备战2025年高考生物精品教案第一章细胞的概述与分子组成课时3蛋白质和核酸（Word版附解析）

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考点1 蛋白质的结构和功能
学生用书P015
1.蛋白质的功能
2.蛋白质的结构
（1）组成蛋白质的氨基酸
（2）蛋白质的形成及其多样性
①二肽的形成
②蛋白质的结构层次
③蛋白质种类多样性的原因
提醒一条肽链含有的游离氨基（或羧基）至少是1个，位于肽链的一端，其余的位于R基上。
教材补遗（1）[必修1 P30“与社会的联系”]组成人体蛋白质的必需氨基酸有8种，巧记为甲（甲硫氨酸）来（赖氨酸）写（缬氨酸）一（异亮氨酸）本（苯丙氨酸）亮（亮氨酸）色（色氨酸）书（苏氨酸）。
（2）[必修1 P30图2－11]胰岛素由两条肽链构成，这两条肽链通过二硫键（—S—S—）相互结合在一起，其中共含有3个二硫键。
（3）[必修1 P30正文]血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含4条多肽链。
基础自测
1.所有氨基酸中一定含有C、H、O、N、S五种元素。（ × ）
2.具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。（ × ）
3.组成人体蛋白质的21种氨基酸之间的区别在于R基的不同。（ √ ）
4.组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。（ × ）
5.脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键就称为几肽。（ × ）
6.蛋白质的功能由氨基酸的空间结构和种类决定。（ × ）
7.胰岛素中不同肽链之间通过肽键连接。（ × ）
8.氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构。（ √ ）
9.蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变。（ × ）
情境应用
1.某种脑啡肽具有镇痛作用，可以作为药物来使用，其结构式如下：
（1）这种脑啡肽是 五 肽。
（2）若组成脑啡肽的氨基酸顺序发生了改变，它还会具有脑啡肽的功能吗？ 不会 （填“会”或“不会”），为什么？
提示 氨基酸的排列顺序影响脑啡肽的结构，结构决定功能，若氨基酸排列顺序变了，新的物质就不具有脑啡肽的镇痛功能。
2.鸡蛋营养丰富，含有人体所需要的必需氨基酸，是食物中最理想的优质蛋白质，请回答下列有关鸡蛋的问题。
（1）熟鸡蛋中的蛋白质 能 （填“能”或“不能”）用双缩脲试剂检测，原因是蛋白质变性后虽然空间结构改变，但没有破坏氨基酸之间的 肽键 。
（2）据悉，一篇有关“熟蛋返生孵小鸡”的论文引发了人们的广泛关注，你认为是否科学？ 否 （填“是”或“否”），为什么？
提示 高温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。
学生用书P016
命题点1 蛋白质的功能分析
1.[2021辽宁]蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关叙述错误的是（ D ）
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
解析 叶绿体中催化ATP合成的酶是ATP合成酶，ATP合成酶的化学本质是蛋白质，A正确；胰岛B细胞能分泌胰岛素，使血糖浓度降低，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，使淀粉水解，唾液淀粉酶的化学本质为蛋白质，C正确；葡萄糖在细胞质基质中被分解成丙酮酸，丙酮酸进入线粒体被彻底氧化分解，线粒体膜上不存在运输葡萄糖的蛋白质，D错误。
2.如图所示的①②③分别表示生物体内的三个生理过程，其中Q分别代表三种蛋白质，下列叙述正确的是（ D ）
A.①一定发生在细胞内 B.②必须依赖ATP
C.③只能位于细胞膜上 D.Q中可能含有S
解析 图中Q物质具有多种功能，①过程中L与Q结合后L可变成其他物质，这里的Q物质可能是具有催化作用的酶，消化酶催化的水解反应发生在消化道（细胞外），A错误；②过程的Q可能是起运输作用的转运蛋白，转运蛋白参与的协助扩散不需要消耗ATP，B错误；③过程中的L与Q结合后，L被消灭，这里的Q可能是起免疫作用的抗体，抗体存在于内环境中，C错误；Q是蛋白质，蛋白质中可能含有S，D正确。
