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第3讲 蛋白质和核酸
考点一　蛋白质的结构和功能
1.组成蛋白质的氨基酸
拾遗·挖掘
(必修1 P32“拓展应用”)在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时,人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量,原因是必需氨基酸人体细胞不能合成,必须从外界环境中获取。
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来自氨基和羧基,O来自羧基。
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(以血红蛋白为例)
拾遗·挖掘
(必修1 P30 图2-11)在蛋白质分子中,连接不同氨基酸之间的“键”:一条肽链中相邻氨基酸通过肽键连接;不同肽链之间的氨基酸可通过氢键或二硫键相连接。
3.蛋白质结构和功能的多样性
探究　牛胰核糖核酸酶(RNaseⅠ)是由一条多肽链构成的蛋白质,由124个氨基酸组成,含4个二硫键,是一种内切核酸酶。使用巯基乙醇和尿素处理RNaseⅠ,可将其去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。洗脱巯基乙醇和尿素,RNaseⅠ活性可以恢复。请回答下列相关问题。
(1)巯基乙醇和尿素可能破坏了RNaseⅠ中的 使其变性。
(2)无活性状态下的RNaseⅠ　 　(填“能”或“不能”)与双缩脲试剂产生紫色反应。
(3)组成该酶的多肽链的折叠需要内质网和高尔基体的参与,该实验说明蛋白质　　　　　的改变会影响其功能。
(4)在形成牛胰核糖核酸酶时会形成　　　个肽键,该分子中至少含有游离的氨基为　　个,如果氨基酸的平均分子量为130,则在该过程中分子量减少了　　　　。
提示:(1)二硫键　(2)能　(3)空间结构　(4)123　1　2 222
1.蛋白质的变性与水解的辨析
(1)变性:空间结构发生改变,生理活性丧失,该过程一般不可逆。空间结构变得伸展、松散,容易被消化吸收。肽键未断裂,仍可以与双缩脲试剂反应生成紫色络合物。变性的诱导因素有高温、过酸或过碱、重金属等。
(2)水解:肽键断裂,蛋白质分解为短肽或氨基酸。与脱水缩合相反。
2.蛋白质合成过程中的相关计算
(1)“规律法”计算多肽形成过程中的相关数量
形成肽链时:主链肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数(若为环肽,则肽链数为0)。
(2)“公式法”计算蛋白质相对分子质量
①无二硫键时: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-脱去的水分子数×18。
②有二硫键(—S—S—)时: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-脱去的水分子数×18-二硫键数目×2(因为每形成一个二硫键脱去两个氢)。
考向1　蛋白质的结构和功能的判断
1.(2025·四川卷,1)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
答案:C
解析:蛋白质的基本单位是氨基酸,氨基酸的基本组成元素是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;蛋白质的单体连接方式相同,均为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·湖北卷,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:蛋白质变性是蛋白质的空间结构被破坏而失去活性,变性状态下蛋白质中的肽键没有断裂,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,该改变不可逆,不能恢复原有的结构和性质,C正确;变性后空间结构改变,导致一系列理化性质变化,生物活性丧失,D正确。
考向2　蛋白质的相关计算
3.(2026·河北唐山月考)如图为一个由200个氨基酸构成的甲、乙、丙3条肽链组成的蛋白质分子,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
答案:D
解析: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,所以该蛋白质分子共有肽键200-3+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,因此在这200个氨基酸中,至少含有201个氨基,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。
考点二　核酸是遗传信息的携带者及生物大分子
1.核酸的组成、结构与功能
(1)核酸的结构层次
(2)DNA和RNA的比较
(3)核酸的功能与分布
(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。
2.生物大分子以碳链为骨架
(1)单体与多聚体
①组成多糖、蛋白质、核酸的基本单位分别是单糖、氨基酸、核苷酸,这些基本单位称为单体。生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。
②碳原子与碳原子或其他原子通过共价键连接形成稳定的结构。
(2)细胞生命活动的实现
①以碳链为骨架的多糖、蛋白质、核酸等生物大分子,构成细胞生命大厦的基本框架。
②糖类和脂质提供了生命活动的重要能源。
③水和无机盐与其他物质一起,共同承担着构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。
拾遗·挖掘
(必修1 P38“复习与提高”)多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体,核酸能携带遗传信息,但多糖不能,原因是核酸分子中4种脱氧核苷酸(或核糖核苷酸)在数量、排列顺序上会千差万别,从而能够承担起携带遗传信息的功能。构成多糖的单体是单糖,无论多少个单糖构成的多糖,它的排列顺序不具有多样性。
