2024-2025学年高考生物一轮复习专题03蛋白质和核酸知识点讲解含解析

专题03蛋白质和核酸讲考纲考情讲考纲考情最新考纲蛋白质、核酸的结构和功能(Ⅱ)2、最近考情2024·全国卷Ⅰ(2)、2024·全国卷Ⅱ(1)、2024·全国卷Ⅲ(1)、2024·全国卷Ⅰ(2)、2024·全国卷Ⅱ(3)讲核心素养讲核心素养1、生命观念 蛋白质、核酸的结构多样性确定功能多样性2、科学思维 归纳演绎蛋白质的合成及有关计算，比较DNA与RNA的异同3、社会责任 了解蛋白质在人体健康及疾病治疗方面的应用，养成良好的生活习惯构思维导图构思维导图核心突破例题精讲核心突破例题精讲考点一氨基酸种类与结构【生命观念】例题：(2024·山东潍坊统考)下面是三种化合物的结构简式，下列有关这三种化合物的叙述，错误的是()A.三种化合物可以用一个结构通式表示B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应D.三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同【答案】B【解析】三种物质都是构成蛋白质的氨基酸，都可用氨基酸的结构通式表示，A正确；图中三种氨基酸共同点应为“至少都含有一个氨基、一个羧基”，B错误；双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应，是由于蛋白质中有肽键，氨基酸中无肽键，故不能与双缩脲试剂发生紫色反应，C正确；三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数分别是1、1、1，D正确。【学问总结】推断组成蛋白质的氨基酸变式训练：(2024·山西四校联考)下列关于人体氨基酸的叙述，正确的是()A．氨基酸是胰岛素等各种激素分子的基本单位B．不同氨基酸的R基肯定不同C．酪氨酸缺乏是人患白化病的根本缘由D．非必需氨基酸的合成与基因的功能无关【答案】B【解析】部分激素不是蛋白质(如性激素)，它们的基本组成单位不是氨基酸，A错误；不同氨基酸的R基肯定不同，B正确；人患白化病的根本缘由是基因突变，C错误；非必需氨基酸的合成与基因的功能有关，D错误。考点二蛋白质的结构和功能【生命观念】例题：(2024·全国卷Ⅱ，1)下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是()A.浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原B.肌细胞中的某些蛋白质参加肌肉收缩的过程C.蛋白质结合Mg2＋形成的血红蛋白参加O2运输D.细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分【答案】C【解析】浆细胞产生的特异性抗体可与相应抗原结合而发挥免疫功能，A正确；肌细胞中的肌球蛋白、肌动蛋白等参加肌肉收缩，B正确；参加氧气运输的血红蛋白中有Fe2＋，而没有Mg2＋，C错误；染色体主要由蛋白质和DNA组成，所以细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分，D正确。【学问总结】蛋白质多样性考点三蛋白质合成及计算【科学思维】例题：(2024·长沙长郡中学)如图是由A、B、C三个区段共81个氨基酸构成的胰岛素原，其需切除C区段才能成为有活性的胰岛素。下列相关叙述正确的是()A.胰岛素原中至少含有3个游离的氨基B.胰岛素分子中含有2条肽链、79个肽键C.沸水浴时肽键断裂，导致胰岛素生物活性的丢失D.理论上可以依据切除C区段所得多肽的含量间接反映胰岛素的量【答案】D【解析】图中的胰岛素原只有1条肽链，因此至少含有1个游离的氨基和羧基，A错误；切除C区段后得到两条链，第一条链为1～30位氨基酸，有29个肽键，其次条链为61～81位氨基酸，有20个肽键，共计49个肽键，B错误；高温破坏蛋白质的空间结构，胰岛素生物活性丢失，但不破坏肽键，C错误；依据切除C区段所得多肽的含量可以推想胰岛素的量，D正确。【学问总结】(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)。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质量氨基数目羧基数目1条mm－1m－1am－18(m－1)至少1个至少1个n条mm－nm－nam－18(m－n)至少n个至少n个注：假设氨基酸平均相对分子质量为a。(3)利用原子守恒法计算肽链中的原子数①N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数；②O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数。注：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假如形成二硫键，需考虑每形成一个二硫键需去掉两个H。(4)基因表达中氨基酸数与相应DNA、mRNA中碱基数目关系eq\a\vs4\ac\hs10\co5(DNA（基因）,\o(→,\s\up7(转录)),mRNA,\o(→,\s\up7(翻译)),蛋白质,碱基数,∶,碱基数,∶,氨基酸数,6,∶,3（最多）,∶,1（最多）)(5)妙用“排列组合”求解多肽种类①若n种氨基酸形成一个m肽，则形成的多肽种类为nm种。②若有n种氨基酸形成一个n肽，且每种氨基酸只有一个，则形成n肽的种类为n×(n－1)×(n－2)×…×1＝n！。