思维提升
运用归纳与概括总结常考的蛋白质的分布与功能
命题点2 蛋白质的形成和结构分析
3.[2022湖南]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（ C ）
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 胶原蛋白的氮元素主要存在于中，A错误；胶原蛋白是大分子物质，其不能被皮肤直接吸收，B错误；胶原蛋白属于分泌蛋白，其形成与内质网和高尔基体有关，C正确；据题意只知胶原蛋白的非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高，无法比较二者营养价值的高低，D错误。
命题变式
[设问拓展型]下列有关胶原蛋白的叙述，错误的是（ C ）
A.该蛋白的合成场所是核糖体
B.人体能合成组成该蛋白的部分氨基酸
C.未经折叠的该蛋白具有生物学功能
D.在合成该蛋白时产生的水分子中的氢来自氨基和羧基
解析 该胶原蛋白含有部分非必需氨基酸，非必需氨基酸是人体细胞能合成的，B正确；未经折叠的该蛋白不具有生物学功能，C错误；合成胶原蛋白时发生脱水缩合，相邻的两个氨基酸之间脱去一分子水形成肽键，其中水分子中的氢来自一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基，D正确。
4.[2023海南]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 该蛋白的基本组成单位与天然蜘蛛丝蛋白的基本组成单位都是氨基酸，A错误；氨基酸之间可通过脱水缩合形成肽键，肽链由氨基酸通过肽键连接而成，B正确；蛋白质彻底水解的产物为氨基酸，氨基酸中无肽键，其不能与双缩脲试剂发生紫色反应，C错误；高温可破坏蛋白质的空间结构，一般不改变其化学组成，D错误。
命题点3 氨基酸形成蛋白质过程中的有关计算
5.如图为牛胰岛素（由51个氨基酸构成）结构模式图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的，下列说法正确的是（ C ）
A.牛胰岛素为五十一肽，其中含有50个肽键
B.牛胰岛素中至少有4个游离的氨基和4个游离的羧基
C.氨基酸脱水缩合形成牛胰岛素时，水中的氧来自羧基
D.牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882
解析 牛胰岛素含51个氨基酸，由两条肽链组成，含有的肽键为51－2＝49（个），A错误；牛胰岛素中至少含2个游离的氨基和2个游离的羧基，B错误；氨基酸脱水缩合是—NH2和—COOH发生反应，水中的氧来自—COOH，C正确；牛胰岛素形成时，51个氨基酸脱水缩合的同时还形成了3个—S—S—，减少了6个H，故减少的相对分子质量为49×18＋6＝888，D错误。
6.我国合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物脑啡肽，它的结构简式如图甲所示；图乙表示某三十九肽去掉其中的某种氨基酸后得到4条长短不等的多肽。下列说法错误的是（ C ）
A.图甲化合物叫五肽，该化合物完全水解可形成4种氨基酸
B.某条多肽链的相对分子质量为2 778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，组成该多肽的氨基酸是30个（不考虑二硫键）
C.图乙中，三十九肽被水解后肽键减少8个，这些肽链和三十九肽相比，氨基一定增加3个
D.若图乙所示物质是抗体，说明蛋白质具有免疫功能；若为蛋白质类激素，说明蛋白质具有调节功能
解析 分析图甲可知，该化合物由5个氨基酸脱水缩合形成，叫五肽，有4种不同的R基，完全水解可形成4种氨基酸，A正确。设组成该多肽的氨基酸数为x，则110x－（x－1）×18＝2 778，求得x等于30，B正确。由图乙可知，被除去氨基酸的位置是8、18、27、39位，因此去掉4个氨基酸得到4条长短不等的多肽需要水解7个肽键，即肽键减少7个；三十九肽至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，四条短肽至少含有4个游离的氨基和4个游离的羧基，但由于不能确定脱去的氨基酸的R基中是否含有氨基，所以氨基不一定增加3个，C错误。当图乙所示物质是抗体时，能与抗原结合发挥免疫功能；当图乙所示物质是蛋白质类激素时，能与靶细胞结合发挥调节功能，D正确。
通性通法
1.表格法分析蛋白质合成过程中的相关数量计算（设氨基酸的平均相对分子质量为a）。