考向1　核酸的结构和功能的分析
1.(2024·海南卷,1)海南黎锦是非物质文化遗产,其染料主要来自植物。DNA条形码技术可利用DNA条形码序列(细胞内一段特定的DNA序列)准确鉴定出染料植物的种类。下列有关叙述正确的是(　　)
A.不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、S
B.DNA条形码序列由核糖核苷酸连接而成
C.染料植物的DNA条形码序列仅存在于细胞核中
D.DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的DNA条形码序列不同
答案:D
解析:不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、P,不含S,A错误;DNA条形码序列由脱氧核糖核苷酸连接而成,B错误;染料植物的DNA条形码序列主要存在于细胞核中,有少部分存在于细胞质中,C错误;不同DNA的区别在于碱基排列顺序不同,DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的DNA条形码序列不同,D正确。
2.(2026·吉林长春模拟)核酸是细胞内携带遗传信息的物质,在细胞中具有极其重要的作用。下列关于核酸的叙述,正确的是(　　)
A.人的DNA主要分布于细胞核,少数分布在细胞质基质中
B.不同核苷酸之间的差别是碱基的排列顺序不同
C.由A、T、G、C四种碱基参与构成的核苷酸有7种
D.幽门螺杆菌的遗传物质彻底水解得到的化合物最多有8种
答案:C
解析:人的DNA主要分布于细胞核,少数分布在细胞质中(线粒体中),A错误;不同核苷酸之间的差别是碱基的种类和五碳糖的种类不同,B错误;细胞内有DNA和RNA,由A碱基参与构成的核苷酸是腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸,由T碱基参与构成的核苷酸是胸腺嘧啶脱氧核苷酸,由G碱基参与构成的核苷酸是鸟嘌呤核糖核苷酸和鸟嘌呤脱氧核苷酸,由C碱基参与构成的核苷酸是胞嘧啶核糖核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸,由A、T、G、C四种碱基参与构成的核苷酸有7种,C正确;幽门螺杆菌的遗传物质是DNA,DNA彻底水解得到的化合物最多有6种,分别是A、T、C、G四种碱基、脱氧核糖、磷酸,D错误。
考向2　蛋白质和核酸的关系
3.(2026·江苏泰州模拟)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S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,都能通过核孔进出细胞核
D.合成蛋白质仅需一种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,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,蛋白质在细胞质中的核糖体上合成,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,需要mRNA、tRNA、rRNA参与,D错误。
4.(2026·河南洛阳模拟)细胞内的核酸通常需要与蛋白质结合成为核酸—蛋白质复合物,才能行使特定的生理功能。下列有关叙述错误的是(　　)
A.RNA与蛋白质结合有利于肽链的合成
B.DNA与蛋白质结合能调控基因的表达
C.真核细胞和原核细胞中均存在DNA与蛋白质形成的复合物
D.DNA的合成过程需要蛋白质,蛋白质的合成过程不需要DNA
答案:D
解析:mRNA与有关酶结合有利于进行翻译过程,A正确;DNA与RNA聚合酶结合能调控基因的转录,B正确;真核细胞和原核细胞中,DNA复制和转录时,都有酶与DNA结合成DNA—蛋白质复合物,C正确;DNA的合成过程需要蛋白质(如DNA聚合酶),蛋白质的合成过程需要DNA的指导,D错误。
考向3　比较细胞中的生物大分子
5.(2025·江苏卷,1)关于蛋白质、磷脂和淀粉,下列叙述正确的是(　　)
A.三者组成元素都有C、H、O、N
B.蛋白质和磷脂是构成生物膜的主要成分
C.蛋白质和淀粉都是细胞内的主要储能物质
D.磷脂和淀粉都是生物大分子
答案:B
解析:蛋白质的组成元素为C、H、O、N(可能含S),磷脂含C、H、O、N、P,淀粉仅含C、H、O,不含N元素,A错误;生物膜的主要成分是磷脂(构成基本支架)和蛋白质(承担膜功能),B正确;细胞内的主要储能物质是脂肪(动物)和淀粉(植物),蛋白质不是主要储能物质,C错误;淀粉是多糖,属于生物大分子,磷脂由甘油、脂肪酸和磷酸等组成,不属于生物大分子,D错误。
6.(2026·安徽安庆模拟)如图为细胞中一种常见的水解反应,下列化合物不能发生此种反应的是(　　)
A.血红蛋白　　　　　　　 B.淀粉
C.RNA D.脂肪
答案:D
解析:分析题图可知,生物大分子水解形成了一种单体,血红蛋白是生物大分子,水解后可以得到单体——氨基酸,A不符合题意;淀粉能在相关酶的作用下水解成单体——葡萄糖,B不符合题意;RNA能在相关酶的作用下水解成单体——核糖核苷酸,C不符合题意;脂肪不属于生物大分子,没有单体,D符合题意。
1.(2026·河北保定模拟)蛋白质是生命活动的主要承担者。下列关于蛋白质功能的叙述,正确的是(　　)
A.细胞中的蛋白质都可以催化化学反应的进行
B.在人体各种细胞中都含有具备运输氧气能力的血红蛋白
C.细胞膜上的一种蛋白质都只具备一种功能
D.人体内的抗体是蛋白质,可以帮助人体抵御病菌和病毒等的侵害
答案:D
解析:细胞中的蛋白质不都是酶,所以不是都可以催化化学反应,A错误;血红蛋白只在红细胞中存在,在其他细胞中不存在,B错误;细胞膜上的一种蛋白质可能具有协助物质运输、催化等多项功能(如动物细胞膜上的钠钾泵既可以协助K+和Na+跨膜运输,也可以催化ATP水解),C错误;人体内抗体的化学本质是蛋白质,抗体可以帮助人体抵御病菌和病毒等的侵害,D正确。
2.(2026·安徽淮南模拟)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
