2025步步高大一轮复习讲义高考生物人教版 第一单元　第4课时　蛋白质是生命活动的主要承担者含答案

2025步步高大一轮复习讲义高考生物人教版第一单元第4课时蛋白质是生命活动的主要承担者含答案第4课时蛋白质是生命活动的主要承担者课标要求阐明蛋白质通常由21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。考情分析蛋白质的结构和功能2023·湖北·T22023·海南·T22022·天津·T12022·湖南·T12021·辽宁·T12021·重庆·T3考点一蛋白质的结构和功能1．组成蛋白质的氨基酸2．蛋白质的结构(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。②一条肽链含有的游离的氨基(或羧基)至少是1个，位于肽链的一端；其余的位于R基(或侧链基团)上。(2)蛋白质的结构层次eq\x(氨基酸)eq\o(→,\s\up7(脱水),\s\do5(缩合))eq\x(多肽链)eq\o(→,\s\up7(一条或数条),\s\do5(盘曲、折叠))eq\x(蛋白质)3．蛋白质结构和功能的多样性判断正误(1)具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸(×)提示构成蛋白质的氨基酸至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，同时具有氨基和羧基的化合物不一定是氨基酸。(2)组成荧光蛋白的各种氨基酸之间的差异主要是其空间结构不同(×)提示组成荧光蛋白的各种氨基酸之间的差异是其R基不同。(3)组成蛋白质的氨基酸之间可按照不同的方式脱水缩合(×)提示组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合的方式相同，都是一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水。(4)脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键，该多肽就是几肽(×)提示脱水缩合形成的蛋白质中含有几个氨基酸就称为几肽。(5)熟鸡蛋更容易消化的原因是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(√)(6)蛋白质变性后不可与双缩脲试剂发生反应(×)提示蛋白质变性后仍可与双缩脲试剂反应，因为蛋白质变性后空间结构改变，并没有破坏氨基酸之间的肽键。(7)蛋白质的营养价值在于必需氨基酸的种类和含量(√)考向蛋白质的结构和功能1．(2021·重庆，3)某胶原蛋白是一种含18种氨基酸的细胞外蛋白。下列有关叙述正确的是()A．食物中的该蛋白可被人体直接吸收B．人体不能合成组成该蛋白的所有氨基酸C．未经折叠的该蛋白具有生物学功能D．该蛋白在内质网内完成加工答案B解析蛋白质需要被蛋白酶分解为氨基酸后才能被人体吸收，A错误；人体只能合成部分氨基酸，题目中所描述的含18种氨基酸的细胞外蛋白中，会有人体不能合成的氨基酸，B正确；未经折叠的蛋白质没有生物活性，也没有生物学功能，C错误；该蛋白需要在内质网和高尔基体上加工后才能分泌到细胞外，D错误。2．(2023·湖北，2)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答案A解析蛋白质的变性作用主要是破坏了蛋白质分子内部的结构，天然蛋白质的空间结构是通过氢键等维持的，而蛋白质变性后肽键一般不被破坏，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，导致一系列理化性质改变，生物活性丧失，该空间结构的改变不可逆，不能恢复原有的结构和性质，C、D正确。考点二蛋白质的相关计算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)例1如图为牛胰岛素结构图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的。下列说法错误的是()A．牛胰岛素由51个氨基酸构成，其中含有49个肽键B．牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个—COOHC．牛胰岛素中至少含有的O原子个数为53个D．