C不符合题意；LDL(低密度脂蛋白)通过胞吞进入细胞与细胞膜表面的蛋白质有关，D不符合题意。
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3.(2025·成都质检)“三千年成都，两千年蜀锦”，蜀锦作为中国四大名锦之一，以其独特的工艺和绚丽的色彩而闻名。蜀锦在织造过程中多使用染色后的熟蚕丝线，蚕丝线的主要成分是蚕丝蛋白。下列叙述正确的是 ( )
A.蚕丝蛋白中的氮元素主要存在于游离的氨基中
B.生蚕丝线煮制为熟蚕丝线后肽键几乎全部破坏
C.蚕丝蛋白基因是由两条脱氧核苷酸链构成的
D.蚕丝蛋白基因中含有腺嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶
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解析：蚕丝蛋白中的氮元素主要存在于“—CO—NH—”中，A错误；生蚕丝线煮制为熟蚕丝线后空间结构被破坏，但肽键一般不会被破坏，B错误；蚕丝蛋白基因是有遗传效应的DNA片段，由两条脱氧核苷酸链构成的，含有腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶和鸟嘌呤，C正确，D错误。
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4.(2024·南充三模)如图为某同学构建的元素与化合物概念图，其中x、y代表元素，a、b、c代表小分子物质，A、B、C为对应的大分子物质，E为另一种化合物。据图分析下列说法正确的是 ( )
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A.若A是植物细胞内特有的储能物质，则A是纤维素和淀粉
B.若B是细胞内含量最多的有机化合物，则x可代表P元素
C.若c是脱氧核苷酸，则C是各种生物的遗传物质
D.若E是脂肪，其分布在内脏器官周围具有缓冲和减压的作用
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解析：植物细胞中特有的储能物质是淀粉，纤维素是植物细胞壁的成分，不是其储能物质，A错误；细胞内含量最多的有机化合物是蛋白质，蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N，若B是细胞内含量最多的有机化合物，则x可代表N元素，B错误；脱氧核苷酸是DNA的基本单位，但DNA并非所有生物的遗传物质，C错误；分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲和减压的作用，D正确。
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5.(2025·眉山一模)乳铁蛋白是牛乳中的主要乳清蛋白，乳铁蛋白中的铁元素以一种特殊的方式结合在蛋白质分子中。乳铁蛋白能满足婴幼儿对铁和蛋白质的需求，在调制牛乳时通常需要控制水温，以保证牛乳的营养价值。下列有关叙述正确的是 ( )
A.使用双缩脲试剂可以检测牛乳中乳铁蛋白的含量
B.构成乳铁蛋白的部分氨基酸，其R基含铁元素
C.牛乳不宜用沸水调制的原因是高温会使蛋白质加速分解
D.牛乳的营养价值与其所含必需氨基酸的种类和数量有关
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解析：双缩脲试剂能检测牛乳中是否存在蛋白质，但不能检测含量，且乳铁蛋白只是牛奶中多种蛋白的一种，A错误;由题目可知，乳铁蛋白中的铁元素以一种特殊的方式结合在蛋白质分子中，说明铁元素没有位于R基上，B错误;沸水会破坏蛋白质的空间结构，使蛋白质变性，蛋白酶才能促进蛋白质分解，C错误;必需氨基酸的种类越丰富、数量越多的牛乳营养价值越高，D正确。
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6.(2024·石家庄期末)科学家探明核酸由碱基、五碳糖和磷酸组成，并指出这三者组成了核苷酸，核苷酸是核酸的基本组成单位。下列有关说法错误的是 ( )
A.HIV(人类免疫缺陷病毒)的核酸有1种，含氮碱基有4种
B.大肠杆菌细胞中核酸有2种，核苷酸有5种
C.骨骼肌细胞中含氮碱基有5种，核苷酸有8种
D.小球藻细胞中组成核酸的五碳糖有2种，核酸有2种