答案:A
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差异在于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,一条肽链上的氨基酸之间一般通过肽键连接,不同肽链的氨基酸之间通过一定的化学键(如二硫键)连接,C错误;卵清蛋白的氮元素主要存在于—CO—NH—中,D错误。
3.蛋白质是生命活动的主要承担者。下列关于蛋白质结构、功能和性质的叙述,错误的是(　　)
A.某些蛋白质被磷酸化后,其结构和功能均可发生改变
B.经巴氏消毒后的牛奶仍能与双缩脲试剂发生紫色反应
C.某些酶的氢键或二硫键被破坏会导致酶活性降低或失活
D.肌动蛋白和肌球蛋白的区别仅在于肽链折叠成的空间结构不同
答案:D
解析:某些蛋白质被磷酸化后,其结构和功能均可发生改变,A正确;双缩脲试剂作用的是蛋白质中的肽键,巴氏消毒并未破坏牛奶中蛋白质的肽键,所以仍可发生紫色反应,B正确;破坏氢键或二硫键后,酶的空间结构会发生改变,可能使酶活性降低或失活,C正确;肌动蛋白和肌球蛋白的区别除了肽链折叠方式不同外,可能还存在氨基酸种类、数量及排列顺序不同,D错误。
4.(2026·河南开封模拟)人类的血红蛋白可与氧气可逆结合,是由4条多肽链组成的四聚体结构,包括2条α链和2条β链,每条链均含一个由Fe2+组成的血红素基团。下列叙述正确的是(　　)
A.血红蛋白的α链与β链之间主要通过肽键相连接
B.Fe2+主要分布在组成血红蛋白的氨基酸的R基上
C.血红蛋白的空间构象发生改变会影响其与氧气结合的能力
D.血浆中氧气浓度的高低不影响血红蛋白与氧气的结合
答案:C
解析:血红蛋白的α链和β链之间主要通过二硫键连接,A错误;Fe2+通过化学基团与肽链连接,不位于氨基酸的R基上,B错误;蛋白质的结构和功能相适应,所以血红蛋白的空间构象发生改变会影响其与氧气结合的能力,C正确;一定范围内,血红蛋白与氧气结合的概率与血浆中氧气浓度的高低呈正相关,D错误。
5.(2026·广东深圳模拟)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
答案:C
解析:核酸包括两类:DNA和RNA,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,脱氧核苷酸排列顺序的多样化,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。
6.(2026·贵州贵阳月考)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,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。
7.(2026·河南信阳模拟)蛋白质是生命活动的主要承担者,核酸是遗传信息的携带者。下列有关叙述正确的是(　　)
A.蛋白质和DNA都可承担催化化学反应的功能,都是生命活动的产物
B.蛋白质和核酸都是生物大分子,都以碳链为骨架
C.蛋白质和RNA的组成元素都含有碳、氢、氧、氮、磷
D.蛋白质和DNA分子各自独特的空间结构是形成其多样性的原因
答案:B
解析:大多数的酶是蛋白质,少数是RNA,故蛋白质和RNA都可承担催化化学反应的功能,但DNA不具有催化化学反应的功能,A错误;蛋白质和核酸(DNA和RNA)都是生物大分子,蛋白质的基本单位是氨基酸,核酸的基本单位是核苷酸,它们都是以碳链为骨架的有机分子,B正确;蛋白质和RNA的组成元素都含有碳、氢、氧、氮,蛋白质不一定含磷,C错误;蛋白质的多样性主要由氨基酸的种类、数量、排列顺序、肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构决定,DNA的多样性主要由碱基的排列顺序决定,DNA的空间结构(双螺旋)是相对固定的,不具有多样性,D错误。
8.(2026·四川乐山模拟)以碳链为基本骨架的小分子单体能构成许多不同的多聚体,模式图如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A.如果S1~S4中含有碱基A,则形成的大分子物质是脱氧核糖核酸
B.如果形成的大分子物质是HIV的遗传物质,则S1~S4中含有核糖
C.如果形成的大分子物质是蛋白质,则S1、S2、S3、S4可与双缩脲试剂反应显紫色
D.如果S1~S4是葡萄糖,则形成的大分子物质是几丁质
答案:B
解析:含有碱基A的核苷酸有腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸,所以仅知S1~S4中含有碱基A,不能确定形成的大分子物质就是脱氧核糖核酸,A错误;HIV的遗传物质是RNA,RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,核糖核苷酸中含有核糖,B正确;蛋白质的基本组成单位是氨基酸,氨基酸不能与双缩脲试剂反应显紫色,蛋白质可与双缩脲试剂反应显紫色,C错误;几丁质是由N-乙酰葡糖胺聚合而成的多糖,不是由葡萄糖聚合而成的,若S1~S4是葡萄糖,形成的大分子物质可能是淀粉、糖原或纤维素等,D错误。
9.(2026·河南开封模拟)细胞可通过蛋白酶体识别和水解需要降解的蛋白质,如错误折叠蛋白、变性蛋白和不再需要的结构正常的蛋白质等,过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A.蛋白酶体有可能水解结构正常的蛋白质
B.抑制细胞呼吸不会影响该降解过程
C.泛素具有催化水解肽键的作用
D.该过程不利于细胞生命活动正常进行
答案:A
解析:据信息可知,细胞可通过蛋白酶体识别和水解需要降解的蛋白质,如不再需要的结构正常的蛋白质,A正确;该降解过程需要ATP供能,抑制细胞呼吸会影响该降解过程,B错误;分析图示过程,泛素标记蛋白质便于蛋白酶体识别,蛋白酶体具有催化水解肽键的作用,C错误;该过程降解的蛋白质是错误折叠蛋白、变性蛋白和不再需要的结构正常的蛋白质等,有利于细胞生命活动正常进行,D错误。
