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第3讲　蛋白质与核酸
核心考点 考情分析
1.蛋白质的结构和功能 1.命题特点：蛋白质的结构多样性原因和核酸的功能是必考点。高考常与遗传、变异、基因表达等结合，形成综合题。
2.备考重点：构建知识网络，整合蛋白质与核酸的结构、功能、合成过程及与其他模块的联系
2.核酸的种类、结构和功能及生物大分子
考点一　蛋白质的结构和功能
必备知识·夯基
1. 蛋白质的功能和实例（连线）
2. 组成蛋白质的氨基酸
教材拾遗：〔必修1 P28“问题探讨”〕用胶原蛋白制成的手术缝合线可以不用拆线，其原理是胶原蛋白能被分解为人体可以吸收的氨基酸。
3. 多肽的形成过程
（1）肽的名称确定：一条多肽链由几个氨基酸分子脱水缩合构成就称 为 。
几肽　
（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　
两端　
R基　
（4）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 n 至少
个 至少 个
m条 n 至少
个 至少
个
n－ 1
n－ 1
1　
1　
an－18×（n－
1）　
n－ m
n－ m
m
m　
an－18×（n－
m）　
4. 蛋白质的结构
（1）结构层次（以血红蛋白为例）
（2）蛋白质结构多样性的原因
前联后挂：
氨基酸脱水缩合过程发生在核糖体上，是基因表达的翻译过程，翻译过程 形成的多肽链，其氨基酸的种类、数量和排列顺序都已经确定。
1. 判断正误
提示：蛋白质变性使其特定空间构象被破坏，一般不会导致肽键断裂。
提示：帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数低于C元素。
提示：主要存在于“—CO—NH—”结构中。
√
×
×
×
×
√
2. 规范表达
组成抗体和头发的氨基酸的种类、数量和排列顺序
不同，蛋白质的空间结构也不同　
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　
（3）人正常血红蛋白的空间结构呈球状，由它参与组成的红细胞呈两面 凹的圆盘状，如果血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，就可能形成异 常的血红蛋白。这样的血红蛋白可聚合成纤维状，性质也与正常血红蛋白 有差异，由它参与组成的红细胞就会扭曲成镰刀状，运输氧的能力会大为 削弱。结合镰状细胞贫血的致病原理说明蛋白质结构与功能的关系。
提示：每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨 基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。
关键能力·提升
考向一　组成蛋白质的氨基酸的种类与结构
1. （2025·河北邢台模拟）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： 　绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，硒蛋白可能具有催化作 用，A正确；硒蛋白有含肽键的结构，能够与双缩脲试剂反应呈紫色，B正 确；氨基酸的结构式为C2H4O2NR，由丝氨酸的结构式可知，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。
考向二　蛋白质的结构与功能
2. 蛋白质由氨基酸序列组成，这些序列折叠成复杂的三维结构以执行生物 功能。基于AI算法的“阿尔法折叠”人工智能系统能设计出具有稳定结构 的新型蛋白质。下列相关叙述错误的是（　　）
A. 组成蛋白质的氨基酸之间通过脱水缩合形成肽键
B. 氨基酸数目相同的多肽链可折叠成不同的三维结构
C. “阿尔法折叠”系统可使不同肽链之间形成氢键和二硫键
D. 利用AI设计新型蛋白质是从结构出发设计其功能
√
解析： 　氨基酸通过脱水缩合形成肽键连接成多肽链，这是蛋白质一级 结构的基础，A正确；即使氨基酸数目相同，若种类、排列顺序或空间结 构不同，蛋白质的三维结构也会不同，B正确；“阿尔法折叠”系统可预 测或设计蛋白质结构中的氢键和二硫键位置，但实际形成氢键（依赖空间 折叠）和二硫键（依赖巯基氧化）需特定条件，AI系统本身无法直接促使 这些化学键形成，C错误；蛋白质功能由其结构决定，AI通过设计结构来 实现预期功能，符合“结构决定功能”的生物学观点，D正确。
考向三　有关蛋白质结构的计算规律
3. （2025·陕西西安期中）如图为一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子， 其中“—S—S—”是将两条肽链连接起来的二硫键（由两个—SH形成， 即—SH＋—SH→—S—S—＋2H）。下列叙述正确的是（　　）
A. 该分子中含有197个肽键
B. 该蛋白质中至少含有2个游离的氨基
C. 参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有200个氨基