注意：（1）有时还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现二硫键（—S—S—）时，要再减去脱去的氢原子数，形成一个二硫键，蛋白质的相对分子质量减少2，若无特殊说明，不考虑二硫键。（2）若为环状多肽，则可将公式中的肽链数视为0，再进行相关计算。（3）求氨基数或羧基数时，要看清题意，是至少还是全部，若求全部的氨基数或羧基数，不要忘记R基上的。
2.利用原子守恒法计算肽链中的原子数
在一个氨基酸中，若不考虑R基，则含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢原子、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：
①碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数。
②氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。
③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。
④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.蛋白质水解的有关计算
①若除去多肽内部的一个氨基酸，需水解掉两个肽键；若除去多肽一端的一个氨基酸，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2 核酸的组成、结构和功能
学生用书P017
1.核酸的结构层次
DNA为双螺旋结构，没有空间结构多样性；而不同的蛋白质具有不同的空间结构，其结构具有多样性。
2.核酸的功能和分布
3.辨析核酸的种类
4.核酸分子的多样性和特异性（以DNA为例）
基础自测
1.与DNA相比，RNA特有的化学组分是胸腺嘧啶（T）和脱氧核糖。（ × ）
2. 碱基的种类和数量相同的DNA分子所携带的遗传信息也相同。（ × ）
3.只有细胞核内的核酸才是携带遗传信息的物质。（ × ）
4.大肠杆菌体内既有DNA，又有RNA，但以DNA作为遗传物质。（ √ ）
5.有的RNA具有运输、催化和传递遗传信息的功能。（ √ ）
6.核酸和蛋白质都具有物种的特异性，核苷酸和氨基酸也具有物种特异性。（ × ）
7.DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键。（ √ ）
8.真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成。（ × ）
提示 线粒体和叶绿体中也可合成DNA和RNA。
深度思考
1.DNA指纹技术在案件侦破工作中有重要的用途。为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？
提示 人类的遗传信息储存在DNA分子中，而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列存在差异。
2.细胞内携带遗传信息的物质和储存遗传信息的物质是同一种物质吗？
提示 细胞内携带遗传信息的物质有DNA和RNA，但是储存遗传信息的物质只有DNA。
学生用书P018
命题点1 核酸的分布、结构和功能分析
1.[2022广东]将正常线粒体各部分分离，结果如图。含有线粒体DNA的是（ C ）
A.① B.② C.③ D.④
解析 图中①、②、③、④分别是线粒体内外膜之间的间隙液体、线粒体内膜、线粒体基质和线粒体外膜，线粒体DNA分布在线粒体基质中，C符合题意。
2.下列有关DNA和RNA比较的叙述，正确的是（ C ）
A.从分布上看，真核细胞中的DNA全部存在于细胞核中，RNA全部存在于细胞质中
B.从化学组成上看，DNA与RNA的碱基完全不同
C.从结构上看，在大多数生物体的细胞中DNA多为双链结构，RNA多为单链结构
D.HIV的遗传信息储存在RNA中，脱氧核糖不含氧元素，是RNA的组成成分
解析 真核细胞的DNA大部分分布在细胞核中，少部分分布在细胞质中，RNA主要分布在细胞质中，少数分布在细胞核中，A错误；DNA的碱基是A、G、C、T，RNA的碱基是A、G、C、U，两者碱基不完全相同，B错误；HIV是RNA病毒，其遗传信息储存在RNA中，脱氧核糖含有氧元素，是DNA的组成成分，D错误。
命题点2 蛋白质与核酸的综合分析