10.(2026·黑龙江齐齐哈尔模拟)血清铁蛋白是去铁蛋白和铁核心Fe3+形成的复合物,具有结合和贮备铁的能力。在抗原和炎症刺激、肿瘤等应激状态下大量表达,常作为免疫平衡和癌症早期检测的重要参考指标。下列叙述正确的是(　　)
A.Fe3+是组成血清铁蛋白的基本组成单位
B.抗原可激活浆细胞大量合成血清铁蛋白
C.血清铁蛋白空间结构的形成与氢键有关
D.Fe3+可组成血清铁蛋白,人体需大量补充
答案:C
解析:血清铁蛋白的化学本质是蛋白质,其基本组成单位是氨基酸,Fe3+只是参与血清铁蛋白的形成,A 错误;浆细胞不能识别抗原,浆细胞分泌产生的抗体具有特异性识别抗原的能力,B错误;蛋白质空间结构的形成与氢键以及二硫键等有关,C正确;Fe3+虽然可组成血清铁蛋白,但机体不需要大量补充,补充过多会出现消化功能不适等症状,D错误。
11.(2026·河北秦皇岛模拟)“RNA世界”假说认为,在生命起源之初最早出现的生物大分子很可能是RNA,RNA兼具了DNA和蛋白质的功能,DNA和蛋白质则是进化的产物。下列RNA的特点不支持该假说的是(　　)
A.结构不稳定　　　　　　 B.能储存遗传信息
C.能进行复制 D.具有催化活性
答案:A
解析:“RNA世界”认为最早出现的生物大分子可能是RNA的原因是RNA不但可以像DNA一样储存遗传信息、进行自我复制,还可以像蛋白质一样具有催化活性。与RNA结构不稳定无关,A符合题意。
12.(2026·安徽芜湖模拟)核酸是生物体内重要的化合物,当用蛇毒磷酸二酯酶处理小鼠核酸时,得到的产物是5'-核苷酸(五碳糖的5'位连接磷酸)的混合物,当用牛脾磷酸二酯酶处理小鼠核酸时,产物是3'-核苷酸(五碳糖的3'位连接磷酸)的混合物。下列有关核酸的叙述,正确的是(　　)
A.用上述两种酶分别处理核酸均可得到4种水解产物
B.蛇毒磷酸二酯酶发挥作用的机理是提供反应所需的能量
C.上述实验证明通过3'-磷酸二酯键和5'-磷酸二酯键连接相应分子形成核酸
D.小鼠体内的核酸主要存在于细胞核中,并且可以与蛋白质相结合
答案:C
解析:小鼠的核酸有DNA和RNA,用蛇毒磷酸二酯酶处理小鼠核酸时,得到的产物是5'-核苷酸,因而可得到8种水解产物(4种5'-核糖核苷酸和4种5'-脱氧核苷酸);当用牛脾磷酸二酯酶处理小鼠核酸时,产物是3'-核苷酸,因而可得到8种水解产物(4种3'-核糖核苷酸和4种3'-脱氧核苷酸),A错误。蛇毒磷酸二酯酶发挥作用的机理是降低化学反应所需的活化能,不能提供能量,B错误。用两种磷酸二酯酶处理的结果不同,产物分别为5'-核苷酸(五碳糖的5'位连接磷酸)和3'-核苷酸(五碳糖的3'位连接磷酸),证明核酸是通过3'-磷酸二酯键和5'-磷酸二酯键连接而成的,C正确。小鼠体内的DNA主要存在于细胞核中,RNA主要存在于细胞质中,D错误。
13.罗非鱼是一种高蛋白、低脂肪、肉质鲜美的食用鱼类。为使罗非鱼肉在蒸煮过程中保持良好的品质和营养价值,研究者通过实验探寻了合适的热加工条件。请回答下列问题。
(1)鱼肉中含有丰富的蛋白质,其基本组成单位是　　　　。
(2)鱼肉在热加工过程中,会发生汁液流失导致质量减少。研究者测定了在不同　　　　条件下的蒸煮损失率,结果如图所示。
据图可知,蒸煮温度控制在60 ℃或90 ℃较好,依据是在这两个温度条件下, 　 。
(3)进一步研究发现,鱼肉在热加工过程中,肌原纤维蛋白的巯基含量在50 ℃以上开始下降,这是由于蛋白质的　　　　发生改变,巯基暴露氧化为二硫键。80 ℃以上短时蒸煮,肌原纤维蛋白会迅速变性,鱼肉质地更紧密,口感更好。
(4)综合本实验研究,你认为合理的罗非鱼热加工条件及理由是 　 。
答案:(1)氨基酸
(2)温度和时间　不同时间下蒸煮损失率均较(其他温度)低
(3)空间结构
(4)90 ℃蒸煮6 min,理由是鱼肉口感较好且汁液流失最少
解析:(1)蛋白质的基本组成单位是氨基酸。
(2)图示为不同温度和时间下的鱼肉汁液蒸煮损失率。观察题图可知,60 ℃或90 ℃时不同时间的鱼肉汁液蒸煮损失率均较低,所以蒸煮温度控制在60 ℃或90 ℃较好。
(3)温度升高,蛋白质的空间结构发生改变,巯基暴露氧化为二硫键,肽键并未改变。
(4)由(2)小问可知鱼肉蒸煮温度控制在60 ℃或90 ℃较好,由(3)小问可知80 ℃以上短时蒸煮,肌原纤维蛋白会迅速变性,鱼肉质地更紧密,口感更好,综合判断,90 ℃蒸煮6 min最好。(共28张PPT)
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1.(2026·河北保定模拟)蛋白质是生命活动的主要承担者。下列关于蛋白质功能的叙述,正确的是(　　)
A.细胞中的蛋白质都可以催化化学反应的进行
B.在人体各种细胞中都含有具备运输氧气能力的血红蛋白
C.细胞膜上的一种蛋白质都只具备一种功能
D.人体内的抗体是蛋白质,可以帮助人体抵御病菌和病毒等的侵害
D
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解析:细胞中的蛋白质不都是酶,所以不是都可以催化化学反应,A错误;血红蛋白只在红细胞中存在,在其他细胞中不存在,B错误;细胞膜上的一种蛋白质可能具有协助物质运输、催化等多项功能(如动物细胞膜上的钠钾泵既可以协助K+和Na+跨膜运输,也可以催化ATP水解),C错误;人体内抗体的化学本质是蛋白质,抗体可以帮助人体抵御病菌和病毒等的侵害,D正确。
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2.(2026·安徽淮南模拟)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
A
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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差异在于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,一条肽链上的氨基酸之间一般通过肽键连接,不同肽链的氨基酸之间通过一定的化学键(如二硫键)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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3.蛋白质是生命活动的主要承担者。下列关于蛋白质结构、功能和性质的叙述,错误的是(　　)