D. 合成该蛋白质的过程中，其相对分子质量减少了3 568
思维路径：
解析：D 　该蛋白质分子含有3条肽链并且乙和丙这2条肽链间有一个肽 键，所以链内肽键数＝氨基酸数－肽链数＝200－3＝197（个），链间肽 键1个，该蛋白质分子共有肽键数＝197＋1＝198（个），A错误；该蛋白 质中含有3条肽链，至少含有3个游离的氨基，B错误；图中1条肽链的R基 上的氨基与另一条肽链的R基上的羧基反应形成了一个肽键，因此在组成 该蛋白质分子的200个氨基酸中，至少含有201个氨基和201个羧基，C错 误；200个氨基酸经脱水缩合形成该蛋白质时脱去的水分子数为198个，并 形成2个二硫键，所以合成该蛋白质时相对分子质量减少198×18＋2×2＝ 3 568，D正确。
4. （2025·河南焦作期末）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（60和61号氨基 酸、30和31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；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49个肽键，D正确。
题后归纳：蛋白质水解有关计算
（1）若除去多肽内部的1个氨基酸，需水解掉2个肽键；若除去多肽一端 的1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。
考点二　核酸的种类、结构和功能
必备知识·夯基
1. 核酸是遗传信息的携带者
（1）核酸的结构
前联后挂：若要用同位素标记法确定某种病毒的遗传物质是DNA还是 RNA，应分别用含放射性同位素标记的尿嘧啶（U）和胸腺嘧啶（T）培养 病毒，检测子代病毒是否有放射性。
（2）核酸的功能与分布
①功能
②分布
2. 核酸与蛋白质的比较
项目 核酸 蛋白质
DNA RNA
元素 等
组成单位 （4 种） 核糖核苷酸
（4种） 氨基酸（21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
分子结构 一般为双螺旋结构 一般为单链结构 氨基酸→多肽→蛋 白质
C、H、O、N、P　
C、H、O、N　
脱氧核苷酸　
3. 生物大分子以碳链为基本骨架
（1）生物大分子以碳链为骨架
单体（基本单位） 多聚体（生物大分子）
单体 多聚体
多糖
蛋白质
核苷酸
单糖
氨基酸
核酸
（2）有机物初步水解产物、彻底水解产物和代谢终产物
1. 判断正误
提示：无论是食物中的核酸还是补充特定的核酸，都不能直接被细胞利 用，需要被分解成小分子才能进入细胞，因此补充某些特定的核酸，不能 增强机体修复受损基因的能力。
×
√
提示：人体细胞中储存遗传信息的物质是DNA。
×
×
√
2. 规范表达
（2）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。
提示：构成多糖的基本单位是葡萄糖，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、排列顺序上就会千差万别，从而能 够承担起携带遗传信息的功能。
生物的遗传信息就储存在
DNA分子中，而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列各有特点　
脱氧核苷酸的排列顺序　
关键能力·提升
考向一　核酸的组成、结构与功能
1. （2024·北京高考2题）科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依 据的是DNA的（　　）
A. 元素组成 B. 核苷酸种类
C. 碱基序列 D. 空间结构
√
解析： 　DNA的元素组成都是C、H、O、N、P，A不符合题意；DNA分 子的核苷酸种类只有4种，B不符合题意；每种DNA的碱基序列不同，“尼 安德特人”与现代人的DNA碱基序列有相似部分，证明“尼安德特人”与 现代人是近亲，C符合题意；DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构，D 不符合题意。
2. （2025·江西上饶一模）流行性出血热是由汉坦病毒（一种RNA病毒） 引起的以鼠类为主要传染源的自然疫源性疾病。如图甲、乙、丙是构成人 类患者、鼠类、汉坦病毒核酸的两种核苷酸及它们形成的核苷酸单链（N 表示某种碱基）。下列有关叙述正确的是（　　）
A. 鼠类细胞中A、T、U、C这四种碱基最多可以组成甲、乙共5种
B. 若丙中N为T，则丙中磷酸分子数＝核糖数＝碱基数
C. 人类患者细胞中的遗传物质彻底水解获得的产物有4种
D. 人类患者、鼠类、汉坦病毒这三种生物的核苷酸种类依次是8、8、4
√
解析： 　鼠类细胞中含有DNA和RNA，A、U、C、T最多可以组成甲脱 氧核苷酸3种（A、T、C），乙核糖核苷酸3种（A、U、C），共构成6 种，A错误；T是DNA特有的碱基，若丙中N为T，则丙中磷酸分子数＝脱 氧核糖数＝碱基数，B错误；人类患者细胞中的遗传物质是DNA，DNA彻 底水解获得的产物有6种（4种碱基、1种脱氧核糖和1种磷酸），C错误； 人类患者、鼠类的细胞中含有DNA和RNA，含有8种核苷酸，汉坦病毒只 含有RNA，含有4种核苷酸，D正确。