从氨基酸形成牛胰岛素时，减少的相对分子质量为882答案D解析每条肽链至少有1个游离的—NH2和1个游离的—COOH，牛胰岛素有2条肽链，至少含有2个游离的—NH2和2个游离的—COOH，B正确；牛胰岛素中至少含有的O原子个数＝51－2＋4＝53(个)，C正确；从氨基酸形成牛胰岛素时，减少的相对分子质量＝(51－2)×18＋3×2＝888，D错误。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。(2)游离氨基或羧基数＝肽链数＋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。例2某十九肽含4个天门冬氨酸(R基为—CH2—COOH)，分别位于第7、8、14、19位(见图)。肽酶E1专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶E2专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键。下列有关叙述正确的是()A．该十九肽含有的肽键数目为19个B．肽酶E2完全作用后产生的多肽中氧原子数目比十九肽少了4个C．该十九肽至少含有6个游离的羧基D．肽酶E1完全作用后产生的多肽有七肽、六肽、四肽答案B解析肽键数＝氨基酸数－肽链数，该十九肽含有肽键数应是18个，A错误；肽酶E2专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键，肽酶E2完全作用该多肽链后，共断开4个肽键(分别位于第6和7、7和8、13和14、18和19位氨基酸之间)，其中的第7位和第19位天门冬氨酸会脱离肽链，即此过程增加了4个氧原子(水解消耗的水)，脱落下来的两个天门冬氨酸带走8个氧原子，因此肽酶E2完全作用后产生的多肽中氧原子数目比十九肽少了4个，B正确；由于天门冬氨酸的R基上有—COOH，且氨基酸脱水缩合成一条肽链，所以该十九肽至少含有5个游离的羧基，C错误；肽酶E1专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶E1作用后产生的多肽是七肽(1～7号氨基酸)、六肽(9～14号氨基酸)和五肽(15～19号氨基酸)，D错误。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。例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．①④B．②③C．①③D．③④答案A解析甲硫氨酸的位置是3、25、56、78、82，因此水解掉5个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，肽链中的氨基数目是6＋5＝11，增加5个，羧基数至少一个变成至少6个，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，形成6个短肽和5个氨基酸，所以若去掉该多肽中的甲硫氨酸，O原子数目的减少数＝5个甲硫氨酸分子中的氧原子数－断裂5个甲硫氨酸共消耗的水分子数＝5×2－10＝0(个)，④错误。例4(2024·徐州高三校联考)如图表示对某蛋白质分子结构中相关数据的统计结果，据此分析，下列表述不正确的是()A．与合成之前的氨基酸分子相比，该蛋白质少了124个氧原子B．该蛋白质的组成元素一定只有C、H、O、NC．参与合成该蛋白质的氨基酸共有羧基141个D．该蛋白质水解为氨基酸时，相对分子质量共增加2232答案B解析分析图示可知，该蛋白质的肽链数为2条，所以与合成之前的氨基酸分子相比，该蛋白质形成过程中少了126－2＝124分子水，所以少了124个氧原子，A正确；该蛋白质的组成元素至少有C、H、O、N，可能还有其他元素，B错误；蛋白质中游离羧基数＝肽链数＋R基中含有的羧基数，故构成该蛋白质的氨基酸共有15＋126＝141(个)羧基，C正确；126个氨基酸脱水缩合形成蛋白质时共脱掉124个水分子，所以该蛋白质水解时，需要消耗124分子水，相对分子质量增加124×18＝2232，D正确。1．(必修1P29)请叙述氨基酸的结构特点：每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。2．(必修1P30)评价食物中蛋白质的营养价值应注重必需氨基酸的含量。3．(必修1P30)蛋白质的空间结构主要由氢键和二硫键形成。4．(必修1P30)脱水缩合是一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接，同时脱去一分子的水的过程。5．(必修1P32“与社会的联系”)蛋白质变性是指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。