A.某些蛋白质被磷酸化后,其结构和功能均可发生改变
B.经巴氏消毒后的牛奶仍能与双缩脲试剂发生紫色反应
C.某些酶的氢键或二硫键被破坏会导致酶活性降低或失活
D.肌动蛋白和肌球蛋白的区别仅在于肽链折叠成的空间结构不同
D
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解析:某些蛋白质被磷酸化后,其结构和功能均可发生改变,A正确;双缩脲试剂作用的是蛋白质中的肽键,巴氏消毒并未破坏牛奶中蛋白质的肽键,所以仍可发生紫色反应,B正确;破坏氢键或二硫键后,酶的空间结构会发生改变,可能使酶活性降低或失活,C正确;肌动蛋白和肌球蛋白的区别除了肽链折叠方式不同外,可能还存在氨基酸种类、数量及排列顺序不同,D错误。
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4.(2026·河南开封模拟)人类的血红蛋白可与氧气可逆结合,是由4条多肽链组成的四聚体结构,包括2条α链和2条β链,每条链均含一个由Fe2+组成的血红素基团。下列叙述正确的是(　　)
A.血红蛋白的α链与β链之间主要通过肽键相连接
B.Fe2+主要分布在组成血红蛋白的氨基酸的R基上
C.血红蛋白的空间构象发生改变会影响其与氧气结合的能力
D.血浆中氧气浓度的高低不影响血红蛋白与氧气的结合
C
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解析:血红蛋白的α链和β链之间主要通过二硫键连接,A错误;Fe2+通过化学基团与肽链连接,不位于氨基酸的R基上,B错误;蛋白质的结构和功能相适应,所以血红蛋白的空间构象发生改变会影响其与氧气结合的能力,C正确;一定范围内,血红蛋白与氧气结合的概率与血浆中氧气浓度的高低呈正相关,D错误。
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5.(2026·广东深圳模拟)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
C
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解析:核酸包括两类:DNA和RNA,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,脱氧核苷酸排列顺序的多样化,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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6.(2026·贵州贵阳月考)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
C
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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,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。
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7.(2026·河南信阳模拟)蛋白质是生命活动的主要承担者,核酸是遗传信息的携带者。下列有关叙述正确的是(　　)
A.蛋白质和DNA都可承担催化化学反应的功能,都是生命活动的产物
B.蛋白质和核酸都是生物大分子,都以碳链为骨架
C.蛋白质和RNA的组成元素都含有碳、氢、氧、氮、磷
D.蛋白质和DNA分子各自独特的空间结构是形成其多样性的原因
B
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解析:大多数的酶是蛋白质,少数是RNA,故蛋白质和RNA都可承担催化化学反应的功能,但DNA不具有催化化学反应的功能,A错误;蛋白质和核酸(DNA和RNA)都是生物大分子,蛋白质的基本单位是氨基酸,核酸的基本单位是核苷酸,它们都是以碳链为骨架的有机分子,B正确;蛋白质和RNA的组成元素都含有碳、氢、氧、氮,蛋白质不一定含磷,C错误;蛋白质的多样性主要由氨基酸的种类、数量、排列顺序、肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构决定,DNA的多样性主要由碱基的排列顺序决定,DNA的空间结构(双螺旋)是相对固定的,不具有多样性,D错误。
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8.(2026·四川乐山模拟)以碳链为基本骨架的小分子单体能构成许多不同的多聚体,模式图如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A.如果S1~S4中含有碱基A,则形成的大分子物质是脱氧核糖核酸
B.如果形成的大分子物质是HIV的遗传物质,则S1~S4中含有核糖
C.如果形成的大分子物质是蛋白质,则S1、S2、S3、S4可与双缩脲试剂反应显紫色
D.如果S1~S4是葡萄糖,则形成的大分子物质是几丁质
B
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解析:含有碱基A的核苷酸有腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸,所以仅知S1~S4中含有碱基A,不能确定形成的大分子物质就是脱氧核糖核酸,A错误;HIV的遗传物质是RNA,RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,核糖核苷酸中含有核糖,B正确;蛋白质的基本组成单位是氨基酸,氨基酸不能与双缩脲试剂反应显紫色,蛋白质可与双缩脲试剂反应显紫色,C错误;几丁质是由N-乙酰葡糖胺聚合而成的多糖,不是由葡萄糖聚合而成的,若S1~S4是葡萄糖,形成的大分子物质可能是淀粉、糖原或纤维素等,D错误。