题后归纳：不同生物的核酸、核苷酸、碱基和五碳糖的归纳
考向二　综合考查核酸、蛋白质间的关系
3. 如图表示在细胞内发生的一系列生物大分子的合成过程，其中甲、乙、 丙、丁表示生物大分子，丁是细胞内的储能物质，b、c、d表示组成对应大 分子的单体，下列叙述正确的是（　　）
A. 甲主要分布在细胞核中，组成它的单体是核糖核苷酸
B. 乙、丙具有多样性是因为b、c种类多样
C. c可以起到信息传递的作用，也可以与双缩脲试剂 反应显紫色
D. 在植物细胞和动物细胞内丁可代表不同物质，但d代表同一物质
√
解析： 　甲是DNA，主要分布在细胞核中，组成它的单体是脱氧核苷 酸，A错误；乙是RNA，RNA具有多样性是因为核糖核苷酸排列顺序具有 多样性，b的种类为4种，B错误；c是氨基酸，有的氨基酸可以作为神经递 质起到信息传递的作用，但不可以与双缩脲试剂反应显紫色，C错误；丁 是细胞内的储能物质，在植物细胞和动物细胞内分别代表不同物质，在植 物细胞内是淀粉，在动物细胞内是糖原，但d代表同一物质，为葡萄糖，D 正确。
4. （2025·河北唐山模拟）真核生物中，DNA和RNA常与蛋白质结合，以 DNA—蛋白质复合物或RNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关说法正 确的是（　　）
A. 蛙的红细胞中不含核酸—蛋白质复合物
B. 某些细胞器中可含有DNA—蛋白质复合物
C. DNA—蛋白质复合物能通过核孔
D. tRNA充当搬运工时，以核酸—蛋白质复合物形式存在
√
解析： 　蛙的红细胞中有细胞核和各种细胞器，DNA和RNA常与蛋白质 结合，以DNA—蛋白质复合物或RNA—蛋白质复合物的形式存在，如DNA 和蛋白质结合形成染色体，A错误；线粒体和叶绿体中含DNA，在DNA复 制和转录时，可分别与DNA聚合酶、RNA聚合酶等酶结合形成DNA—蛋白 质复合物，B正确；细胞核内的DNA不能通过核孔进入细胞质，因此 DNA—蛋白质复合物不能通过核孔，C错误；tRNA充当搬运工时，tRNA 与氨基酸结合，D错误。
题后归纳：常见核酸—蛋白质复合体
考向三　生物大分子的种类和组成
5. （2025·河北高考3题）下列对生物体有机物的相关叙述，错误的是 （　　）
A. 纤维素、淀粉酶和核酸的组成元素中都有C、H和O
B. 糖原、蛋白质和脂肪都是由单体连接成的多聚体
C. 多肽链和核酸单链可在链内形成氢键
D. 多糖、蛋白质和固醇可参与组成细胞结构
√
解析： 　纤维素属于糖类，由C、H、O组成，淀粉酶属于蛋白质，蛋白 质的主要元素组成是C、H、O、N，核酸由C、H、O、N、P组成，A正 确；糖原是由单糖连接成的多聚体，蛋白质是由氨基酸连接成的多聚体， 脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯，不属于多聚 体，B错误；肽链上不同氨基酸之间能形成氢键等，从而使得肽链能盘 曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子；核酸单链折叠时，内部 有碱基互补配对情况，可形成氢键，如tRNA，C正确；细胞膜的外表面有 糖类分子，它和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，在 细胞生命活动中发挥重要的功能；胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分， D正确。
考教衔接　蛋白质的结构与功能
（2025·全国卷1题）蛋白质是结构和功能多样的生物大分子。下列叙述错 误的是（　　）
A. 二硫键的断裂不会改变蛋白质的空间结构
B. 改变蛋白质的空间结构可能会影响其功能
C. 用乙醇等有机溶剂处理可使蛋白质发生变性
D. 利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质
√
解析： 　二硫键是连接不同半胱氨酸残基的化学键，属于蛋白质一级结 构的一部分。若二硫键断裂，会破坏蛋白质的空间结构，导致其功能丧 失，A错误；蛋白质的功能依赖其特定的空间结构，若空间结构改变（如 高温、强酸强碱导致的变性），其功能通常也会受到影响，B正确；乙醇 等有机溶剂可破坏蛋白质分子中的氢键，导致其空间结构改变而变性，C 正确；蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作 为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白 质，因此利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质，D正确。
