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第3讲 蛋白质和核酸
【课标要求】 1.以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。2.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形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成。3.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。
考点一
01
考点一 蛋白质是生命活动的主要承担者
1．蛋白质的功能[连一连]
2．蛋白质的结构
(1)组成蛋白质的氨基酸及其种类。
①元素组成：主要为______________，有的含S、Fe等。
②
③
C、H、O、N
氨基
羧基
非必需氨基酸
必需氨基酸
④“二看法”判断组成蛋白质的氨基酸。
(2)氨基酸的脱水缩合。
①过程 Ⅰ 名称：________，场所：______。
②物质Ⅱ：____。
③结构Ⅲ：____。
④H2O中H的来源：__________________________；O来源于____。
脱水缩合
核糖体
二肽
肽键
一个来自氨基，一个来自羧基
羧基
脱水缩合
肽链
排列顺序
空间结构
[教材命题点思考]
1．2022年3月，一篇熟鸡蛋返生孵小鸡的论文引发网络关注。央视评论：“侮辱性很强，伤害性极大。”
(1)熟鸡蛋无法返生的原因是什么？
提示：高温会破坏蛋白质的空间结构，使蛋白质变性，且该过程是不可逆的。
(2)在鸡蛋清中加入食盐析出白色絮状物，兑水后絮状物消失，这一现象说明了什么？相对于生鸡蛋，煮熟的鸡蛋更容易消化，原因是什么？
提示：盐析过程中蛋白质的空间结构没有发生变化。煮鸡蛋的过程中，高温使蛋白质变性，蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
(3)经常食用鸡蛋、牛奶、大豆制品，人体一般就不会缺乏必需氨基酸。必需氨基酸是指____________________________________________________
________________________________________________________________。
提示：人体需要但自身不能合成，必须从外界获取的氨基酸
(4)高温加热后，蛋白质用双缩脲试剂检验________(填“能”或“不能”)发生紫色反应。双缩脲试剂的使用方法是
_____________________________________________________________。
能
先加双缩脲试剂A液(NaOH溶液)，再加双缩脲试剂B液(CuSO4溶液)
[模型命题点思考]
2．图甲为有关蛋白质分子的简要概念图；图乙中的①②③分别表示生物体内的三个生理过程，其中A、B、C分别代表三种物质。请回答下列问题：
(1)图甲中c的化学键名称为________，
由b形成多肽的方式为_________。
(2)d表示的含义是_______________。
(3)图乙中①②③分别体现了蛋白质怎样的功能？
肽键
脱水缩合
功能多样性
提示：催化功能、运输功能、免疫功能。
1．常考蛋白质的分布和功能
2．蛋白质的相关计算
(1)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。
②游离氨基或羧基数目＝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、肽键数和脱去水分子数的关系。
①肽键数＝脱去水分子数＝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)。
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(羧
基)数目
1条 m m－1 m－1 am－
18(m－1) 至少1个
n条 m m－n m－n am－
18(m－n) 至少n个
注：假设氨基酸平均相对分子质量为a。
√
1．(2023·海南选择考)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
解析：蛋白质的基本组成单位都是氨基酸，A项错误；肽链是由氨基酸通过肽键连接而成的，B项正确；蛋白质彻底水解的产物为氨基酸，无肽键，不能与双缩脲试剂发生紫色反应，C项错误；高温可破坏蛋白质的空间结构，但不改变其化学组成，D项错误。
√
2．已知21种氨基酸的平均相对分子质量是128，现有一蛋白质分子由3条肽链组成，在肽链形成空间结构时，产生了4个二硫键(—SH＋—SH→—S—S—＋2H)，共有肽键97个，此蛋白质分子的相对分子质量最接近( )
A．11 046 B．11 060
C．12 800 D．12 280
解析：蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的，不考虑其他化学键变化时，此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－脱去的水分子数×水的相对分子质量＝(97＋3)×128－97×18＝11 054。由于在肽链形成空间结构时生成了4个二硫键，失去H原子数＝2×4＝8(个)，所以此蛋白质的相对分子质量＝11 054－8＝11 046。
√