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解析：HIV的核酸有1种(RNA)，含氮碱基有4种(A、U、G、C)，A正确；大肠杆菌细胞中核酸有2种(RNA和DNA)，核苷酸有8种(4种核糖核苷酸和4种脱氧核苷酸)，B错误；骨骼肌细胞中含氮碱基有5种(A、U、G、C、T)，核苷酸有8种(4种核糖核苷酸和4种脱氧核苷酸)，C正确；小球藻细胞中组成核酸的五碳糖有2种(核糖和脱氧核糖)，核酸有2种(DNA和RNA)，D正确。
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7.(2025·咸阳模拟)长链非编码RNA(LncRNA)作为DNA的转录产物之一，参与诸多重要细胞生命活动进程，包括细胞周期、代谢增殖等，且在肿瘤发展中发挥重要调控功能。下列相关叙述正确的是 ( )
A.细胞核中含有DNA和RNA两类核酸
B.DNA和LncRNA分子中所含的元素一定不同
C.LncRNA分子被彻底水解后产生6种有机物
D.LncRNA中所含的五碳糖可作为能源物质
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解析：细胞核中含有DNA、RNA两类核酸，A正确；DNA和LncRNA的组成元素都是C、H、O、N、P，B错误；LncRNA分子被彻底水解后产生6种化合物，其中核糖、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶5种物质是有机物，C错误；LncRNA中所含的五碳糖为核糖，核糖和脱氧核糖在细胞内主要作为RNA、DNA的组成成分，不为细胞代谢提供能量，D错误。
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8.(2025·合肥质检)三毛金藻是一种引起鱼类死亡的真核水生植物。研究人员在研究三毛金藻如何产生导致大量鱼类死亡的毒素时，发现了一种由45 212个氨基酸组成的蛋白质(PKZILLA-1)，其编码基因达到137 000个碱基对。下列相关分析正确的是 ( )
A.PKZILLA-1是三毛金藻活细胞内含量最多的化合物
B.PKZILLA-1、DNA、RNA都是由单体构成的多聚体
C.三毛金藻细胞中的PKZILLA-1的结构具有多样性
D.编码PKZILLA-1的基因位于三毛金藻细胞的拟核区DNA上
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解析：三毛金藻活细胞内含量最多的化合物是水，A错误；蛋白质、DNA和RNA都属于生物大分子，都是由许多单体构成的多聚体，B正确；PKZILLA-1是一种特定蛋白质，故其结构只有一种，C错误；三毛金藻属于真核生物，没有拟核，D错误。
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9.(2025·保定期中)细胞中化合物a与化合物b生成化合物(或结构)d的过程如图所示，其中c表示化学键。下列相关叙述错误的是 ( )
A.若a为葡萄糖，b为果糖，则d可表示蔗糖
B.若a、b为两条肽链，d为胰岛素，则c可能是二硫键
C.若a为腺嘌呤脱氧核苷酸，b为胸腺嘧啶脱氧核苷酸，则c一定为氢键
D.若a为ADP，b为磷酸，则c断裂时，末端磷酸基团会脱离下来
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解析：一分子葡萄糖和一分子果糖脱水缩合形成蔗糖，A正确;若a、b为两条肽链，d为胰岛素，两条肽链间可通过二硫键形成一定的空间结构，则c可能为二硫键，B正确;若a为腺嘌呤脱氧核苷酸，b为胸腺嘧啶脱氧核苷酸，则c可能为磷酸二酯键，C错误;若a为ADP，b为磷酸，则c为特殊化学键，水解时末端磷酸基团会挟能量转移，D正确。
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10.(2024·重庆三模)如图表示组成细胞的元素、化合物及其作用，a、b、c、d代表小分子物质，A、B、C代表大分子物质，下列叙述正确的有( )
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①物质A是淀粉，在动物细胞内与其具有相似功能的物质是糖原 ②物质a、b、c分别为葡萄糖、氨基酸、脱氧核糖 ③物质a、b、c、d进入细胞时分别需要不同的载体的协助，并消耗ATP ④若构成两个大分子物质B的小分子物质b的种类和数量相同，则这两个大分子物质B一定相同
A.0项 B.1项 C.2项 D.3项