〔必修1 P32“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。例如，鸡 蛋、肉类经煮熟后蛋白质变性就不能恢复原来状态。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，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易 消化。又如，经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性， 可以达到消毒、灭菌的目的。
考法1：从“结构与功能观”角度，考查某种蛋白质的结构与功能
1. （2025·辽宁朝阳期末）蛋白质分子
的专一形状是由4个层次的结构决定 的，这4个层次是一级、二级、三级和
四级结构。如图代表的是甲状腺素视黄
质运载蛋白（TTR）的各级结构，其中
一级结构中的Leu、Asp等表示不同的
氨基酸。TTR是存在于血液中的一种蛋
白质，其功能是运送甲状腺素和维生素
A。它由4条相同的多肽链组成。下列相关叙述错误的是（　　）
A. TTR的运输功能由其结构决定
B. 二级结构主要由多肽链借助二硫键形成规律性的螺旋和折叠等结构
C. 蛋白质一级结构的形成与核糖体有关
D. 内质网和高尔基体参与蛋白质结构变化
√
解析： 　蛋白质的功能是由其结构决定的，TTR作为一种蛋白质，其运 输甲状腺素和维生素A的功能必然由其特定的结构决定，A正确；二级结构 主要由多肽链借助氢键形成规律性的螺旋和折叠等结构，B错误；蛋白质 的一级结构是氨基酸的排列顺序，是由翻译过程决定的，与核糖体有关， C正确；分泌蛋白的合成与分泌过程中，内质网对蛋白质进行初步加工， 高尔基体对蛋白质进行进一步修饰加工等，TTR是存在于血液中的一种蛋 白质（属于分泌蛋白），所以内质网和高尔基体参与蛋白质结构变化，D 正确。
考法2：联系蛋白质工程，考查蛋白质的结构与氨基酸测序
2. （2025·山西太原模拟）2024年6
月18日，国家药品监督管理局
（NMPA）正式批准了依柯胰岛素
注射液在中国的上市申请。依柯胰
岛素改变了原有的人胰岛素分子的氨基酸序列，并通过连接脂肪酸侧链，从而与血液中白蛋白强效结合形成储库，这样既能保证有活性的依柯胰岛素分 子从储库中缓慢、持续地释放，如“涓涓细流”般作用于靶器官和组织， 又能减弱胰岛素与受体结合后的清除，在人体内半衰期长达196小时。如 图为在原有人胰岛素的基础上改造成的依柯胰岛素的结构。下列叙述正确 的是（　　）
A. 依柯胰岛素比原有的人胰岛素少1个氨基酸，分子质量会减少
B. 依柯胰岛素与白蛋白的结合是不可逆的，且作用于胰岛素受体后会失活
C. 依柯胰岛素是应用蛋白质工程的原理制作的，无需改变胰岛素基因
D. 依柯胰岛素可以延长给药间隔时间，为糖尿病患者减轻负担
√
解析： 　据图可知，依柯胰岛素比原有的人胰岛素少1个氨基酸，但其连 接了脂肪酸侧链，分子质量不一定会减少，A错误；依柯胰岛素与血液中 白蛋白强效结合形成储库，保证了有活性的依柯胰岛素分子从储库中缓 慢、持续地释放，因此依柯胰岛素与白蛋白的结合是可逆的，作用于胰岛 素受体后会失活，B错误；依柯胰岛素是应用蛋白质工程的原理制作的， 需改变胰岛素基因，C错误；依柯胰岛素在人体内半衰期长达196小时，可 以延长给药间隔时间，为糖尿病患者减轻负担，D正确。
高考真题感悟
一、命题角度练
角度一 围绕蛋白质和核酸的结构与功能，考查生命观念
1. （2025·四川高考1题）真核细胞的核孔含有多种蛋白质，这些蛋白质的 主要区别是（　　）
A. 基本组成元素不同
B. 单体连接方式不同
C. 肽链空间结构不同
D. 合成加工场所不同
√
解析： 蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸的基本元素是C、H、O、 N，真核细胞的核孔含有多种蛋白质，这些蛋白质的基本组成元素相同，A 错误；单体连接方式相同，均是氨基酸之间脱水缩合形成肽键连接，B错 误；不同的蛋白质功能不同，功能与结构相适应，因此这些蛋白质的肽链 盘曲折叠形成的空间结构不同，C正确；真核生物核孔蛋白质均属于胞内 蛋白，合成加工场所相同，均在细胞质，D错误。
2. （2023·海南高考2题）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： 　该蛋白的基本组成单位是氨基酸，与天然蜘蛛丝蛋白的基本 单位相同，A错误；氨基酸是组成蛋白质的基本单位，该蛋白的肽链由 氨基酸经过脱水缩合反应后通过肽键连接而成，B正确；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。
3. （2022·湖南高考1题）胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一，其非必 需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列叙述正确的是（　　）
A. 胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中
B. 皮肤表面涂抹的胶原蛋白可被直接吸收
C. 胶原蛋白的形成与内质网和高尔基体有关
D. 胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高