3．(2025·佛山高三检测)牛胰核糖核酸酶(RNaseA)是由124个氨基酸脱水缩合形成的一条肽链构成的，在特定条件下其空间结构能够发生如下图所示变化。下列叙述正确的是( )
A．RNaseA在上述条件下的变性是不可逆的
B．RNaseA的活性与其空间结构有关
C．变性的RNaseA与双缩脲试剂不发生紫色反应
D．RNaseA适合保存在低温、低pH条件下
解析：据图可知，通过去除尿素和β-巯基乙醇，在空气中氧化，RNaseA可以恢复活性，故RNaseA在题述条件下的变性是可逆的，A项错误；生物分子结构与功能相适应，RNaseA的活性与其空间结构有关，B项正确；变性的RNaseA含有肽键，与双缩脲试剂可以发生紫色反应，C项错误；RNaseA适合保存在低温、适宜pH条件下，低pH可能导致酶失活，D项错误。
考点二
02
考点二 核酸是遗传信息的携带者
1．核酸的结构层次
[易错提醒] 某些RNA具有空间结构，如tRNA等。
磷酸
五碳糖
含氮碱基
2．核酸的功能与分布
蛋白质的生物合成
叶绿体
拟核
3．判断DNA和RNA的三种方法
脱氧核糖
U
T
T
U
[易错提醒]
4．生物大分子以碳链为骨架
[教材命题点思考]
1．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。
DNA是遗传物质，且每个人的脱氧核苷酸排列顺序具有特异性
研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系
2．随着生活水平的提高，人们对营养保健食品的关注程度日益提高。核酸保健品真的能保健吗？为什么？
提示：不能。因为核酸需在消化道内彻底消化后才能被吸收，且人体不缺乏合成核酸的原料。
[模型命题点思考]
3．如图表示核酸与蛋白质的关系，试分析并回答下列问题：
(1)染色体的主要成分是______________，
核糖体的主要成分是RNA和蛋白质，
因此图1中甲、乙、丙分别是____________________，
a是核苷酸，b是________。
(2)图2是通过结构中的化合物组成构建的概念图，则甲、乙、丙分别是________________________。
DNA和蛋白质
DNA、RNA、蛋白质
氨基酸
DNA、蛋白质、磷脂
(3)从中心法则的角度分析胰岛B细胞内核酸和蛋白质之间的关系。
提示：
1．核酸的功能
2．不同生物的核酸、核苷酸、碱基和五碳糖的归纳
3．核酸与蛋白质的联系
(1)DNA、蛋白质和生物多样性的关系。
(2)细胞分化导致DNA、mRNA和蛋白质的“相同”与“不同”。
①同一个体的不同体细胞中，核DNA相同。
②由于基因的选择性表达，同一个体的不同体细胞中mRNA和蛋白质等不完全相同。
√
考向1 核酸的结构和功能
1．图甲所示物质b是组成图乙或图丙所示物质的基本单位(单体)。下列叙述错误的是( )
A．如果图甲中的a是核糖，则b是图丙所示物质的基本单位
B．如果m是胸腺嘧啶(T)，则b是图乙所示物质的基本单位
C．在多个b聚合成图乙或图丙所示物质的过程中都会产生水
D．图乙或图丙所示物质彻底水解的产物是甲，含有乙的生物，细胞内有5种碱基
解析：核酸初步水解的产物是核苷酸，彻底水解的产物是组成核苷酸的三种化合物，即五碳糖、含氮碱基和磷酸，D项错误。
√
2．下图是构成核酸的两种核苷酸及它们形成的核苷酸链(N表示某种碱基)。下列叙述正确的是( )
A．动物细胞的核酸中碱基种类有8种
B．若丙中N为T，则丙的基本组成单位是乙
C．若丙中N为U，则不可储存遗传信息
D．颤蓝细菌的遗传信息储存在甲的排列顺序中
解析：动物细胞内含有DNA和RNA这两种核酸，DNA和RNA中的碱基共有5种(A、T、C、G、U)，A项错误；若丙中N为T，则该链属于DNA链，DNA的基本组成单位是甲(脱氧核苷酸)，B项错误；若丙中N为U，则该链属于RNA链，RNA链也可储存遗传信息，如HIV的遗传信息储存于其RNA分子中，C项错误；颤蓝细菌的遗传物质为DNA，DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序储存着遗传信息，D项正确。
√
考向2 细胞内的生物大分子
3．(2021·高考全国卷甲)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
C．①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体
D．④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质
解析：酶的化学本质是蛋白质或RNA，蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的，RNA是由核糖核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的；抗体的化学本质为蛋白质；部分激素的化学本质是蛋白质，A项错误。激素并不都是生物大分子，脂肪不是生物大分子，糖原是生物大分子，B项错误。酶的化学本质是蛋白质或RNA，抗体的化学本质是蛋白质，核酸是由核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的，三者都是由含氮的单体连接成的多聚体，C项正确。葡萄糖是人体细胞内的主要能源物质；脂肪是良好的储能物质；核酸是遗传信息的携带者，不是能源物质，D项错误。
√
4．无论是在细胞结构中还是在细胞的生命活动中，蛋白质常与其他物质结合形成复合物来发挥作用。下列叙述错误的是( )