6．组成人胰岛素的基本单位的结构通式为，该物质的基本单位具有多样性的原因是R基不同。7．蛋白质中肽键数和脱去的水分子数相等，都等于氨基酸数－肽链数。8．胰岛素分子与其他蛋白质结构不同的直接原因是构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。9．烤熟的鸭子，其蛋白质一定发生了变性，食物加工过程中蛋白质变性不影响(填“影响”或“不影响”)蛋白质的营养价值。煮熟的蛋白质容易(填“容易”或“不容易”)消化，原因是_高温改变了蛋白质的空间结构，使肽键暴露，易被蛋白酶催化水解。课时精练1．(2021·辽宁，1)蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关叙述错误的是()A．叶绿体中存在催化ATP合成的蛋白质B．胰岛B细胞能分泌调节血糖的蛋白质C．唾液腺细胞能分泌水解淀粉的蛋白质D．线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质答案D解析叶绿体的类囊体薄膜是进行光合作用的场所，能合成ATP，则存在催化ATP合成的酶，其化学本质是蛋白质，A正确；胰岛B细胞能分泌胰岛素，降低血糖，胰岛素的化学本质是蛋白质，B正确；唾液腺细胞能分泌唾液淀粉酶，唾液淀粉酶属于分泌蛋白，能水解淀粉，C正确；葡萄糖分解的场所在细胞质基质，线粒体膜上不存在运输葡萄糖的蛋白质，D错误。2．组成细胞的有机物中含量最多的是蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关生物体内蛋白质的叙述，错误的是()A．细胞膜上的某些蛋白质具有物质运输功能B．蛋白质参与人体内环境渗透压的维持C．酒精消毒的原理是使细菌和病毒蛋白质的肽键断裂D．肽链通过盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质答案C解析酒精消毒的原理是使细菌和病毒的蛋白质空间结构被破坏，但肽键不断裂，C错误。3．如图是三种组成蛋白质的氨基酸的结构，下列有关叙述不正确的是()A．以上三种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OHB．将这三种氨基酸(足量)置于适宜条件下，经脱水缩合可形成的链状三肽化合物最多有27种C．甲是结构最简单的氨基酸D．含一个氨基和一个羧基的化合物就是组成蛋白质的氨基酸答案D解析根据氨基酸的结构通式可知，含一个氨基和一个羧基的化合物未必是组成蛋白质的氨基酸，还需要氨基和羧基连接在同一个碳原子上，D错误。4．谷胱甘肽(分子式C10H17O6N3S)是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要的三肽，它是由谷氨酸(C5H9O4N)、甘氨酸(C2H5O2N)和半胱氨酸缩合而成的，则半胱氨酸可能的分子式是()A．C3H3NS B．C3H5NOSC．C3H7O2NS D．C3H3O2NS答案C解析根据题意分析可知，谷胱甘肽(分子式C10H17O6N3S)是由谷氨酸(C5H9O4N)、甘氨酸(C2H5O2N)和半胱氨酸脱去2分子水缩合而成的，根据反应前后化学元素守恒可以得出半胱氨酸可能的分子式为C3H7O2NS。5．(2024·湖北沙市中学高三质检)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增加答案C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，色氨酸进入大脑时会转化为血清素，机体产生饱腹感，食物摄取量减少，B错误；由题意可知，人在吃饱之后容易产生困倦的直接原因是血液中褪黑素的含量增加，D错误。6．(2023·海南，2)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，从而改变其韧性答案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错误；该蛋白彻底水解的产物为氨基酸，不能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，C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错误。7．(2024·苏州高三校联考)动物血液的颜色由血色蛋白所含的金属元素决定。含铜的血色蛋白呈蓝色或青色，含钒的血色蛋白呈绿色，含铁的血色蛋白呈红色。下列相关叙述错误的是()A．