√
解析： 　氨基酸脱水缩合形成多肽，蛋白质中的氮元素主要在含肽键的 结构（—CO—NH—）中，A错误；蛋白质只有被分解成氨基酸才能被皮 肤细胞吸收，B错误；胶原蛋白是细胞外基质的主要成分，故胶原蛋白是 分泌蛋白，其形成离不开内质网和高尔基体，C正确；蛋白质的营养价值 与必需氨基酸含量有关，故根据题意不能推断出胶原蛋白比蛋清蛋白的营 养价值高，D错误。
4. （2021·江苏高考1题）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： 　核酸的组成元素为C、H、O、N、P，蛋白质的组成元素为C、 H、O、N，故组成元素都有C、H、O、N，A正确；核酸和蛋白质的合成 都需要模板。合成DNA以DNA分子的两条链为模板，合成RNA以DNA的 一条链为模板，合成蛋白质以mRNA为模板，B正确；核酸和蛋白质在细 胞质和细胞核中都有分布，DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细 胞质中，C正确；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。
角度二 围绕生物大分子及相互关系，考查科学思维
5. （2021·全国甲卷1题改编）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都是人体细胞内的重要能源物质
√
解析： 　①酶的化学本质是蛋白质或RNA，②抗体的化学本质是蛋白 质，③激素的化学本质是蛋白质、氨基酸类衍生物、固醇等，只有蛋白质 是由氨基酸通过肽键连接而成的，RNA、固醇类激素等不是通过肽键连接 而成的，A错误；③激素中氨基酸类衍生物不属于生物大分子，④糖原属 于生物大分子，⑤脂肪的相对分子质量较小，不属于生物大分子，B错 误；①酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本单位是氨基酸或核糖核苷 酸，都含氮元素，②抗体属于蛋白质，其基本单位是氨基酸，含氮元素， ⑥核酸包括DNA和RNA，其基本单位是核苷酸，含氮元素，C正确；④糖 原属于多糖，糖类是生物体重要的能源物质，⑤脂肪是细胞内良好的储能 物质，不是重要能源物质，⑥核酸是细胞内携带遗传信息的物质，不是能 源物质，D错误。
二、长句表达练
6. （经典高考题节选）牛奶的主要成分有乳糖和蛋白质等，组成乳糖的2 种单糖是 。牛奶中含有人体所需的必需氨基酸，必需 氨基酸是指 。
葡萄糖和半乳糖　
人体细胞自身不能合成，必须从食物中获取的氨基酸　
课时跟踪检测
1. （2025·江苏南京模拟）蛋白质由多种元素组成，是生命活动的主要承 担者。相关叙述正确的是（　　）
A. 胰岛素含C、H、O、N、S，可促进肌糖原的分解
B. 血红蛋白含C、H、O、N、Fe，可携带并运输氧气
C. 唾液淀粉酶含C、H、O、N、Ca，可催化淀粉的氧化分解
D. 细胞色素c含C、H、O、N、Zn，可参与葡萄糖的分解
1
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√
解析： 　胰岛素的化学本质是蛋白质，其含有的元素为C、H、O、N、 S，可促进肝糖原的分解，A错误；血红蛋白含C、H、O、N、Fe，可携带 并运输氧气，是红细胞的主要成分，B正确；唾液淀粉酶的化学本质是蛋 白质，其含有的元素是C、H、O、N等，可催化淀粉的水解，C错误；细 胞色素c含C、H、O、N、Fe，可参与有氧呼吸的第三阶段，不参与葡萄糖 的分解，D错误。
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2. （2025·湖南长沙模拟）由于氨基酸之间能够形成氢键等，使得肽链能 够盘曲、折叠形成一定的空间结构。下列说法错误的是（　　）
A. 高温会改变肽链盘曲、折叠的方式，进而改变蛋白质的空间结构
B. 氨基酸序列的改变可能会影响蛋白质的空间结构
C. 每种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构
D. 胰岛素能够识别并结合靶细胞上的受体与其空间结构无关
√
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解析： 　高温会破坏氢键，从而改变肽链盘曲、折叠的方式，进而改变 蛋白质的空间结构，A正确；氨基酸的序列决定了肽链的结构，氨基酸序 列的改变可能会影响肽链之间的相互作用，从而影响蛋白质的空间结构， B正确；根据“结构与功能相适应”的生命观念，可以推断每种蛋白质分 子都有与它所承担功能相适应的独特结构，C正确；胰岛素分子的空间结 构保证了它能够识别并结合靶细胞上的受体，D错误。
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3. （2025·安徽合肥模拟）鸡蛋中含有丰富的优质蛋白如卵清蛋白、卵球 蛋白，卵清蛋白和卵球蛋白由多条肽链组成，其中卵清蛋白中含有疏水的 亮氨酸、亲水的赖氨酸等。下列相关叙述正确的是（　　）
A. 亮氨酸与赖氨酸的结构差异取决于R基的不同