A．蛋白质与多糖结合形成的复合物可能具有信息传递作用
B．蛋白质与DNA结合形成的复合物可能存在于大肠杆菌中
C．脂质—蛋白质—脂质组成的三层复合物参与构成了几乎所有的生物膜
D．宿主细胞的RNA—蛋白质复合物中的蛋白质可能来自病毒
解析：糖蛋白具有识别和信息传递的作用，A项正确；大肠杆菌的DNA在复制时，会有解旋酶等蛋白质与DNA结合形成的复合物，B项正确；蛋白质—脂质—蛋白质组成的三层复合物参与构成了几乎所有的生物膜，C项错误；宿主细胞中的蛋白质与RNA形成的复合物中的蛋白质可能来自病毒，如艾滋病病毒的逆转录酶会进入宿主细胞参与逆转录过程，D项正确。
√
高考真题体验
1．(2022·重庆选择考)合理均衡的膳食对维持人体正常生理活动有重要意义。据下表分析，下列叙述错误的是 ( )
食物(100 g) 能量/kJ 蛋白质/g 脂肪/g 糖类/g
① 880 6.2 1.2 44.2
② 1 580 13.2 37.0 2.4
③ 700 29.3 3.4 1.2
A．含主要能源物质最多的是② B．需控制体重的人应减少摄入①和②
C．青少年应均衡摄入①②③ D．蛋白质、脂肪和糖类都可供能
解析：糖类是人体的主要能源物质，食物①中含糖类最多，A项错误；食物①和②中分别富含糖类和脂肪，糖类在体内可转化为脂肪，故需控制体重的人应减少摄入食物①和②，B项正确；食物①②③分别富含糖类、脂肪、蛋白质，青少年均衡摄入①②③有利于身体发育，C项正确；蛋白质、脂肪和糖类中都储存着能量，因此都可供能，D项正确。
√
2．(2021·江苏选择考)核酸和蛋白质都是重要的生物大分子，下列相关叙述错误的是( )
A．组成元素都有C、H、O、N
B．细胞内合成新的分子时都需要模板
C．在细胞质和细胞核中都有分布
D．高温变性后降温都能缓慢复性
解析：核酸的元素组成是C、H、O、N、P，蛋白质的元素组成是C、H、O、N等，A项正确；核酸包括DNA和RNA，细胞内DNA的合成即DNA复制，需要DNA的两条链作为模板，细胞内RNA的合成即转录，需要DNA的一条链作为模板，细胞内蛋白质的合成即翻译，需要mRNA作为模板，B项正确；DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中，蛋白质是生命活动的主要承担者，在细胞膜、细胞质和细胞核中都有分布，C项正确；核酸中的双链DNA高温变性后，经降温可缓慢复性，但高温会破坏蛋白质的空间结构，使其失去活性，降温后一般不能发生复性，D项错误。
√
3．(2024·黑吉辽选择考)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
解析：由题意可知，钙调蛋白广泛存在于真核细胞中，化学本质是蛋白质，其合成场所是核糖体，A项正确；蛋白质的基本组成单位是氨基酸，B项错误；构成钙调蛋白的氨基酸之间可以形成氢键，因此使钙调蛋白形成球形结构，C项正确；钙调蛋白是Ca2＋感受器，结合Ca2＋后钙调蛋白的空间结构可能会发生改变，从而引起相应生理功能的变化，D项正确。
√
4．(2023·高考全国卷乙改编)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见下表。根据表中信息，下列叙述错误的是( )
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
D．④可以是双缩脲试剂；⑥可以是二苯胺，用来鉴定DNA
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 ⑥
解析：淀粉、糖原是生物大分子，由葡萄糖聚合而成，A项正确。氨基酸经脱水缩合可形成肽键，进而聚合成蛋白质，核苷酸聚合形成核酸，故⑤是核苷酸，B项错误。②和⑤分别是氨基酸、核苷酸，②和⑤中均含有C、H、O、N，C项正确。可用双缩脲试剂检测蛋白质；⑥可以是二苯胺，在加热条件下可使DNA呈蓝色，D项正确。课时跟踪练3
一、选择题
1．(2025·江门高三调研)人工智能AlphaFold可以帮助科学家对蛋白质的空间结构进行预测。科学家不需要为AlphaFold提供蛋白质的( D )
A．氨基酸种类
B．氨基酸序列
C．肽键数目
D．各种元素的比例
解析：组成蛋白质的各种元素的比例无法直接影响蛋白质的空间结构，D项符合题意。
2．蛋白质、核酸等生物大分子的功能依赖于其独特的结构。下列有关生物大分子的叙述，错误的是 ( D )
A．生物大分子的基本组成单位均以碳链为基本骨架
B．DNA分子螺旋化程度的不同可能影响其复制的进行
C．蛋白质在高温下失活是因为其空间结构发生了改变
D．组成淀粉和纤维素的基本单位不同导致功能出现差异
解析：组成淀粉和纤维素的基本单位都是葡萄糖，D项错误。
3．核酸是细胞中一类重要的生物大分子，下列相关说法正确的是( A )
A．原核细胞中的DNA是环状的，真核细胞中的核DNA是链状的
B．人体细胞中的RNA是由DNA转录而得到的单链核酸，无碱基间的配对
C．DNA和RNA所含的碱基不同，五碳糖和磷酸也不同
D．细胞生物同时含有DNA和RNA，主要遗传物质是DNA
解析：原核细胞中的拟核区和质粒都是环状DNA，真核细胞的细胞核中有染色体，核DNA呈链状，A项正确；人体细胞中的RNA一般是单链，但 tRNA 折叠成三叶草形，存在部分双链区域，有碱基间的配对，B项错误；DNA和RNA所含的五碳糖不同，碱基不完全相同，但磷酸是相同的，C项错误；细胞生物同时含有DNA和RNA，遗传物质只有一种，即DNA，D项错误。