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9.(2026·河南开封模拟)细胞可通过蛋白酶体识别和水解需要降解的蛋白质,如错误折叠蛋白、变性蛋白和不再需要的结构正常的蛋白质等,过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A.蛋白酶体有可能水解结构正常的蛋白质
B.抑制细胞呼吸不会影响该降解过程
C.泛素具有催化水解肽键的作用
D.该过程不利于细胞生命活动正常进行
A
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解析:据信息可知,细胞可通过蛋白酶体识别和水解需要降解的蛋白质,如不再需要的结构正常的蛋白质,A正确;该降解过程需要ATP供能,抑制细胞呼吸会影响该降解过程,B错误;分析图示过程,泛素标记蛋白质便于蛋白酶体识别,蛋白酶体具有催化水解肽键的作用,C错误;该过程降解的蛋白质是错误折叠蛋白、变性蛋白和不再需要的结构正常的蛋白质等,有利于细胞生命活动正常进行,D错误。
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10.(2026·黑龙江齐齐哈尔模拟)血清铁蛋白是去铁蛋白和铁核心Fe3+形成的复合物,具有结合和贮备铁的能力。在抗原和炎症刺激、肿瘤等应激状态下大量表达,常作为免疫平衡和癌症早期检测的重要参考指标。下列叙述正确的是(　　)
A.Fe3+是组成血清铁蛋白的基本组成单位
B.抗原可激活浆细胞大量合成血清铁蛋白
C.血清铁蛋白空间结构的形成与氢键有关
D.Fe3+可组成血清铁蛋白,人体需大量补充
C
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解析:血清铁蛋白的化学本质是蛋白质,其基本组成单位是氨基酸,Fe3+只是参与血清铁蛋白的形成,A 错误;浆细胞不能识别抗原,浆细胞分泌产生的抗体具有特异性识别抗原的能力,B错误;蛋白质空间结构的形成与氢键以及二硫键等有关,C正确;Fe3+虽然可组成血清铁蛋白,但机体不需要大量补充,补充过多会出现消化功能不适等症状,D错误。
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11.(2026·河北秦皇岛模拟)“RNA世界”假说认为,在生命起源之初最早出现的生物大分子很可能是RNA,RNA兼具了DNA和蛋白质的功能,DNA和蛋白质则是进化的产物。下列RNA的特点不支持该假说的是(　　)
A.结构不稳定　　　　　　 B.能储存遗传信息
C.能进行复制 D.具有催化活性
解析:“RNA世界”认为最早出现的生物大分子可能是RNA的原因是RNA不但可以像DNA一样储存遗传信息、进行自我复制,还可以像蛋白质一样具有催化活性。与RNA结构不稳定无关,A符合题意。
A
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12.(2026·安徽芜湖模拟)核酸是生物体内重要的化合物,当用蛇毒磷酸二酯酶处理小鼠核酸时,得到的产物是5'-核苷酸(五碳糖的5'位连接磷酸)的混合物,当用牛脾磷酸二酯酶处理小鼠核酸时,产物是3'-核苷酸(五碳糖的3'位连接磷酸)的混合物。下列有关核酸的叙述,正确的是(　　)
A.用上述两种酶分别处理核酸均可得到4种水解产物
B.蛇毒磷酸二酯酶发挥作用的机理是提供反应所需的能量
C.上述实验证明通过3'-磷酸二酯键和5'-磷酸二酯键连接相应分子形成核酸
D.小鼠体内的核酸主要存在于细胞核中,并且可以与蛋白质相结合
C
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解析:小鼠的核酸有DNA和RNA,用蛇毒磷酸二酯酶处理小鼠核酸时,得到的产物是5'-核苷酸,因而可得到8种水解产物(4种5'-核糖核苷酸和4种5'-脱氧核苷酸);当用牛脾磷酸二酯酶处理小鼠核酸时,产物是3'-核苷酸,因而可得到8种水解产物(4种3'-核糖核苷酸和4种3'-脱氧核苷酸),A错误。蛇毒磷酸二酯酶发挥作用的机理是降低化学反应所需的活化能,不能提供能量,B错误。用两种磷酸二酯酶处理的结果不同,产物分别为5'-核苷酸(五碳糖的5'位连接磷酸)和3'-核苷酸(五碳糖的3'位连接磷酸),证明核酸是通过3'-磷酸二酯键和5'-磷酸二酯键连接而成的,C正确。小鼠体内的DNA主要存在于细胞核中,RNA主要存在于细胞质中,D错误。
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13.罗非鱼是一种高蛋白、低脂肪、肉质鲜美的食用鱼类。为使罗非鱼肉在蒸煮过程中保持良好的品质和营养价值,研究者通过实验探寻了合适的热加工条件。请回答下列问题。
(1)鱼肉中含有丰富的蛋白质,其基本组成单位是　　　　。
解析:蛋白质的基本组成单位是氨基酸。
氨基酸
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(2)鱼肉在热加工过程中,会发生汁液流失导致质量减少。研究者测定了在不同　　 　　条件下的蒸煮损失率,结果如图所示。
据图可知,蒸煮温度控制在60 ℃或90 ℃较好,依据是在这两个温度条件下, 　 。
温度和时间
不同时间下蒸煮损失率均较(其他温度)低
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解析:图示为不同温度和时间下的鱼肉汁液蒸煮损失率。观察题图可知,60 ℃或90 ℃时不同时间的鱼肉汁液蒸煮损失率均较低,所以蒸煮温度控制在60 ℃或90 ℃较好。
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(3)进一步研究发现,鱼肉在热加工过程中,肌原纤维蛋白的巯基含量在50 ℃以上开始下降,这是由于蛋白质的　　　 　发生改变,巯基暴露氧化为二硫键。80 ℃以上短时蒸煮,肌原纤维蛋白会迅速变性,鱼肉质地更紧密,口感更好。
解析:温度升高,蛋白质的空间结构发生改变,巯基暴露氧化为二硫键,肽键并未改变。
空间结构
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(4)综合本实验研究,你认为合理的罗非鱼热加工条件及理由是