B. 高温使鸡蛋中的蛋白质发生变性，会降低鸡蛋的营养价值
C. 蛋白质中氨基酸之间只通过肽键相互连接
D. 卵清蛋白的氮元素主要存在于氨基中
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解析： 　各种氨基酸之间的区别在于R基的不同，所以亮氨酸与赖氨酸的 结构区别在于R基的不同，A正确；高温会使鸡蛋中的蛋白质发生变性，但 不改变氨基酸的种类，不影响营养价值，B错误；许多蛋白质分子都含有 两条或多条肽链，一条肽链上的相邻氨基酸之间通过肽键连接，不同肽链 之间的氨基酸通过氢键或二硫键连接，C错误；卵清蛋白的氮元素主要存 在于—CO—NH—中，D错误。
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4. （2025·天津一模）AI可预测蛋白质分子结构。一个血红蛋白分子是由 574个氨基酸组成的，含有两条α肽链和两条β肽链。下列分析正确的是 （　　）
A. 血红蛋白的结构通过AI预测不如人工高效
B. 血红蛋白的空间结构不受温度的影响
C. 血红蛋白分子中与肽键直接相连的原子是H和O
D. 形成该血红蛋白时，氨基酸之间通过脱水缩合反应至少产生570个水分子
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解析： 　AI在预测蛋白质分子结构方面具有高效、快速等特点，通常比 人工更高效，A错误；血红蛋白的空间结构受温度的影响，B错误；血红蛋 白分子中与肽键直接相连的原子是C和N，C错误；该血红蛋白是由574个 氨基酸组成的，含有两条α肽链和两条β肽链，氨基酸之间通过脱水缩合反 应至少产生的水分子个数为氨基酸数目－肽链数目＝570，D正确。
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5. （2025·福建福州三模）热休克蛋白（HSPs）是一类在进化中高度保守 的蛋白质，能帮助蛋白质正确折叠、修复或降解受损蛋白质，广泛存在于 从细菌到人类的多种生物中。下列相关叙述正确的是（　　）
A. 大肠杆菌中的HSPs和磷脂均含有C、H、S、P元素
B. 夏季高温环境会引起人体内HSPs空间结构改变，甚至失活
C. 推测蓝细菌、黑藻叶肉细胞中的HSPs主要分布在内质网和细胞质
D. 推测相似的氨基酸排列顺序是不同生物中HSPs功能相同的关键
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解析： 　蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N，有的还含有S等元素， 热休克蛋白（HSPs）属于蛋白质，一般含有C、H、O、N，可能含S，但 不一定含P；而磷脂含有C、H、O、N、P，所以大肠杆菌中的 HSPs 和磷 脂并非都含有C、H、S、P元素，A 错误；HSPs能帮助蛋白质正确折叠、 修复或降解受损蛋白质，说明其在高温下结构稳定，不会因夏季高温环境 而引起空间结构改变，甚至失活，B错误；蓝细菌是原核生物，没有内质 网，黑藻叶肉细胞是真核细胞，有内质网，所以不能推测蓝细菌、黑藻叶 肉细胞中的HSPs主要分布在内质网和细胞质，C错误；结构决定功能，相 似的氨基酸排列顺序决定了不同生物中HSPs具有相似的结构，进而功能相 同，所以推测相似的氨基酸排列顺序是不同生物中 HSPs功能相同的关 键，D正确。
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6. （2025·重庆渝中三模）某科研团队从深海热泉细菌中分离出一种耐高 温化合物X。经元素分析显示，X含有C、H、O、N、S等元素，实验表明 X可被某肽酶水解，进一步研究发现X在80 ℃高温处理仍能维持部分功 能。下列推测不合理的是（　　）
A. X中的S元素可能通过二硫键参与分子结构的构建
B. X被某肽酶水解后的产物分子量之和大于X
C. X在生物体内的合成加工过程可能与细胞内的内质网有关
D. X在高温下仍保留部分活性可能与氨基酸的序列、分子空间结构有关
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解析： 　在蛋白质中，S元素可能通过形成二硫键参与分子结构的构建， 二硫键对维持蛋白质的空间结构有重要作用，该推测合理，A不符合题 意；X被肽酶水解时，会消耗水分子，水解后的产物分子量之和大于X，因 为增加了水分子的质量，该推测合理，B不符合题意；X是从深海热泉细菌 中分离得到的，该细菌属于原核生物，原核细胞没有内质网，所以X在生 物体内的合成加工过程不可能与细胞内的内质网有关，该推测不合理，C 符合题意；蛋白质的功能与氨基酸的序列和分子空间结构密切相关，X在 高温下仍保留部分活性可能与氨基酸的序列、分子空间结构等有关，该推 测合理，D不符合题意。
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7. （2025·四川成都三模）生物大分子一般是指生物体内的分子量大于 10KD（千道尔顿）的物质，如蛋白质、核酸和多糖等，它们还可相互结合 以复合大分子的形式存在。下列说法正确的是（　　）