4．研究发现，细胞内普遍存在被称为“分子伴侣”的一类蛋白质，该类蛋白质可识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并通过改变自身空间结构与多肽的某些部位相结合，从而帮助这些多肽折叠、组装或转运，其本身不参与组成最终产物并可循环发挥作用。下列叙述错误的是( B )
A．“分子伴侣”的空间结构发生改变后可以逆转
B．“分子伴侣”与靶蛋白之间的识别与结合具有高度专一性
C．“分子伴侣”介导加工的环状八肽化合物中至少含有8个氧原子和8个氮原子
D．酵母菌内“分子伴侣”发挥作用的场所可能在内质网
解析：由题干可知，“分子伴侣”可循环发挥作用，说明其空间结构改变后可发生逆转，A项正确；分析题干可知，“分子伴侣”与靶蛋白之间的识别与结合需要通过改变自身的空间结构来实现，可见，“分子伴侣”并不具有高度专一性，B项错误；环状八肽化合物是由8个氨基酸经过脱水缩合形成的，由于其为环状结构，因此该结构中至少有8个—CO—NH—，因而其中至少含有8个氧原子和8个氮原子，C项正确；“分子伴侣”发挥作用的过程中相应的多肽发生了折叠、组装或转运，而这些变化发生在内质网中，因而可推测，酵母菌内“分子伴侣”发挥作用的场所可能在内质网，D项正确。
5．(2025·湛江高三质检)系统素是一条多肽链(18肽)。植物被昆虫食害后，体内的系统素从受伤害处传至未受伤害处，激活蛋白酶抑制剂基因的表达，促进防御蛋白质的合成。下列说法错误的是( D )
A．系统素由 18个氨基酸通过脱水缩合形成
B．推测系统素是一种信号传递分子
C．促进蛋白酶抑制剂基因的表达有助于植物防御能力的提高
D．高温处理后的系统素不会与双缩脲试剂发生颜色反应
解析：系统素为18肽，则由18个氨基酸通过脱水缩合形成，A项正确；植物被昆虫食害后，体内系统素从受伤害处传至未受伤害处，激活蛋白酶抑制剂基因的表达，促进防御蛋白质的合成，由此可推测系统素是一种信号传递分子，B项正确；促进蛋白酶抑制剂基因的表达，可以促进防御蛋白质的合成，这有助于植物防御能力的提高，C项正确；高温处理一般不会影响系统素的肽键结构，故高温处理后的系统素能与双缩脲试剂发生紫色反应，D项错误。
6．下图为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( D )
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．若图中结构丁是一种细胞器，则单体1为氨基酸，单体2为核糖核苷酸
C．若图中结构丁能被碱性物质染成深色，则结构丁为染色质或染色体
D．物质乙、丙和单体1、单体2都有物种特异性
解析：若题图中物质甲能与碘液发生蓝色反应，则物质甲为淀粉，其单体3为葡萄糖，由C、H、O组成，A项正确。若图中结构丁是一种细胞器，由核酸和蛋白质构成，应该是核糖体，由蛋白质和RNA组成，则单体1为氨基酸，单体2为核糖核苷酸，B项正确。若图中结构丁能被碱性物质染成深色，则结构丁为染色质或染色体，C项正确。物质甲、乙、丙是生物大分子，则C、H、O、N构成的单体1表示氨基酸，物质乙表示蛋白质；C、H、O、N、P构成的单体2表示核苷酸，物质丙表示核酸。蛋白质和核酸都有物种特异性，但它们的单体没有物种特异性，D项错误。
二、非选择题
7．赖氨酸是人体所需的8种必需氨基酸之一(目前认为人体所含氨基酸为21种)，它在生物机体的代谢中起着重要的作用，赖氨酸缺乏会引起蛋白质功能障碍，影响生长发育，导致生长障碍，体重增加缓慢等。因植物性蛋白中普遍缺乏赖氨酸，故营养学家称之为“第一必需氨基酸”。请回答下列与氨基酸、蛋白质相关的问题：
(1)赖氨酸的分子式为C6H14O2N2，其R基中O原子数为________，氨基酸在____________(填结构)中通过________________的方式合成多肽链，进而形成各种蛋白质。
(2)某兴趣小组欲探究赖氨酸是否也是家兔的必需氨基酸，进行了相关实验。其实验情况如下表所示：
项目 甲组 乙组
幼年家兔 10只 10只
饲料 一定量的添加了21种氨基酸的食物 ？
饲喂时间 每天10：00、16：00各一次 每天10：00、16：00各一次
饲喂周期 3周 3周
实验中所选幼年家兔应满足的条件是
___________________________________________________
_________________________________________(答出2点即可)。
乙组所喂饲料为________________________________
___________________________________________________。
实验中的甲组为____________组，乙组为__________组。结果检测可通过测量甲、乙两组家兔的______________，经数据对比分析后，一定程度上可反映赖氨酸对家兔生长的必需性。
答案：(1)0 核糖体 脱水缩合 (2)品种一致、生长状况正常且一致、重量一致、性别一致、年龄一致(答出2点即可) 一定量的含除赖氨酸外的20种氨基酸的食物 对照 实验 体重(或体长)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第3讲 蛋白质和核酸
【课标要求】 1.以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。2.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形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成。3.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。