　 。
解析:由(2)小问可知鱼肉蒸煮温度控制在60 ℃或90 ℃较好,由(3)小问可知80 ℃以上短时蒸煮,肌原纤维蛋白会迅速变性,鱼肉质地更紧密,口感更好,综合判断,90 ℃蒸煮6 min最好。
90 ℃蒸煮6 min,理由是鱼肉口感较好且汁液流失最少(共39张PPT)
第3讲　蛋白质和核酸
蛋白质的结构和功能
考点一
梳理 必备知识
1.组成蛋白质的氨基酸
氨基
羧基
拾遗 挖掘
(必修1 P32“拓展应用”)在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时,人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量,原因是必需氨基酸人体细胞不能合成,必须从外界环境中获取。
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来自 ,O来自 。
②一条肽链含有的游离的氨基(或羧基)至少是 个,位于肽链的一端;其余的位于 上。
氨基和羧基
羧基
1
R基(或侧链基团)
(2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例)
脱水
缩合
复杂的
空间结构
拾遗 挖掘
(必修1 P30 图2-11)在蛋白质分子中,连接不同氨基酸之间的“键”:一条肽链中相邻氨基酸通过肽键连接;不同肽链之间的氨基酸可通过氢键或二硫键相连接。
3.蛋白质结构和功能的多样性
排列顺序
空
间结构
酶
血红蛋白
激素
抗体
探究　牛胰核糖核酸酶(RNaseⅠ)是由一条多肽链构成的蛋白质,由124个氨基酸组成,含4个二硫键,是一种内切核酸酶。使用巯基乙醇和尿素处理RNaseⅠ,可将其去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。洗脱巯基乙醇和尿素,RNaseⅠ活性可以恢复。请回答下列相关问题。
(1)巯基乙醇和尿素可能破坏了RNaseⅠ中的 使其变性。
(2)无活性状态下的RNaseⅠ　 　(填“能”或“不能”)与双缩脲试剂产生紫色反应。
深研 重难问题
二硫键
能
(3)组成该酶的多肽链的折叠需要内质网和高尔基体的参与,该实验说明蛋白质　　　　　的改变会影响其功能。
(4)在形成牛胰核糖核酸酶时会形成　　　个肽键,该分子中至少含有游离的氨基为　　个,如果氨基酸的平均分子量为130,则在该过程中分子量减少了　　　　。
空间结构
123
1
2 222
1.蛋白质的变性与水解的辨析
(1)变性:空间结构发生改变,生理活性丧失,该过程一般不可逆。空间结构变得伸展、松散,容易被消化吸收。肽键未断裂,仍可以与双缩脲试剂反应生成紫色络合物。变性的诱导因素有高温、过酸或过碱、重金属等。
(2)水解:肽键断裂,蛋白质分解为短肽或氨基酸。与脱水缩合相反。
归纳提升
2.蛋白质合成过程中的相关计算
(1)“规律法”计算多肽形成过程中的相关数量
形成肽链时:主链肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数(若为环肽,则肽链数为0)。
(2)“公式法”计算蛋白质相对分子质量
①无二硫键时: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-脱去的水分子数×18。
②有二硫键(—S—S—)时: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-脱去的水分子数×18-二硫键数目×2(因为每形成一个二硫键脱去两个氢)。
精练 迁移应用
考向1　蛋白质的结构和功能的判断
1.(2025·四川卷,1)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
C
解析:蛋白质的基本单位是氨基酸,氨基酸的基本组成元素是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;蛋白质的单体连接方式相同,均为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·湖北卷,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
A
解析:蛋白质变性是蛋白质的空间结构被破坏而失去活性,变性状态下蛋白质中的肽键没有断裂,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,该改变不可逆,不能恢复原有的结构和性质,C正确;变性后空间结构改变,导致一系列理化性质变化,生物活性丧失,D正确。
考向2　蛋白质的相关计算
3.(2026·河北唐山月考)如图为一个由200个氨基酸构成的甲、乙、丙3条肽链组成的蛋白质分子,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
D
解析: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,所以该蛋白质分子共有肽键200-3+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,因此在这200个氨基酸中,至少含有201个氨基,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。
核酸是遗传信息的携带者及生物大分子
考点二
梳理 必备知识
1.核酸的组成、结构与功能
(1)核酸的结构层次
磷酸
五碳糖
含氮碱基
(2)DNA和RNA的比较
DNA
RNA
DNA
DNA
RNA
(3)核酸的功能与分布
遗传信息
拟核
(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 种,但是如果数量不限,在连成长链时, 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。
排列顺序
4
2.生物大分子以碳链为骨架
(1)单体与多聚体
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 连接成的多聚体。
②碳原子与碳原子或其他原子通过 连接形成稳定的结构。