氨基酸脱水缩合形成血色蛋白的一级结构B．无机盐能与血色蛋白结合，并影响它们的性质C．不同的血色蛋白都能运输氧，所以其结构都相同D．血红蛋白中的Fe2＋氧化为Fe3＋后，会失去运输氧的功能答案C解析不同的血色蛋白都能运输氧，但由于血色蛋白可与不同的金属元素结合，故不同血色蛋白的结构不同，C错误。8．(2024·宜昌高三模拟)某种脑啡肽是人工合成的具有镇痛功能的药物，如图为该化合物的结构式，下列各项分析合理的是()A．该脑啡肽是人体细胞都能合成的蛋白质B．该脑啡肽含有5个氨基和1个羧基C．参与该脑啡肽组成的基本单位有4种D．该脑啡肽含有4个肽键，是四肽化合物答案C解析由题意可知，该脑啡肽是人工合成的蛋白质，A错误；分析题图可知，该化合物有一个氨基，有一个羧基，B错误；组成蛋白质的氨基酸中，R基不同，氨基酸不同，分析题图可知，该化合物中共有4种R基，即参与该脑啡肽组成的基本单位有4种，C正确；分析题图可知，该化合物由5个氨基酸脱水缩合而成，所以是五肽化合物，有5－1＝4(个)肽键，D错误。9．(2023·长沙高三模拟)硒代半胱氨酸是组成蛋白质的第21种氨基酸，细胞中的硒元素以随机取代蛋白质中硫元素的形式插入蛋白质(如图1)或以硒代半胱氨酸(Sec)的形式在翻译的过程中插入蛋白质中。下列相关分析正确的是()A．双缩脲试剂可与硒代半胱氨酸产生紫色反应B．可用3H标记硒代半胱氨酸的羧基追踪其参与合成的蛋白质C．细胞中的Sec可以通过取代Cys中的硫元素来合成，说明Sec是必需氨基酸D．硒元素随机取代蛋白质中的硫元素，会改变蛋白质的空间结构和功能答案D解析氨基酸没有肽键，不与双缩脲试剂发生紫色反应，A错误；用3H标记硒代半胱氨酸的羧基，氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接，会脱去一分子水(羧基中的—OH和氨基中的—H)，放射性存在于水中，B错误；必需氨基酸人体细胞不能合成，必须从外界环境中获取，Sec可以通过取代Cys中的硫元素来合成，所以Sec是非必需氨基酸，C错误。10．(2024·福建宁德第一中学高三期中)细胞受到冰冻时，蛋白质分子相互靠近，当接近到一定程度时，蛋白质分子中相邻近的巯基(—SH)氧化形成二硫键(—S—S—)。解冻时，蛋白质氢键断裂，二硫键仍保留(如图所示)。下列说法不正确的是()A．巯基位于氨基酸的R基上B．解冻后蛋白质功能可能异常C．结冰和解冻过程涉及肽键的变化D．抗冻植物有较强的抗巯基氧化能力答案C解析巯基(—SH)中含有S，由氨基酸的结构通式可知，巯基位于氨基酸的R基上，A正确；蛋白质的结构决定蛋白质的功能，由题干信息“解冻时，蛋白质氢键断裂”可知，解冻后的蛋白质结构会发生变化，其功能也可能发生异常，B正确；由题干信息可知，结冰时会增加蛋白质分子中的二硫键，解冻时空间结构改变，结冰和解冻过程未涉及肽键的变化，C错误；细胞受到冰冻时，蛋白质分子中相邻近的巯基(—SH)会被氧化形成二硫键(—S—S—)，抗冻植物能够适应较冷的环境，根据形态结构和功能相适应的观点，可推知抗冻植物有较强的抗巯基氧化能力，D正确。11．(2024·南通高三海门中学校考)科学家发现，一种被称为泛素的多肽在某些蛋白质的降解过程中起重要作用。泛素激活酶(E1)将泛素激活，然后由E1将泛素交给泛素结合酶(E2)，最后在泛素连接酶(E3)的指引下将泛素转移到靶蛋白上，这一过程不断重复，靶蛋白就被绑上一批泛素分子。被泛素标记的靶蛋白很快被送往细胞内一种被称为蛋白酶体的结构中进行降解。下列相关判断不正确的是()A．泛素能催化某些蛋白质水解B．蛋白酶体降解靶蛋白的过程需要消耗水分子C．细胞内E1、E2、E3功能不同的直接原因是它们的分子结构不同D．若靶蛋白含有M个氨基酸、N条肽链，则此蛋白质至少含有氧原子数(N＋M)个答案A解析泛素在蛋白质降解过程中起标签作用，不能催化蛋白质水解，A错误；蛋白酶体降解靶蛋白的过程是蛋白质的水解过程，需要消耗水，B正确；E1、E2、E3三种酶功能不同，蛋白质的结构不同，C正确；若靶蛋白含有M个氨基酸、N条肽链，至少含有M－N个肽键，每个肽键有1个O，每条多肽链至少有一个游离的羧基，每个羧基有2个O，因此氧原子数目＝(M－N)＋2×N＝M＋N，则此蛋白质至少含有氧原子数(N＋M)个，D正确。12．肌红蛋白(Mb)是哺乳动物肌肉中储氧的蛋白质，含有C、H、O、N、Fe五种元素，由一条肽链和一个血红素辅基构成。Mb中的极性侧链基团几乎全部分布在分子的表面，而非极性的侧链基团则被埋在分子内部。含有Fe2＋的血红素辅基位于Mb表面内陷的疏水洞穴中，避免了Fe2＋被氧化。下列说法错误的是()A．