考点一 蛋白质是生命活动的主要承担者
INCLUDEPICTURE "核心知识CSJ.TIF"
1．蛋白质的功能[连一连]
提示：①—c ②—b ③—a ④—e ⑤—d
2．蛋白质的结构
(1)组成蛋白质的氨基酸及其种类。
①元素组成：主要为C、H、O、N，有的含S、Fe等。
②
③
④“二看法”判断组成蛋白质的氨基酸。
(2)氨基酸的脱水缩合。
①过程 Ⅰ 名称：脱水缩合，场所：核糖体。
②物质Ⅱ：二肽。
③结构Ⅲ：肽键。
④H2O中H的来源：一个来自氨基，一个来自羧基；O来源于羧基。
(3)蛋白质的结构层次。
氨基酸肽链蛋白质
(4)蛋白质结构具有多样性的原因。
INCLUDEPICTURE "广东新选考命题新指向FJ.TIF"
[教材命题点思考]
1．2022年3月，一篇熟鸡蛋返生孵小鸡的论文引发网络关注。央视评论：“侮辱性很强，伤害性极大。”
(1)熟鸡蛋无法返生的原因是什么？
(2)在鸡蛋清中加入食盐析出白色絮状物，兑水后絮状物消失，这一现象说明了什么？相对于生鸡蛋，煮熟的鸡蛋更容易消化，原因是什么？
(3)经常食用鸡蛋、牛奶、大豆制品，人体一般就不会缺乏必需氨基酸。必需氨基酸是指_____________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________。
(4)高温加热后，蛋白质用双缩脲试剂检验________(填“能”或“不能”)发生紫色反应。双缩脲试剂的使用方法是___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________。
提示：(1)高温会破坏蛋白质的空间结构，使蛋白质变性，且该过程是不可逆的。
(2)盐析过程中蛋白质的空间结构没有发生变化。煮鸡蛋的过程中，高温使蛋白质变性，蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
(3)人体需要但自身不能合成，必须从外界获取的氨基酸
(4)能 先加双缩脲试剂A液(NaOH溶液)，再加双缩脲试剂B液(CuSO4溶液)
[模型命题点思考]
2．图甲为有关蛋白质分子的简要概念图；图乙中的①②③分别表示生物体内的三个生理过程，其中A、B、C分别代表三种物质。请回答下列问题：
(1)图甲中c的化学键名称为________，由b形成多肽的方式为___________________________________________________。
(2)d表示的含义是________________________________________。
(3)图乙中①②③分别体现了蛋白质怎样的功能？
提示：(1)肽键 脱水缩合 (2)功能多样性
(3)催化功能、运输功能、免疫功能。
INCLUDEPICTURE "重难突破CSJ.TIF"
1．常考蛋白质的分布和功能
2．蛋白质的相关计算
(1)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。
②游离氨基或羧基数目＝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、肽键数和脱去水分子数的关系。
①肽键数＝脱去水分子数＝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)。
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(羧基)数目
1条 m m－1 m－1 am－18(m－1) 至少1个
n条 m m－n m－n am－18(m－n) 至少n个
注：假设氨基酸平均相对分子质量为a。
INCLUDEPICTURE "考向探究CSJ.TIF"
1．(2023·海南选择考)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( B )
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
解析：蛋白质的基本组成单位都是氨基酸，A项错误；肽链是由氨基酸通过肽键连接而成的，B项正确；蛋白质彻底水解的产物为氨基酸，无肽键，不能与双缩脲试剂发生紫色反应，C项错误；高温可破坏蛋白质的空间结构，但不改变其化学组成，D项错误。
2．已知21种氨基酸的平均相对分子质量是128，现有一蛋白质分子由3条肽链组成，在肽链形成空间结构时，产生了4个二硫键(—SH＋—SH→—S—S—＋2H)，共有肽键97个，此蛋白质分子的相对分子质量最接近( A )
A．11 046 B．11 060
C．12 800 D．12 280
解析：蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的，不考虑其他化学键变化时，此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－脱去的水分子数×水的相对分子质量＝(97＋3)×128－97×18＝11 054。由于在肽链形成空间结构时生成了4个二硫键，失去H原子数＝2×4＝8(个)，所以此蛋白质的相对分子质量＝11 054－8＝11 046。
3．(2025·佛山高三检测)牛胰核糖核酸酶(RNaseA)是由124个氨基酸脱水缩合形成的一条肽链构成的，在特定条件下其空间结构能够发生如下图所示变化。下列叙述正确的是( B )