变式训练：下图为由50个氨基酸形成的多肽示意图，其中含有4个丙氨酸(R基为—CH3)。现脱掉其中的丙氨酸，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)，请回答下列问题：(1)水解得到的几种有机物比原五十肽增加了______个氧原子。(2)新生成的4条多肽链至少含有____________个游离的羧基，若将这4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去______分子H2O。(3)若将得到的5个氨基酸缩合成五肽，则有______种不同的氨基酸序列。【答案】(1)8(2)43(3)5【解析】(1)据题图分析可知，每脱掉1个丙氨酸须要破坏2个肽键，脱掉4个丙氨酸共破坏了8个肽键，则有8分子水参加，故该五十肽水解得到的几种有机物比原五十肽增加了8个氧原子。(2)每条肽链中至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，故新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基，若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，须要形成3个肽键，脱去3分子水。(3)得到的5个氨基酸，其中有4个是丙氨酸，故将这5个氨基酸缩合成五肽，可有5种不同的氨基酸序列。考点四核酸的结构与功能【生命观念】例题：(2024·扬州高三模拟)下图中甲是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述不正确的是()A．假如甲中的m是U，则甲肯定是丙的基本单位B．假如甲中的m是G，则甲肯定是乙的基本单位C．假如甲中的a是脱氧核糖，则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于线粒体和叶绿体中D．假如甲中的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】B【解析】甲是核苷酸，是乙和丙的基本单位，乙是DNA，丙是tRNA。假如甲中的m是G，则甲可能是脱氧核苷酸，也可能是核糖核苷酸，是DNA或RNA的基本单位，B错误。【学问总结】1.核酸的结构层次2.核酸的功能与分布变式训练：(2024·海南卷，10)下列与真核生物中核酸有关的叙述，错误的是()A.线粒体和叶绿体中都含有DNA分子B.合成核酸的酶促反应过程中不消耗能量C.DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键D.转录时有DNA双链解开和复原的过程【答案】B【解析】线粒体和叶绿体是半自主性细胞器，在其基质中都含有DNA和RNA分子，A正确；合成核酸须要能量(ATP)、模板、原料和酶，B错误；DNA和RNA都是由核苷酸形成的，相邻核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，C正确；转录时DNA双链解开，以其中一条链为模板转录生成RNA，转录结束后RNA从DNA上脱下，DNA双链复原，D正确。考点五核酸、蛋白质间的内在关系【科学思维】例题：.(2024·安徽蚌埠期中)如图表示生物体内某些有机物的组成关系及其功能，其中C、D、E1、E2为小分子化合物，F、G、H、I、J均为大分子化合物。下列分析不正确的是()A.限制生物性状的物质是FB.C和D共有的元素有C、H、O、NC.E1和E2的区分是空间结构不同D.J具有改变更学反应速率的作用【答案】C【解析】依题意并分析图示可知：C为核苷酸，D为氨基酸，E1为脱氧核苷酸，E2为核糖核苷酸，F是DNA，G是RNA，H是蛋白质，I是结构蛋白，J是酶。DNA限制生物的性状，A正确；核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P，氨基酸的基本组成元素是C、H、O、N，B正确；脱氧核苷酸和核糖核苷酸的区分是含有的五碳糖不同以及含有的碱基不完全相同，C错误；酶能降低化学反应的活化能，因此能改变更学反应速率，D正确。【学问总结】核酸与蛋白质的比较项目核酸蛋白质DNARNA元素C、H、O、N、PC、H、O、N等组成单位名称脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸种类4种4种形成场所主要在细胞核中复制产生主要在细胞核中转录生成核糖体检测试剂甲基绿、吡罗红混合染液DNA呈绿色、RNA呈红色双缩脲试剂(紫色)分子结构一般为规则的双螺旋结构一般为单链结构氨基酸→多肽→蛋白质结构多样性的确定因素核苷酸的种类、数量及排列依次氨基酸的种类、数量、排列依次及多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别(1)DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系(2)核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不完全相同”拓展：各种有机物的组成、种类、结构和功能总结变式训练：(2024·广东佛山高三测试)下列关于有机分子中的单体和多聚体的叙述，正确的是()A．磷脂分子是以碳链为骨架形成的多聚体B．葡萄糖形成淀粉时会脱去水分子并合成ATPC．RNA的单体是核糖，DNA的单体是脱氧核