Mb表面极性侧链基团可以与水分子结合，故Mb可溶于水B．Mb中的疏水洞穴保证了血红素的储氧能力C．组成Mb的肽链中氧原子数一定多于氨基酸数D．Mb复杂结构的形成只与不同部位氨基酸之间形成的二硫键有关答案D解析由题意可知，Mb表面含有极性侧链基团，能够与水分子结合从而使Mb溶于水，A正确；由题意可知，Mb中的疏水洞穴能避免血红素辅基中的Fe2＋被氧化，保证了Mb的储氧能力，B正确；由题意可知，Mb含有一条肽链，肽链中的氨基酸通过脱水缩合形成肽键，“—CO—NH—”结构中含有一个氧原子，肽键数＝氨基酸数－肽链数，肽链末端的羧基含有两个氧原子，若不考虑侧链基团中的氧原子，则肽链中氧原子数＝肽键数＋2＝氨基酸数＋1，C正确。13．(2024·福建上杭一中高三质检)对蛋清溶液做如下两种方式的处理：下列有关分析不正确的是()A．经过程①②处理，蛋白质的空间结构及肽键没有遭到破坏B．经过程③④处理，分别破坏了蛋白质的空间结构及肽键C．经处理后，乙溶液中的肽链数目发生改变，甲溶液中不变D．向甲、乙两溶液中加入双缩脲试剂，甲溶液变紫色乙溶液不变紫色答案D解析甲、乙两种溶液中均有肽键存在(乙中含蛋白酶，蛋白酶是蛋白质，含有肽键)，向甲、乙两溶液中加入双缩脲试剂，甲溶液变紫色，乙溶液也会变紫色，D错误。14．(2024·黄石高三期末)如图为某蛋白质(含有110个氨基酸)天然状态与非折叠状态的转化条件，下列相关叙述不正确的是()A．此蛋白质由110个氨基酸脱水缩合而成，有109个肽键B．此蛋白质分子至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基C．用尿素处理时，蛋白质中的肽键断裂导致该蛋白生物活性丧失D．此蛋白质的催化功能取决于其复杂的空间结构答案C解析分析题图可知，该蛋白质含有110个氨基酸，一条肽链，脱水缩合形成的肽键数目＝氨基酸数目－肽链条数＝110－1＝109(个)，A正确；此蛋白质含有一条肽链，在不考虑R基的情况下，至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端，B正确；尿素处理后，该蛋白质由天然状态转变成非折叠状态，空间结构发生改变，但肽键没有断裂，C错误；蛋白质多样的功能是由其复杂多样的结构所决定的，所以该蛋白质的催化功能取决于其复杂的空间结构，D正确。第5课时核酸是遗传信息的携带者课标要求1.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。2.说出细胞内的元素以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。考情分析1.核酸和蛋白质的关系2021·江苏·T12020·北京·T22.生物大分子2023·全国乙·T12021·全国甲·T12020·天津·T2考点一核酸的种类、分布和功能1．核酸的结构2．DNA和RNA的组成成分比较(1)相同成分：含氮碱基A、G、C和磷酸。(2)不同成分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(DNA：脱氧核糖、胸腺嘧啶T,RNA：核糖、尿嘧啶U))3．核酸的功能与分布(1)功能：核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。(2)分布4．核苷酸的排列顺序储存着遗传信息(1)遗传信息的多样性：组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有4种，但是如果数量不限，在连成长链时，排列顺序是极其多样的，所以DNA分子的信息容量非常大。(2)遗传信息的特异性：每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的排列顺序是特定的，其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。5．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碱基种类核苷酸种类遗传物质细胞生物DNA和RNA5种8种DNA病毒DNA病毒DNA4种4种DNARNA病毒RNA4种4种RNA归纳总结DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系判断正误(1)细胞质基质、线粒体、叶绿体和细胞核中均有蛋白质和核酸(√)(2)所有生物体内都存在核糖和核酸(×)(3)组成核酸的单体是核苷酸，核苷酸的种类、数目、排列顺序、空间结构不同导致多聚体核酸具有了分子结构多样性(×)提示组成核酸的单体是核苷酸，核苷酸数目、排列顺序的不同导致多聚体核酸具有了分子结构多样性。