单糖、氨基酸、核苷酸
单体
单体
共价键
(2)细胞生命活动的实现
①以碳链为骨架的 等生物大分子,构成细胞生命大厦的基本框架。
②糖类和脂质提供了生命活动的重要能源。
③水和无机盐与其他物质一起,共同承担着构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。
多糖、蛋白质、核酸
拾遗 挖掘
(必修1 P38“复习与提高”)多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体,核酸能携带遗传信息,但多糖不能,原因是核酸分子中4种脱氧核苷酸(或核糖核苷酸)在数量、排列顺序上会千差万别,从而能够承担起携带遗传信息的功能。构成多糖的单体是单糖,无论多少个单糖构成的多糖,它的排列顺序不具有多样性。
精练 迁移应用
考向1　核酸的结构和功能的分析
1.(2024·海南卷,1)海南黎锦是非物质文化遗产,其染料主要来自植物。DNA条形码技术可利用DNA条形码序列(细胞内一段特定的DNA序列)准确鉴定出染料植物的种类。下列有关叙述正确的是(　　)
A.不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、S
B.DNA条形码序列由核糖核苷酸连接而成
C.染料植物的DNA条形码序列仅存在于细胞核中
D.DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的DNA条形码序列不同
D
解析:不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、P,不含S,A错误;
DNA条形码序列由脱氧核糖核苷酸连接而成,B错误;染料植物的DNA条形码序列主要存在于细胞核中,有少部分存在于细胞质中,C错误;不同DNA的区别在于碱基排列顺序不同,DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的DNA条形码序列不同,D正确。
2.(2026·吉林长春模拟)核酸是细胞内携带遗传信息的物质,在细胞中具有极其重要的作用。下列关于核酸的叙述,正确的是(　　)
A.人的DNA主要分布于细胞核,少数分布在细胞质基质中
B.不同核苷酸之间的差别是碱基的排列顺序不同
C.由A、T、G、C四种碱基参与构成的核苷酸有7种
D.幽门螺杆菌的遗传物质彻底水解得到的化合物最多有8种
C
解析:人的DNA主要分布于细胞核,少数分布在细胞质中(线粒体中),A错误;不同核苷酸之间的差别是碱基的种类和五碳糖的种类不同,B错误;细胞内有DNA和RNA,由A碱基参与构成的核苷酸是腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸,由T碱基参与构成的核苷酸是胸腺嘧啶脱氧核苷酸,由G碱基参与构成的核苷酸是鸟嘌呤核糖核苷酸和鸟嘌呤脱氧核苷酸,由C碱基参与构成的核苷酸是胞嘧啶核糖核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸,由A、T、G、C四种碱基参与构成的核苷酸有7种,C正确;幽门螺杆菌的遗传物质是DNA,DNA彻底水解得到的化合物最多有6种,分别是A、T、C、G四种碱基、脱氧核糖、磷酸,D错误。
考向2　蛋白质和核酸的关系
3.(2026·江苏泰州模拟)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S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,都能通过核孔进出细胞核
D.合成蛋白质仅需一种RNA参与
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,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,蛋白质在细胞质中的核糖体上合成,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,需要mRNA、tRNA、rRNA参与,D错误。
4.(2026·河南洛阳模拟)细胞内的核酸通常需要与蛋白质结合成为核酸—蛋白质复合物,才能行使特定的生理功能。下列有关叙述错误的是(　　)
A.RNA与蛋白质结合有利于肽链的合成
B.DNA与蛋白质结合能调控基因的表达
C.真核细胞和原核细胞中均存在DNA与蛋白质形成的复合物
D.DNA的合成过程需要蛋白质,蛋白质的合成过程不需要DNA
D
解析:mRNA与有关酶结合有利于进行翻译过程,A正确;DNA与RNA聚合酶结合能调控基因的转录,B正确;真核细胞和原核细胞中,DNA复制和转录时,都有酶与DNA结合成DNA—蛋白质复合物,C正确;DNA的合成过程需要蛋白质(如DNA聚合酶),蛋白质的合成过程需要DNA的指导,D错误。
考向3　比较细胞中的生物大分子
5.(2025·江苏卷,1)关于蛋白质、磷脂和淀粉,下列叙述正确的是(　　)
A.三者组成元素都有C、H、O、N
B.蛋白质和磷脂是构成生物膜的主要成分
C.蛋白质和淀粉都是细胞内的主要储能物质
D.磷脂和淀粉都是生物大分子
B
解析:蛋白质的组成元素为C、H、O、N(可能含S),磷脂含C、H、O、
N、P,淀粉仅含C、H、O,不含N元素,A错误;生物膜的主要成分是磷脂
(构成基本支架)和蛋白质(承担膜功能),B正确;细胞内的主要储能物质是脂肪(动物)和淀粉(植物),蛋白质不是主要储能物质,C错误;淀粉是多糖,属于生物大分子,磷脂由甘油、脂肪酸和磷酸等组成,不属于生物大分子,D错误。
6.(2026·安徽安庆模拟)如图为细胞中一种常见的水解反应,下列化合物不能发生此种反应的是(　　)
A.血红蛋白　　　　　　　
B.淀粉
C.RNA
D.脂肪
D
解析:分析题图可知,生物大分子水解形成了一种单体,血红蛋白是生物大分子,水解后可以得到单体——氨基酸,A不符合题意;淀粉能在相关酶的作用下水解成单体——葡萄糖,B不符合题意;RNA能在相关酶的作用下水解成单体——核糖核苷酸,C不符合题意;脂肪不属于生物大分子,没有单体,D符合题意。

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