A．RNaseA在上述条件下的变性是不可逆的
B．RNaseA的活性与其空间结构有关
C．变性的RNaseA与双缩脲试剂不发生紫色反应
D．RNaseA适合保存在低温、低pH条件下
解析：据图可知，通过去除尿素和β-巯基乙醇，在空气中氧化，RNaseA可以恢复活性，故RNaseA在题述条件下的变性是可逆的，A项错误；生物分子结构与功能相适应，RNaseA的活性与其空间结构有关，B项正确；变性的RNaseA含有肽键，与双缩脲试剂可以发生紫色反应，C项错误；RNaseA适合保存在低温、适宜pH条件下，低pH可能导致酶失活，D项错误。
考点二 核酸是遗传信息的携带者
INCLUDEPICTURE "核心知识CSJ.TIF"
1．核酸的结构层次
[易错提醒] 某些RNA具有空间结构，如tRNA等。
2．核酸的功能与分布
3．判断DNA和RNA的三种方法
[易错提醒]
INCLUDEPICTURE "加图2.TIF"
4．生物大分子以碳链为骨架
INCLUDEPICTURE "广东新选考命题新指向FJ.TIF"
[教材命题点思考]
1．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。
提示：DNA是遗传物质，且每个人的脱氧核苷酸排列顺序具有特异性 研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系
2．随着生活水平的提高，人们对营养保健食品的关注程度日益提高。核酸保健品真的能保健吗？为什么？
提示：不能。因为核酸需在消化道内彻底消化后才能被吸收，且人体不缺乏合成核酸的原料。
[模型命题点思考]
3．如图表示核酸与蛋白质的关系，试分析并回答下列问题：
(1)染色体的主要成分是____________，核糖体的主要成分是RNA和蛋白质，因此图1中甲、乙、丙分别是____________________，a是核苷酸，b是________。
(2)图2是通过结构中的化合物组成构建的概念图，则甲、乙、丙分别是___________________________________________________。
(3)从中心法则的角度分析胰岛B细胞内核酸和蛋白质之间的关系。
提示：(1)DNA和蛋白质 DNA、RNA、蛋白质 氨基酸
(2)DNA、蛋白质、磷脂
(3)
INCLUDEPICTURE "重难突破CSJ.TIF"
1．核酸的功能
2．不同生物的核酸、核苷酸、碱基和五碳糖的归纳
3．核酸与蛋白质的联系
(1)DNA、蛋白质和生物多样性的关系。
(2)细胞分化导致DNA、mRNA和蛋白质的“相同”与“不同”。
①同一个体的不同体细胞中，核DNA相同。
②由于基因的选择性表达，同一个体的不同体细胞中mRNA和蛋白质等不完全相同。
INCLUDEPICTURE "考向探究CSJ.TIF"
考向1 核酸的结构和功能
1．图甲所示物质b是组成图乙或图丙所示物质的基本单位(单体)。下列叙述错误的是( D )
A．如果图甲中的a是核糖，则b是图丙所示物质的基本单位
B．如果m是胸腺嘧啶(T)，则b是图乙所示物质的基本单位
C．在多个b聚合成图乙或图丙所示物质的过程中都会产生水
D．图乙或图丙所示物质彻底水解的产物是甲，含有乙的生物，细胞内有5种碱基
解析：核酸初步水解的产物是核苷酸，彻底水解的产物是组成核苷酸的三种化合物，即五碳糖、含氮碱基和磷酸，D项错误。
2．下图是构成核酸的两种核苷酸及它们形成的核苷酸链(N表示某种碱基)。下列叙述正确的是( D )
A．动物细胞的核酸中碱基种类有8种
B．若丙中N为T，则丙的基本组成单位是乙
C．若丙中N为U，则不可储存遗传信息
D．颤蓝细菌的遗传信息储存在甲的排列顺序中
解析：动物细胞内含有DNA和RNA这两种核酸，DNA和RNA中的碱基共有5种(A、T、C、G、U)，A项错误；若丙中N为T，则该链属于DNA链，DNA的基本组成单位是甲(脱氧核苷酸)，B项错误；若丙中N为U，则该链属于RNA链，RNA链也可储存遗传信息，如HIV的遗传信息储存于其RNA分子中，C项错误；颤蓝细菌的遗传物质为DNA，DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序储存着遗传信息，D项正确。
考向2 细胞内的生物大分子
3．(2021·高考全国卷甲)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( C )
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
C．①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体
D．④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质
解析：酶的化学本质是蛋白质或RNA，蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的，RNA是由核糖核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的；抗体的化学本质为蛋白质；部分激素的化学本质是蛋白质，A项错误。激素并不都是生物大分子，脂肪不是生物大分子，糖原是生物大分子，B项错误。酶的化学本质是蛋白质或RNA，抗体的化学本质是蛋白质，核酸是由核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的，三者都是由含氮的单体连接成的多聚体，C项正确。葡萄糖是人体细胞内的主要能源物质；脂肪是良好的储能物质；核酸是遗传信息的携带者，不是能源物质，D项错误。