(4)DNA分子的多样性是生物多样性的物质基础(√)(5)真核生物以DNA为遗传物质，原核生物以RNA为遗传物质(×)提示细胞生物的遗传物质均是DNA。考向一核酸的结构和功能1．核酸甲和乙是某生物体内的两种核酸，这两种核酸的基本组成单位如图所示。已知核酸甲与蛋白质形成的复合物是遗传物质的载体，核酸乙具有运输功能。下列有关叙述正确的是()A．该生物的遗传物质主要是核酸甲B．核酸甲内有氢键，核酸乙内没有氢键C．与合成核酸乙的单体相比，核酸甲的单体的2′位置的碳原子上少一个氧D．生物体内核酸甲功能多样性与核苷酸的种类、数量、排序及连接方式均有关答案C解析由题意可知，核酸甲是DNA，该生物的遗传物质是DNA，A错误；双链DNA中含有氢键，核酸乙是tRNA，核酸乙中也含有氢键，B错误；核酸甲是DNA，DNA含有4种脱氧核苷酸，生物体内核酸甲功能多样性与核苷酸的种类、数量、排序有关，与核苷酸的连接方式无关，D错误。2.如图表示化合物a和m参与化合物b的构成情况，下列有关叙述不正确的是()A．若m为腺嘌呤，则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸B．在T2噬菌体、烟草花叶病毒体内b均为4种C．若a为核糖，则ADP脱去一个磷酸后，可形成bD．若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸可存在于HIV中答案D解析若m为腺嘌呤，a可能为核糖或脱氧核糖，则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核苷酸，A正确；T2噬菌体只含有DNA一种核酸，其核苷酸有4种，烟草花叶病毒只含有RNA一种核酸，其核苷酸有4种，B正确；若a为核糖，则b为核糖核苷酸，而ADP脱去一个磷酸后，可形成腺嘌呤核糖核苷酸，C正确；若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸为DNA，而HIV只含有RNA一种核酸，D错误。考点二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单糖多糖氨基酸蛋白质核苷酸核酸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3.依据元素组成推断有机物的种类及功能判断正误(1)淀粉、糖原结构不同与构成它们的基本单位的种类和排列顺序有关(×)提示淀粉、糖原的基本单位相同，都是葡萄糖。二者不同的原因是葡萄糖的数量和排列方式不同。(2)酶、激素和抗体都是生物大分子，都以碳链为骨架(×)提示人体内的激素不一定是生物大分子，例如性激素属于固醇，属于小分子物质。(3)细胞利用单体合成生物大分子，需要消耗ATP(√)(4)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(×)提示蛋白质空间结构被破坏后一般是不可逆的，DNA的空间结构被破坏后一般是可逆的。考向二辨析蛋白质和核酸的关系3．(2021·江苏，1)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、NB．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答案D解析DNA经高温变性后，降温能缓慢复性，蛋白质经高温变性后，降温不能复性，D错误。4．(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聚合酶答案B解析真核细胞的染色体和染色质都主要是由DNA和蛋白质组成的，都存在DNA—蛋白质复合物，A正确；原核细胞中没有以核膜为界限的细胞核，DNA裸露存在，不含染色体(质)，但是其DNA会在相关酶的催化下发生复制，DNA分子复制时会出现DNA—蛋白质复合物，B错误；DNA复制需要DNA聚合酶，若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能为DNA聚合酶，C正确；在DNA转录合成RNA时，需要有RNA聚合酶的参与，故该DNA—蛋白质复合物中含有RNA聚合酶，D正确。归纳总结常见的核酸—蛋白质复合体考向三比较细胞中的生物大分子5．