A. 生物大分子是由相应的单体构成，均含有元素C、H、O、N
B. 淀粉、纤维素等多糖性质不同的原因之一是单体的种类不同
C. 某胶原蛋白含有18种氨基酸，人体不能合成组成该蛋白的所有氨基酸
D. 真核生物细胞核内存在核酸和蛋白质的复合大分子，原核生物中不存在
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解析： 　生物大分子是由许多单体连接成的多聚体，淀粉是生物大分 子，只含C、H、O，A错误；淀粉、纤维素的单体都是葡萄糖，B错误； 组成人体的蛋白质有21种，人体有 8 种必需氨基酸不能合成，必须从外界 获取。某胶原蛋白含有18种氨基酸，其中必然包含人体不能合成的必需氨 基酸，即人体不能合成组成该蛋白的所有氨基酸，C正确；真核生物细胞 核内存在核酸和蛋白质的复合大分子，如染色体，原核生物中也存在，如 DNA 复制时， DNA 聚合酶与 DNA 结合，D错误。
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8. （2025·广东深圳三模）下列关于细胞中核酸的叙述，错误的是（　　）
A. 细胞内携带遗传信息的物质是脱氧核糖核酸和核糖核酸
B. 核酸与生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成密切相关
C. 在真核细胞中，DNA分布在细胞核内、RNA分布在细胞质中
D. DNA分子中的脱氧核苷酸排列顺序多样化，导致其储存的遗传信息量 非常大
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解析： 核酸包括DNA和RNA两大类，核酸是细胞内携带遗传信息的物 质，脱氧核糖核酸和核糖核酸都能携带遗传信息，A正确；核酸是生物的 遗传物质，与生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成密切相关，B正确； 在真核细胞中，DNA主要分布在细胞核内、RNA主要分布在细胞质中，C 错误；DNA分子中的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息，其脱氧核苷酸排 列顺序极其多样，导致其储存的遗传信息量非常大，因而DNA具有储存大 量遗传信息的能力，D正确。
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9. （2025·江西南昌模拟）科学家在细胞表面发现了某些RNA与糖类有化 学联系，称之为“糖RNA”，这进一步揭示了细胞表面生物学的复杂性。 下列叙述错误的是（　　）
A. 细胞生物的RNA主要存在于细胞质中，功能是携带遗传信息
B. 组成“糖RNA”的元素有C、H、O、N、P
C. 细胞表面有多种糖缀合物，如糖蛋白、糖脂和“糖RNA”
D. “糖RNA”可能与细胞间的信息传递等功能有关
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解析： 　细胞生物的RNA主要存在于细胞质中，功能是携带遗传信息 （如mRNA）、组成核糖体（如rRNA）、运输氨基酸（如tRNA）等，A错 误；“糖RNA”由RNA和糖类构成，其组成元素有C、H、O、N、P，B正 确；细胞膜表面的糖类分子会与蛋白质结合形成糖蛋白，也能与脂质结合 形成糖脂，还能与RNA结合形成“糖RNA”，C正确；糖被与细胞膜表面 的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关，由此推测“糖RNA”可能与 细胞间的信息传递等功能有关，D正确。
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10. （2025·湖南长沙模拟）初步研
究表明，β-AP（β-淀粉样蛋白）
沉积是Alzheimer型老年痴呆的主
要病理特征。β-AP是由前体蛋白
——APP（一种含695个氨基酸的跨膜蛋白）在病理状态下异常加工而成的。APP形成β-AP的过程如图所示。根据上述信息，下列推论正确的是（　　）
A. APP形成一个β-AP需要消耗2个水分子
B. 一个β-AP分子中至少含有39个肽键
C. Alzheimer型老年痴呆是由前体蛋白——APP异常导致的
D. 用双缩脲试剂检测β-AP寡聚合物时不会产生紫色反应
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解析： 　β-分泌酶和γ-分泌酶催化APP水解，结合图示可知，需要消耗2 个水分子形成一个β-AP，A正确；β-AP分子是由前体蛋白APP中的第597位 氨基酸到635位氨基酸形成的链状多肽，其含有的氨基酸数＝635－597＋1 ＝39个，则至少含有38个肽键，B错误；β-AP沉积（不是APP异常）是 Alzheimer型老年痴呆的主要病理特征，C错误；β-AP是蛋白质，可以与双 缩脲试剂发生紫色反应，D错误。