4．无论是在细胞结构中还是在细胞的生命活动中，蛋白质常与其他物质结合形成复合物来发挥作用。下列叙述错误的是( C )
A．蛋白质与多糖结合形成的复合物可能具有信息传递作用
B．蛋白质与DNA结合形成的复合物可能存在于大肠杆菌中
C．脂质—蛋白质—脂质组成的三层复合物参与构成了几乎所有的生物膜
D．宿主细胞的RNA—蛋白质复合物中的蛋白质可能来自病毒
解析：糖蛋白具有识别和信息传递的作用，A项正确；大肠杆菌的DNA在复制时，会有解旋酶等蛋白质与DNA结合形成的复合物，B项正确；蛋白质—脂质—蛋白质组成的三层复合物参与构成了几乎所有的生物膜，C项错误；宿主细胞中的蛋白质与RNA形成的复合物中的蛋白质可能来自病毒，如艾滋病病毒的逆转录酶会进入宿主细胞参与逆转录过程，D项正确。
高考真题体验
1．(2022·重庆选择考)合理均衡的膳食对维持人体正常生理活动有重要意义。据下表分析，下列叙述错误的是 ( A )
食物(100 g) 能量/kJ 蛋白质/g 脂肪/g 糖类/g
① 880 6.2 1.2 44.2
② 1 580 13.2 37.0 2.4
③ 700 29.3 3.4 1.2
A．含主要能源物质最多的是②
B．需控制体重的人应减少摄入①和②
C．青少年应均衡摄入①②③
D．蛋白质、脂肪和糖类都可供能
解析：糖类是人体的主要能源物质，食物①中含糖类最多，A项错误；食物①和②中分别富含糖类和脂肪，糖类在体内可转化为脂肪，故需控制体重的人应减少摄入食物①和②，B项正确；食物①②③分别富含糖类、脂肪、蛋白质，青少年均衡摄入①②③有利于身体发育，C项正确；蛋白质、脂肪和糖类中都储存着能量，因此都可供能，D项正确。
2．(2021·江苏选择考)核酸和蛋白质都是重要的生物大分子，下列相关叙述错误的是( D )
A．组成元素都有C、H、O、N
B．细胞内合成新的分子时都需要模板
C．在细胞质和细胞核中都有分布
D．高温变性后降温都能缓慢复性
解析：核酸的元素组成是C、H、O、N、P，蛋白质的元素组成是C、H、O、N等，A项正确；核酸包括DNA和RNA，细胞内DNA的合成即DNA复制，需要DNA的两条链作为模板，细胞内RNA的合成即转录，需要DNA的一条链作为模板，细胞内蛋白质的合成即翻译，需要mRNA作为模板，B项正确；DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中，蛋白质是生命活动的主要承担者，在细胞膜、细胞质和细胞核中都有分布，C项正确；核酸中的双链DNA高温变性后，经降温可缓慢复性，但高温会破坏蛋白质的空间结构，使其失去活性，降温后一般不能发生复性，D项错误。
3．(2024·黑吉辽选择考)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( B )
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
解析：由题意可知，钙调蛋白广泛存在于真核细胞中，化学本质是蛋白质，其合成场所是核糖体，A项正确；蛋白质的基本组成单位是氨基酸，B项错误；构成钙调蛋白的氨基酸之间可以形成氢键，因此使钙调蛋白形成球形结构，C项正确；钙调蛋白是Ca2＋感受器，结合Ca2＋后钙调蛋白的空间结构可能会发生改变，从而引起相应生理功能的变化，D项正确。
4．(2023·高考全国卷乙改编)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见下表。根据表中信息，下列叙述错误的是( B )
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 ⑥
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
D．④可以是双缩脲试剂；⑥可以是二苯胺，用来鉴定DNA
解析：淀粉、糖原是生物大分子，由葡萄糖聚合而成，A项正确。氨基酸经脱水缩合可形成肽键，进而聚合成蛋白质，核苷酸聚合形成核酸，故⑤是核苷酸，B项错误。②和⑤分别是氨基酸、核苷酸，②和⑤中均含有C、H、O、N，C项正确。可用双缩脲试剂检测蛋白质；⑥可以是二苯胺，在加热条件下可使DNA呈蓝色，D项正确。
课时跟踪练3
一、选择题
1．(2025·江门高三调研)人工智能AlphaFold可以帮助科学家对蛋白质的空间结构进行预测。科学家不需要为AlphaFold提供蛋白质的( D )
A．氨基酸种类
B．氨基酸序列
C．肽键数目
D．各种元素的比例
解析：组成蛋白质的各种元素的比例无法直接影响蛋白质的空间结构，D项符合题意。
2．蛋白质、核酸等生物大分子的功能依赖于其独特的结构。下列有关生物大分子的叙述，错误的是 ( D )
A．生物大分子的基本组成单位均以碳链为基本骨架
B．DNA分子螺旋化程度的不同可能影响其复制的进行
C．蛋白质在高温下失活是因为其空间结构发生了改变
D．组成淀粉和纤维素的基本单位不同导致功能出现差异
解析：组成淀粉和纤维素的基本单位都是葡萄糖，D项错误。
3．核酸是细胞中一类重要的生物大分子，下列相关说法正确的是( A )
A．原核细胞中的DNA是环状的，真核细胞中的核DNA是链状的
B．人体细胞中的RNA是由DNA转录而得到的单链核酸，无碱基间的配对
C．DNA和RNA所含的碱基不同，五碳糖和磷酸也不同
D．细胞生物同时含有DNA和RNA，主要遗传物质是DNA