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解析：A是植物细胞的大分子储能物质，因此A是淀粉，在动物细胞内与其具有相似功能的物质是糖原，①正确；c是DNA的基本组成单位脱氧核糖核苷酸，不是脱氧核糖，②错误；物质a、b、c、d进入细胞时不一定需要载体和能量，如d是性激素(雄激素)，进入细胞的方式是自由扩散，不需要能量和载体，③错误；氨基酸种类和数量相同的蛋白质可能由于氨基酸的排列顺序或蛋白质空间结构的不同而不同，若构成两个大分子物质B的小分子物质b的种类和数量相同，则这两个大分子物质B可能相同，也可能不同，④错误。
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二、非选择题(除特别注明外，每空1分)
11.(8分)(2025·汕头阶段测)下图甲、乙、丙分别表示生物体内的生物大分子的部分结构模式图，请回答下列问题：
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(1)甲图中，三种物质基本单位均为________，其中存在于动物细胞中并能调节血糖含量的是 ；这三种物质中，在功能上与另外两种截然不同的是_________。
解析：甲图表示的是多糖，三种物质
基本单位均为葡萄糖。动物细胞中能调节
血糖含量的多糖是糖原。在这三种物质中，
纤维素主要构成植物细胞壁，在功能上与
糖原和淀粉截然不同。
葡萄糖
糖原
纤维素
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(2)图乙中，①所代表碱基的中文名称是 ，嘌呤与嘧啶的数量比为 。某同学认定该模型表示的生物大分子是DNA，其判断依据是碱基中 。
解析：图乙中，①所代表碱基的中文
名称是胞嘧啶。在DNA分子中，嘌呤与
嘧啶的数量比为1∶1。判断该模型表示
DNA的依据是碱基中不含碱基U而含有碱基T。
胞嘧啶
1∶1
不含碱基U而含有碱基T
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(3)图丙中，①表示氨基酸经 反应形成多肽链的过程。若氨基酸的平均相对分子质量为r，通过化学反应形成m条肽链，再经盘曲折叠构成相对分子质量为n的蛋白质，则该蛋白质中的肽键数目是_____________(用代数式表示)。
脱水缩合
(n-rm)/(r-18)
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解析：图丙中，①表示氨基酸经脱水缩合反应形成多肽链的过程。设肽键数目为x，则氨基酸的数目为x+m，根据蛋白质相对分子质量=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数目-水相对分子质量×肽键数目，可得n=r(x+m)-18x，化简可得x=(n-rm)/(r-18)。
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12.(10分)(2025·安康期中)研究发现，赖氨酸在人体的生长发育和免疫调节中起着无可替代的作用。普通玉米种子中赖氨酸的含量较低，其原因是赖氨酸合成过程中的关键酶——酶S的活性受赖氨酸含量的影响较大，当赖氨酸达到一定量时就会抑制酶S的活性。请回答下列问题：
(1)在人体中，赖氨酸属于 (填“必需”或“非必需”)氨基酸。
解析：赖氨酸属于人体必需氨基酸。
必需
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(2)人体细胞中含量最多的有机化合物是_______，基因在控制该类物质合成的过程中，消耗的物质有__________________________ (答出三种，2分)等。
解析：人体细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质，基因控制蛋白质的合成的过程中，需要消耗核糖核苷酸、氨基酸和ATP。
蛋白质
核糖核苷酸、氨基酸和ATP
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(3)研究人员从玉米细胞中提取出了酶S，其化学本质是蛋白质。请设计一个简单的实验验证酶S的化学本质，要求写出实验设计思路及实验结果。
实验设计思路：_____________________________________________