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11.（2025·湖南娄底模拟）鱼胶原蛋白凭借小分子易吸收、高生物活性、低致敏性及环保优势，在医学修复（如手术缝合线）、美容护肤及食品工业中逐步替代陆生动物胶原蛋白。鱼胶原蛋白的氨基酸序列以甘氨酸—脯氨酸—羟脯氨酸为核心重复单元，下列关于鱼胶原蛋白的叙述正确的是（　　）
A.作为手术缝合线的胶原蛋白能被人体内的胶原蛋白酶分解而被人体组织吸收
B.鱼胶原蛋白在美容护肤领域发挥作用，主要是因为其核心重复单元中的甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸能直接促进皮肤细胞增殖
C.鱼胶原蛋白可作为食品添加剂，若某食品标签上标明含有鱼胶原蛋白，消费者可放心大量食用
D.脯氨酸和羟脯氨酸是人体细胞内不能合成的必需氨基酸
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解析：人体内存在胶原蛋白酶等可将胶原蛋白分解为小分子氨基酸，从而能被人体组织吸收，A正确；鱼胶原蛋白能在美容护肤领域发挥作用，是由于其整体结构和特性促进皮肤细胞增殖等，并非核心重复单元中的氨基酸直接促进皮肤细胞增殖，B错误；虽然鱼胶原蛋白具有低致敏性，但不意味着不会引发任何过敏反应，个体之间存在差异，大量食用也可能有潜在风险，C错误；脯氨酸属于非必需氨基酸，人体可以通过其他代谢途径自行合成。羟脯氨酸也属于非必需氨基酸，它通常由脯氨酸经羟化酶作用转化而来，是在脯氨酸的特定位置引入羟基而形成的。这种转化过程在人体内可以进行，D错误。
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12. （2025·四川内江期中）遗传物质DNA控制蛋白质的生物合成，所以现 在许多蛋白质的序列是直接从DNA的序列推演而来的。但传统的多肽测序 方法也依然使用广泛，这是因为传统方法能够揭示许多在基因序列中不清 楚的细节。蛋白质化学测序与一些新的方法互补，提供多种途径以获得氨 基酸序列数据。这些数据对生物化学研究的许多领域都是关键的。一般的 多肽测序方法包含了以下几个步骤。回答下列问题：
（1）第一步：利用特定方法切下蛋白质N端的残基并分析，以初步判断蛋 白质分子中多肽链的氨基酸数目和种类，已知甘氨酸的R基为—H，请在下 方空白处写出甘氨酸的结构式。
答案： 　
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解析： 氨基酸的结构特点为：每个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，甘氨酸的 R基为—H，则甘氨酸的结构式见答案。
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氨基酸的排列顺序
不同
调节机体的生命活动/信息传递
解析：蛋白质的结构决定功能，人和其他哺乳动物的胰岛素都由51个氨基 酸构成，且氨基酸种类及蛋白质的空间结构大致相同，人和其他哺乳动物 胰岛素的主要差别在于氨基酸的排列顺序不同；激素具有调节的作用，胰 岛素和其他激素一起维持人体血糖处于相对稳定状态，这体现了蛋白质具 有调节机体的生命活动/信息传递的功能。
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（3）第三步：分析每一条多肽链的氨基酸序列。一般先将完整的多肽链 用不同的方法断开后形成若干小肽段，然后再来分析小肽段中的氨基酸序 列。在分析小肽段中的氨基酸序列时，主要使用酸来完全水解肽段以得到 各种氨基酸。理论上，酸也可以直接作用于蛋白质，其发挥作用时，不仅 可以破坏蛋白质的 ，从而导致其理化性质的改变和生物活性 的丧失，而且还能使 断开，以得到单个氨基酸。
第四步：氨基酸全序列的重建。
空间结构
肽键
解析：强酸、强碱重金属可使蛋白质变性，因此酸发挥作用时，不仅可以 破坏蛋白质的空间结构，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失， 而且还能使肽键断开，以得到单个氨基酸。
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（4）若多肽链由141个氨基酸组成，其中含丙氨酸5个，分别位于第26、 71、72、99、141位（如图所示）。若脱掉其中的丙氨酸，则该多肽水解 得到的几种有机物（多肽和氨基酸）中氢原子数比原多肽链多 个。
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解析：已知多肽链由141个氨基酸组成，其中含丙氨酸5个，分别位于第 26、71、72、99、141位，若脱掉其中的丙氨酸，则有8个肽键被水解，每 水解一个肽键消耗一分子的H2O，相当于加了16个氢，则该多肽水解得到 的几种有机物（多肽和氨基酸）中氢原子数比原多肽链多16个。
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