(2023·全国乙，1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()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可以是双缩脲试剂答案B解析组成蛋白质的单体是②氨基酸，连接两个氨基酸分子的化学键是③肽键，组成核酸的单体是⑤核苷酸，B错误。6．(2021·全国甲，1)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答案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、脂质等，只有蛋白质才是由氨基酸通过肽键连接而成的，A错误；糖原是生物大分子，脂肪不是生物大分子，且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，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正确；人体主要的能源物质是糖类，核酸是生物的遗传物质，脂肪是机体主要的储能物质，D错误。1．(必修1P35)核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。2．(必修1P34)DNA是脱氧核糖核酸的简称，由脱氧核糖核苷酸组成。脱氧核糖核苷酸由一分子脱氧核糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基组成。3．(必修1P34)RNA是核糖核酸的简称，由核糖核苷酸组成。核糖核苷酸由一分子核糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基组成。4．(必修1P35)和DNA相比，RNA在化学组成上的区别：RNA含有核糖而不含脱氧核糖，RNA含有U而不含有T。5．(必修1P35)细胞中组成DNA的脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息。6．(必修1P34)真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA，RNA主要分布在细胞质中。7．(必修1P36)碳是“生命的核心元素”的原因是生物大分子以碳链为基本骨架。8．细胞中组成核酸的含氮碱基有5种，其中DNA中有4种，分别是A、G、C、T；RNA中有4种，分别是A、G、C、U。9．玉米的核酸初步水解后可得到8种核苷酸，彻底水解后可得到5种碱基；玉米的遗传物质初步水解后可得到4种核苷酸，彻底水解后可得到4种碱基。10．“胎儿亲子鉴定”是利用基因技术鉴定胎儿遗传意义上的父亲，从孕妇的羊水中提取细胞，通过鉴定胎儿的DNA确认父子关系。进行亲子鉴定时，主要比较胎儿与“父亲”DNA的脱氧核苷酸的排列顺序。11．请从单体和多聚体关系的角度阐明“吃什么补什么”存在的不合理性：生物大分子都要被消化成细胞可以吸收的小分子才能被人体吸收。课时精练1．下列关于脱氧核糖核酸(DNA)的分布的叙述，正确的是()A．蛙的成熟红细胞中不含DNA分子B．人体细胞的细胞质中也有DNA分子C．含DNA的原核细胞不会同时含RNAD．细菌细胞中的遗传物质是染色质答案B解析蛙的成熟的红细胞含有细胞核等结构，含有DNA分子，A错误；原核细胞和真核细胞内都含有两种核酸，即同时含有DNA和RNA，C错误；细菌细胞不含染色质，细菌细胞中的遗传物质是DNA，D错误。2．下列有关核酸的叙述，正确的是()A．细胞生物都有DNA和RNA两类核酸，遗传物质都是DNAB．核酸分子中嘌呤数等于嘧啶数，碱基之间通过氢键形成碱基对C．真核细胞的RNA主要分布在细胞核中D．核酸的基本单位是脱氧核苷酸，组成元素是C、H、O、N、P答案A解析核酸包括DNA和RNA两种，其中RNA分子一般是单链的，其嘌呤数一般不等于嘧啶数，且其碱基之间一般不通过氢键形成碱基对，B错误；真核细胞的RNA主要分布在细胞质中，C错误；核酸包括DNA和RNA，其基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸，组成元素是C、H、O、N、P，D错误。3．(2023·兰州高三期中)如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．如果甲中的m是U，则甲是丙的基本单位B．如果甲中的m是G，则甲可能是乙或丙的基本单位C．如果甲中的a是脱氧核糖，则甲物质聚合成的大分子物质在同一生物体的不同细胞中数目一定相同D．