_______________________________________(2分)。
实验结果： (3分)。
将酶S溶解于水中，取适量样液加入试管中，加入双缩脲试剂，摇匀，观察是否产生紫色反应
试管内产生紫色反应
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解析：酶S的化学本质是蛋白质，蛋白质的检测使用双缩脲试剂，实验设计思路：将酶S溶解于水中，取适量样液加入试管中，加入适量双缩脲试剂摇匀，观察是否产生紫色反应；若试管内产生紫色反应，说明酶S的化学本质是蛋白质。
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(4)从机体生命活动调节中信号分子的角度分析，赖氨酸在人体的生长发育和免疫调节中起着无可替代的作用，可能是由于赖氨酸是_____________等的必要组成成分。
解析：从机体生命活动调节中信号分子的角度分析，赖氨酸在人体的生长发育和免疫调节中起着无可替代的作用，可能是由于赖氨酸是激素、抗体的必要组成部分。
激素和抗体课时跟踪检测(三) 蛋白质和核酸
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一、选择题
1.(2025·桂林月考)氨基酸在生物体内有重要的作用。下列有关氨基酸的叙述,错误的是 ( )
A.人体肝脏内某些氨基酸可由糖类转化形成
B.植物体内的色氨酸经一系列反应可形成生长素
C.基因突变必然导致蛋白质的氨基酸序列改变
D.氨基酸能作为信息分子参与细胞间的信息交流
2.(2024·保定二模)蛋白质是生命活动的主要承担者,下列生理活动中没有蛋白质直接参与的是 ( )
A.水分子进入肾小管和集合管的过程
B.组织液中的CO2通过毛细血管壁进入血液
C.血液中的O2通过红细胞运输到组织细胞
D.LDL(低密度脂蛋白)通过胞吞进入细胞
3.(2025·成都质检)“三千年成都,两千年蜀锦”,蜀锦作为中国四大名锦之一,以其独特的工艺和绚丽的色彩而闻名。蜀锦在织造过程中多使用染色后的熟蚕丝线,蚕丝线的主要成分是蚕丝蛋白。下列叙述正确的是 ( )
A.蚕丝蛋白中的氮元素主要存在于游离的氨基中
B.生蚕丝线煮制为熟蚕丝线后肽键几乎全部破坏
C.蚕丝蛋白基因是由两条脱氧核苷酸链构成的
D.蚕丝蛋白基因中含有腺嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶
4.(2024·南充三模)如图为某同学构建的元素与化合物概念图,其中x、y代表元素,a、b、c代表小分子物质,A、B、C为对应的大分子物质,E为另一种化合物。据图分析下列说法正确的是 ( )
A.若A是植物细胞内特有的储能物质,则A是纤维素和淀粉
B.若B是细胞内含量最多的有机化合物,则x可代表P元素
C.若c是脱氧核苷酸,则C是各种生物的遗传物质
D.若E是脂肪,其分布在内脏器官周围具有缓冲和减压的作用
5.(2025·眉山一模)乳铁蛋白是牛乳中的主要乳清蛋白,乳铁蛋白中的铁元素以一种特殊的方式结合在蛋白质分子中。乳铁蛋白能满足婴幼儿对铁和蛋白质的需求,在调制牛乳时通常需要控制水温,以保证牛乳的营养价值。下列有关叙述正确的是 ( )
A.使用双缩脲试剂可以检测牛乳中乳铁蛋白的含量
B.构成乳铁蛋白的部分氨基酸,其R基含铁元素
C.牛乳不宜用沸水调制的原因是高温会使蛋白质加速分解
D.牛乳的营养价值与其所含必需氨基酸的种类和数量有关
6.(2024·石家庄期末)科学家探明核酸由碱基、五碳糖和磷酸组成,并指出这三者组成了核苷酸,核苷酸是核酸的基本组成单位。下列有关说法错误的是 ( )
A.HIV(人类免疫缺陷病毒)的核酸有1种,含氮碱基有4种
B.大肠杆菌细胞中核酸有2种,核苷酸有5种
C.骨骼肌细胞中含氮碱基有5种,核苷酸有8种
D.小球藻细胞中组成核酸的五碳糖有2种,核酸有2种
7.(2025·咸阳模拟)长链非编码RNA(LncRNA)作为DNA的转录产物之一,参与诸多重要细胞生命活动进程,包括细胞周期、代谢增殖等,且在肿瘤发展中发挥重要调控功能。下列相关叙述正确的是 ( )
A.细胞核中含有DNA和RNA两类核酸
B.DNA和LncRNA分子中所含的元素一定不同
C.LncRNA分子被彻底水解后产生6种有机物
D.LncRNA中所含的五碳糖可作为能源物质
8.(2025·合肥质检)三毛金藻是一种引起鱼类死亡的真核水生植物。研究人员在研究三毛金藻如何产生导致大量鱼类死亡的毒素时,发现了一种由45 212个氨基酸组成的蛋白质(PKZILLA 1),其编码基因达到137 000个碱基对。下列相关分析正确的是 ( )