解析：原核细胞中的拟核区和质粒都是环状DNA，真核细胞的细胞核中有染色体，核DNA呈链状，A项正确；人体细胞中的RNA一般是单链，但 tRNA 折叠成三叶草形，存在部分双链区域，有碱基间的配对，B项错误；DNA和RNA所含的五碳糖不同，碱基不完全相同，但磷酸是相同的，C项错误；细胞生物同时含有DNA和RNA，遗传物质只有一种，即DNA，D项错误。
4．研究发现，细胞内普遍存在被称为“分子伴侣”的一类蛋白质，该类蛋白质可识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并通过改变自身空间结构与多肽的某些部位相结合，从而帮助这些多肽折叠、组装或转运，其本身不参与组成最终产物并可循环发挥作用。下列叙述错误的是( B )
A．“分子伴侣”的空间结构发生改变后可以逆转
B．“分子伴侣”与靶蛋白之间的识别与结合具有高度专一性
C．“分子伴侣”介导加工的环状八肽化合物中至少含有8个氧原子和8个氮原子
D．酵母菌内“分子伴侣”发挥作用的场所可能在内质网
解析：由题干可知，“分子伴侣”可循环发挥作用，说明其空间结构改变后可发生逆转，A项正确；分析题干可知，“分子伴侣”与靶蛋白之间的识别与结合需要通过改变自身的空间结构来实现，可见，“分子伴侣”并不具有高度专一性，B项错误；环状八肽化合物是由8个氨基酸经过脱水缩合形成的，由于其为环状结构，因此该结构中至少有8个—CO—NH—，因而其中至少含有8个氧原子和8个氮原子，C项正确；“分子伴侣”发挥作用的过程中相应的多肽发生了折叠、组装或转运，而这些变化发生在内质网中，因而可推测，酵母菌内“分子伴侣”发挥作用的场所可能在内质网，D项正确。
5．(2025·湛江高三质检)系统素是一条多肽链(18肽)。植物被昆虫食害后，体内的系统素从受伤害处传至未受伤害处，激活蛋白酶抑制剂基因的表达，促进防御蛋白质的合成。下列说法错误的是( D )
A．系统素由 18个氨基酸通过脱水缩合形成
B．推测系统素是一种信号传递分子
C．促进蛋白酶抑制剂基因的表达有助于植物防御能力的提高
D．高温处理后的系统素不会与双缩脲试剂发生颜色反应
解析：系统素为18肽，则由18个氨基酸通过脱水缩合形成，A项正确；植物被昆虫食害后，体内系统素从受伤害处传至未受伤害处，激活蛋白酶抑制剂基因的表达，促进防御蛋白质的合成，由此可推测系统素是一种信号传递分子，B项正确；促进蛋白酶抑制剂基因的表达，可以促进防御蛋白质的合成，这有助于植物防御能力的提高，C项正确；高温处理一般不会影响系统素的肽键结构，故高温处理后的系统素能与双缩脲试剂发生紫色反应，D项错误。
6．下图为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( D )
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．若图中结构丁是一种细胞器，则单体1为氨基酸，单体2为核糖核苷酸
C．若图中结构丁能被碱性物质染成深色，则结构丁为染色质或染色体
D．物质乙、丙和单体1、单体2都有物种特异性
解析：若题图中物质甲能与碘液发生蓝色反应，则物质甲为淀粉，其单体3为葡萄糖，由C、H、O组成，A项正确。若图中结构丁是一种细胞器，由核酸和蛋白质构成，应该是核糖体，由蛋白质和RNA组成，则单体1为氨基酸，单体2为核糖核苷酸，B项正确。若图中结构丁能被碱性物质染成深色，则结构丁为染色质或染色体，C项正确。物质甲、乙、丙是生物大分子，则C、H、O、N构成的单体1表示氨基酸，物质乙表示蛋白质；C、H、O、N、P构成的单体2表示核苷酸，物质丙表示核酸。蛋白质和核酸都有物种特异性，但它们的单体没有物种特异性，D项错误。
二、非选择题
7．赖氨酸是人体所需的8种必需氨基酸之一(目前认为人体所含氨基酸为21种)，它在生物机体的代谢中起着重要的作用，赖氨酸缺乏会引起蛋白质功能障碍，影响生长发育，导致生长障碍，体重增加缓慢等。因植物性蛋白中普遍缺乏赖氨酸，故营养学家称之为“第一必需氨基酸”。请回答下列与氨基酸、蛋白质相关的问题：
(1)赖氨酸的分子式为C6H14O2N2，其R基中O原子数为________，氨基酸在____________(填结构)中通过________________的方式合成多肽链，进而形成各种蛋白质。
(2)某兴趣小组欲探究赖氨酸是否也是家兔的必需氨基酸，进行了相关实验。其实验情况如下表所示：
项目 甲组 乙组
幼年家兔 10只 10只
饲料 一定量的添加了21种氨基酸的食物 ？
饲喂时间 每天10：00、16：00各一次 每天10：00、16：00各一次
饲喂周期 3周 3周
实验中所选幼年家兔应满足的条件是
___________________________________________________
___________________________________________________(答出2点即可)。
乙组所喂饲料为________________________________
___________________________________________________。
实验中的甲组为____________组，乙组为__________组。结果检测可通过测量甲、乙两组家兔的______________，经数据对比分析后，一定程度上可反映赖氨酸对家兔生长的必需性。
答案：(1)0 核糖体 脱水缩合 (2)品种一致、生长状况正常且一致、重量一致、性别一致、年龄一致(答出2点即可) 一定量的含除赖氨酸外的20种氨基酸的食物 对照 实验 体重(或体长)
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