如果甲中的a是核糖，则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于细胞核和细胞质中答案C解析如果甲中的m是U，则甲为核糖核苷酸，是丙(tRNA)的基本单位，A正确；如果甲中的m是G，则甲可为鸟嘌呤脱氧核苷酸或鸟嘌呤核糖核苷酸，则甲可能是乙(DNA)或丙(tRNA)的基本单位，B正确；如果甲中的a是脱氧核糖，则甲为脱氧核苷酸，其聚合成的大分子物质是DNA，DNA在体细胞和生殖细胞(如精细胞、卵细胞)中的数目是不同的，C错误；如果甲中的a是核糖，则甲为核糖核苷酸，其聚合成的大分子物质是RNA，主要分布于细胞质中，少量分布于细胞核中，D正确。4．如图中甲、乙、丙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)。下列有关叙述正确的是()A．甲中含氮碱基种类有A、U、G、CB．若丙中N为T，则丙的基本组成单位是乙，若丙中N为U，则不可储存遗传信息C．将洋葱根尖细胞中的核酸初步水解和彻底水解获得的产物都有8种D．将洋葱根尖细胞中的遗传物质彻底水解后，可得到8种小分子物质答案C解析甲为DNA的基本单位——脱氧核苷酸，其碱基种类有A、T、G、C，A错误；若丙中碱基N为T，则丙为脱氧核苷酸构成的长链，即DNA；若丙中碱基N为U，则丙为核糖核苷酸构成的长链，即RNA，RNA可为某些病毒的遗传物质，可储存遗传信息，B错误；洋葱根尖细胞中的核酸有DNA和RNA两种，其初步水解的产物有4种核糖核苷酸和4种脱氧核苷酸，共8种；其彻底水解的产物有5种碱基(A、T、C、G、U)、2种五碳糖(脱氧核糖和核糖)和磷酸，共8种，C正确；洋葱根尖细胞中的遗传物质是DNA，DNA彻底水解的产物是4种碱基(A、T、C、G)、脱氧核糖和磷酸，共6种小分子物质，D错误。5．烟草花叶病毒(TMV)由蛋白质外壳包裹着一条RNA链组成，只能在宿主细胞内增殖。下列叙述正确的是()A．蛋白质和RNA属于生物大分子B．TMV的遗传物质是DNA和RNAC．组成TMV的核苷酸碱基有5种D．TMV属于异养型的原核生物答案A解析蛋白质和RNA属于生物大分子，分别是由氨基酸和核糖核苷酸经脱水缩合而成，A正确；TMV的核酸只有一种，其遗传物质是RNA，其碱基有4种，分别是A、U、G、C，B、C错误；TMV无细胞结构，不属于原核生物，D错误。6．(2020·北京，2)蛋白质和DNA是两类重要的生物大分子，下列对两者共性的概括，不正确的是()A．组成元素含有C、H、O、NB．由相应的基本结构单位构成C．具有相同的空间结构D．体内合成时需要模板、能量和酶答案C7．蛋白质和核酸是细胞内重要的大分子物质，下列相关叙述正确的是()A．二者均以碳链为基本骨架，但蛋白质不含有P元素B．二者存在于线粒体、核糖体，也是染色体的组成成分C．二者主要在细胞核内合成，都能通过核孔出入细胞核D．合成蛋白质仅需要一种RNA参与答案B解析蛋白质和核酸是细胞内重要的大分子物质，生物大分子以碳链为骨架。蛋白质的元素组成为C、H、O、N，有的还有S、P(蛋白质磷酸化)，A错误；线粒体中含多种蛋白质和DNA、RNA；核糖体成分是蛋白质和RNA；染色体的主要成分是DNA和蛋白质，B正确；核酸主要在细胞核内合成，蛋白质在核糖体上合成，RNA和蛋白质可通过核孔进出细胞核，DNA不能进出细胞核，C错误；合成蛋白质的过程主要包括转录和翻译过程，需要mRNA、tRNA、rRNA参与，D错误。8．下列关于组成生物体化合物的叙述，正确的是()A．组成生物体的大分子有机物一定含有N元素B．组成血红蛋白的氨基酸可能含有Fe元素C．组成染色体的化合物都含有S元素D．组成胰岛素的某些氨基酸含有S元素答案D解析生物大分子有蛋白质、核酸和多糖等，蛋白质的元素组成主要为C、H、O、N，核酸的元素组成为C、H、O、N、P，多糖(纤维素、糖原、淀粉)的元素组成为C、H、O，因此组成生物体的大分子有机物不一定含有N元素，A错误；血红蛋白由蛋白质和血红素(含铁)组成，因此血红蛋白含有铁元素不是因为氨基酸含有铁元素，B错误；组成胰岛素的元素中含有S，是因为某些氨基酸分子的R基中含有S，D正确。9．(2024·福州高三质检)在生物体内，某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。其中X、Y代表元素，A、B、C是生物大分子。下列叙述不正确的是()A．图中X指的是P，Y指的是NB．单体a、b、c在形成A、B、C化合物过程中都会消耗能量C．同一生物不同细胞中A基本相同，B的多样性决定C的多样性D．人体中，单体a种类有4种，其排列顺序决定了C中单体c的种类和排列顺序答案A解析A、B、C都是生物大分子，它们间关系为A→B→C，推测A是DNA，B是RNA，C是蛋白质，则对应单体a表示脱氧核苷酸、单体b表示核糖核苷酸、单体c表