A.PKZILLA 1是三毛金藻活细胞内含量最多的化合物
B.PKZILLA 1、DNA、RNA都是由单体构成的多聚体
C.三毛金藻细胞中的PKZILLA 1的结构具有多样性
D.编码PKZILLA 1的基因位于三毛金藻细胞的拟核区DNA上
9.(2025·保定期中)细胞中化合物a与化合物b生成化合物(或结构)d的过程如图所示,其中c表示化学键。下列相关叙述错误的是 ( )
A.若a为葡萄糖,b为果糖,则d可表示蔗糖
B.若a、b为两条肽链,d为胰岛素,则c可能是二硫键
C.若a为腺嘌呤脱氧核苷酸,b为胸腺嘧啶脱氧核苷酸,则c一定为氢键
D.若a为ADP,b为磷酸,则c断裂时,末端磷酸基团会脱离下来
10.(2024·重庆三模)如图表示组成细胞的元素、化合物及其作用,a、b、c、d代表小分子物质,A、B、C代表大分子物质,下列叙述正确的有 ( )
①物质A是淀粉,在动物细胞内与其具有相似功能的物质是糖原 ②物质a、b、c分别为葡萄糖、氨基酸、脱氧核糖 ③物质a、b、c、d进入细胞时分别需要不同的载体的协助,并消耗ATP ④若构成两个大分子物质B的小分子物质b的种类和数量相同,则这两个大分子物质B一定相同
A.0项 B.1项
C.2项 D.3项
二、非选择题(除特别注明外,每空1分)
11.(8分)(2025·汕头阶段测)下图甲、乙、丙分别表示生物体内的生物大分子的部分结构模式图,请回答下列问题:
(1)甲图中,三种物质基本单位均为 ,其中存在于动物细胞中并能调节血糖含量的是 ;这三种物质中,在功能上与另外两种截然不同的是 。
(2)图乙中,①所代表碱基的中文名称是 ,嘌呤与嘧啶的数量比为 。某同学认定该模型表示的生物大分子是DNA,其判断依据是碱基中 。
(3)图丙中,①表示氨基酸经 反应形成多肽链的过程。若氨基酸的平均相对分子质量为r,通过化学反应形成m条肽链,再经盘曲折叠构成相对分子质量为n的蛋白质,则该蛋白质中的肽键数目是 (用代数式表示)。
12.(10分)(2025·安康期中)研究发现,赖氨酸在人体的生长发育和免疫调节中起着无可替代的作用。普通玉米种子中赖氨酸的含量较低,其原因是赖氨酸合成过程中的关键酶——酶S的活性受赖氨酸含量的影响较大,当赖氨酸达到一定量时就会抑制酶S的活性。请回答下列问题:
(1)在人体中,赖氨酸属于 (填“必需”或“非必需”)氨基酸。
(2)人体细胞中含量最多的有机化合物是 ,基因在控制该类物质合成的过程中,消耗的物质有 (答出三种,2分)等。
(3)研究人员从玉米细胞中提取出了酶S,其化学本质是蛋白质。请设计一个简单的实验验证酶S的化学本质,要求写出实验设计思路及实验结果。
实验设计思路: (2分)。
实验结果:
(3分)。
(4)从机体生命活动调节中信号分子的角度分析,赖氨酸在人体的生长发育和免疫调节中起着无可替代的作用,可能是由于赖氨酸是 等的必要组成成分。
课时跟踪检测(三)
1．选C 人体肝脏内糖类可转化形成某些氨基酸，A正确；在植物体内，色氨酸经过一系列的反应可转化为生长素，B正确；若基因中某一碱基发生替换，不一定导致蛋白质的氨基酸序列改变，原因是密码子具有简并性，C错误；突触前膜通过胞吐将神经递质释放到突触间隙中，作为信息分子参与细胞间的信息交流，其中有氨基酸类的神经递质，如谷氨酸、天冬氨酸等，D正确。
2．选B 水分子可借助水通道蛋白进入肾小管和集合管，水通道蛋白是蛋白质，A不符合题意；组织液中的CO2通过毛细血管壁进入血液为自由扩散，不需要载体，与蛋白质无直接关系，B符合题意；血液中的O2通过红细胞运输到组织细胞，需要血红蛋白的参与，与蛋白质有关，C不符合题意；LDL(低密度脂蛋白)通过胞吞进入细胞与细胞膜表面的蛋白质有关，D不符合题意。
3．选C 蚕丝蛋白中的氮元素主要存在于“—CO—NH—”中，A错误；生蚕丝线煮制为熟蚕丝线后空间结构被破坏，但肽键一般不会被破坏，B错误；蚕丝蛋白基因是有遗传效应的DNA片段，由两条脱氧核苷酸链构成的，含有腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶和鸟嘌呤，C正确，D错误。
4．选D 植物细胞中特有的储能物质是淀粉，纤维素是植物细胞壁的成分，不是其储能物质，A错误；细胞内含量最多的有机化合物是蛋白质，蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N，若B是细胞内含量最多的有机化合物，则x可代表N元素，B错误；脱氧核苷酸是DNA的基本单位，但DNA并非所有生物的遗传物质，C错误；分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲和减压的作用，D正确。
5．选D 双缩脲试剂能检测牛乳中是否存在蛋白质，但不能检测含量，且乳铁蛋白只是牛奶中多种蛋白的一种，A错误；由题目可知，乳铁蛋白中的铁元素以一种特殊的方式结合在蛋白质分子中，说明铁元素没有位于R基上，B错误；沸水会破坏蛋白质的空间结构，使蛋白质变性，蛋白酶才能促进蛋白质分解，C错误；必需氨基酸的种类越丰富、数量越多的牛乳营养价值越高，D正确。
6．选B HIV的核酸有1种(RNA)，含氮碱基有4种(A、U、G、C)，A正确；大肠杆菌细胞中核酸有2种(RNA和DNA)，核苷酸有8种(4种核糖核苷酸和4种脱氧核苷酸)，B错误；骨骼肌细胞中含氮碱基有5种(A、U、G、C、T)，核苷酸有8种(4种核糖核苷酸和4种脱氧核苷酸)，C正确；小球藻细胞中组成核酸的五碳糖有2种(核糖和脱氧核糖)，核酸有2种(DNA和RNA)，D正确。
7．选A 细胞核中含有DNA、RNA两类核酸，A正确；DNA和LncRNA的组成元素都是C、H、O、N、P，B错误；LncRNA分子被彻底水解后产生6种化合物，其中核糖、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶5种物质是有机物，C错误；LncRNA中所含的五碳糖为核糖，核糖和脱氧核糖在细胞内主要作为RNA、DNA的组成成分，不为细胞代谢提供能量，D错误。
8．选B 三毛金藻活细胞内含量最多的化合物是水，A错误；蛋白质、DNA和RNA都属于生物大分子，都是由许多单体构成的多聚体，B正确；PKZILLA 1是一种特定蛋白质，故其结构只有一种，C错误；三毛金藻属于真核生物，没有拟核，D错误。
9．选C 一分子葡萄糖和一分子果糖脱水缩合形成蔗糖，A正确；若a、b为两条肽链，d为胰岛素，两条肽链间可通过二硫键形成一定的空间结构，则c可能为二硫键，B正确；若a为腺嘌呤脱氧核苷酸，b为胸腺嘧啶脱氧核苷酸，则c可能为磷酸二酯键，C错误；若a为ADP，b为磷酸，则c为特殊化学键，水解时末端磷酸基团会挟能量转移，D正确。
10．选B A是植物细胞的大分子储能物质，因此A是淀粉，在动物细胞内与其具有相似功能的物质是糖原，①正确；c是DNA的基本组成单位脱氧核糖核苷酸，不是脱氧核糖，②错误；物质a、b、c、d进入细胞时不一定需要载体和能量，如d是性激素(雄激素)，进入细胞的方式是自由扩散，不需要能量和载体，③错误；氨基酸种类和数量相同的蛋白质可能由于氨基酸的排列顺序或蛋白质空间结构的不同而不同，若构成两个大分子物质B的小分子物质b的种类和数量相同，则这两个大分子物质B可能相同，也可能不同，④错误。
11．解析：(1)甲图表示的是多糖，三种物质基本单位均为葡萄糖。动物细胞中能调节血糖含量的多糖是糖原。在这三种物质中，纤维素主要构成植物细胞壁，在功能上与糖原和淀粉截然不同。
(2)图乙中，①所代表碱基的中文名称是胞嘧啶。在DNA分子中，嘌呤与嘧啶的数量比为1∶1。判断该模型表示DNA的依据是碱基中不含碱基U而含有碱基T。
(3)图丙中，①表示氨基酸经脱水缩合反应形成多肽链的过程。设肽键数目为x，则氨基酸的数目为x＋m，根据蛋白质相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数目－水相对分子质量×肽键数目，可得n＝r(x＋m)－18x，化简可得x＝(n－rm)/(r－18)。
答案：(1)葡萄糖 糖原 纤维素 (2)胞嘧啶 1∶1 不含碱基U而含有碱基T (3)脱水缩合 (n－rm)/(r－18)
12．解析：(1)赖氨酸属于人体必需氨基酸。
(2)人体细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质，基因控制蛋白质的合成的过程中，需要消耗核糖核苷酸、氨基酸和ATP。
(3)酶S的化学本质是蛋白质，蛋白质的检测使用双缩脲试剂，实验设计思路：将酶S溶解于水中，取适量样液加入试管中，加入适量双缩脲试剂摇匀，观察是否产生紫色反应；若试管内产生紫色反应，说明酶S的化学本质是蛋白质。
(4)从机体生命活动调节中信号分子的角度分析，赖氨酸在人体的生长发育和免疫调节中起着无可替代的作用，可能是由于赖氨酸是激素、抗体的必要组成部分。
答案：(1)必需 (2)蛋白质 核糖核苷酸、氨基酸和ATP (3)将酶S溶解于水中，取适量样液加入试管中，加入双缩脲试剂，摇匀，观察是否产生紫色反应 试管内产生紫色反应 (4)激素和抗体