3.[2021江苏]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 蛋白质的组成元素主要有C、H、O、N，有的蛋白质中还含Fe、S等，而核酸的组成元素为C、H、O、N、P，因此蛋白质和核酸的组成元素都含有C、H、O、N，A正确；合成DNA需以DNA分子的两条链为模板，合成RNA需以DNA的一条链为模板，合成蛋白质需以mRNA为模板，B正确；核酸和蛋白质在细胞核和细胞质中都有分布，其中DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中，蛋白质广泛存在于细胞中，C正确；在高温条件下，蛋白质的空间结构遭到不可逆破坏，温度降低后，其空间结构和功能不能恢复，而DNA在高温变性后一般经缓慢冷却即可复性，D错误。
命题变式
[设问拓展型][多选]题干信息不变，下列叙述错误的是（ AD ）
A.DNA和蛋白质是核糖体的组成成分
B.蛋白质的合成与核酸有关
C.蛋白质和核酸都是由许多单体连接而成的
D.细胞中的蛋白质、核酸都是细胞生命活动的主要能源物质
解析 核糖体的组成成分是RNA和蛋白质，A错误；蛋白质的合成包括转录和翻译，转录以DNA为模板合成RNA，翻译以RNA为模板合成蛋白质，故蛋白质的合成与核酸有关，B正确；组成蛋白质的单体是氨基酸，组成核酸的单体是核苷酸，故蛋白质和核酸都是由许多单体连接而成的，C正确；细胞中的蛋白质、核酸都不是细胞生命活动的主要能源物质，细胞生命活动的主要能源物质是糖类，D错误。
4.自2015年来，施一公研究团队共解析了酵母菌细胞内10个不同状态的剪接体（主要由RNA和蛋白质组成）高分辨率的三维结构。下列相关叙述正确的是（ B ）
A.除剪接体外，酵母菌中不存在其他的既含蛋白质又含核酸的结构
B.RNA和蛋白质均是以碳链为骨架的生物大分子
C.剪接体中的N只存在于肽键或游离的氨基中
D.剪接体水解后的产物含有脱氧核苷酸和氨基酸
解析 酵母菌属于真核生物，其染色体中既含蛋白质又含核酸，A错误；蛋白质、核酸（包括DNA和RNA）等生物大分子均以碳链为骨架，B正确；剪接体主要由RNA和蛋白质组成，其中蛋白质中含有的N主要存在于结构及游离的氨基中，RNA中的N存在于含氮碱基中，C错误；剪接体主要由RNA和蛋白质组成，其初步水解的产物有核糖核苷酸和多肽，彻底水解的产物包括磷酸、核糖、含氮碱基（A、U、G、C）、氨基酸，D错误。
1.运用其他学科思想理解蛋白质、DNA的相关知识
（1）肽键、二硫键、磷酸二酯键属于共价键（键能高，加热不能使其断裂），故加热蛋白质、DNA不会得到氨基酸、脱氧核苷酸（或脱氧核糖、含氮碱基和磷酸基团）。
（2）氢键是分子间的作用力，加热可以断裂，体系中存在大量氢键时，可显著影响物质的物理性质（如熔点、沸点、溶解度等）。
2.运用结构与功能观理解蛋白质、DNA的相关变化
在空间结构复杂的蛋白质中，一些盘曲、折叠是通过形成氢键实现的，DNA的两条链之间也是通过氢键连接的，故加热可使蛋白质变得松散舒展、DNA的两条链解开，从而使其功能发生改变。
考点3 生物大分子以碳链为基本骨架
学生用书P019
1.生物大分子以碳链为骨架
2.生物大分子的初步水解产物和彻底水解产物
基础自测
1.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.脂肪是由甘油和脂肪酸组成的生物大分子。（ × ）
3.构成蛋白质、核酸、淀粉等生物大分子的单体在排列顺序上都具有多样性。（ × ）
4.人体中的酶、激素和抗体都是生物大分子，都以碳链为骨架。（ × ）
学生用书P019
命题点 生物大分子的分析与判断
1.[2021全国甲]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 大多数酶的化学本质是蛋白质，少数为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，激素不一定是生物大分子，B错误；酶、抗体和核酸都是多聚体，它们的单体（氨基酸或核苷酸）都含有氮元素，C正确；人体细胞内主要的能源物质是糖类，⑤脂肪是机体主要的储能物质，⑥核酸是遗传信息的携带者，D错误。
2.[2023全国乙改编]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如表。根据表中信息，下列叙述错误的是（ B ）
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，⑥为磷酸二酯键
解析 淀粉、糖原和纤维素是生物大分子，由葡萄糖聚合而成，故①可以是淀粉或糖原，A正确；构成蛋白质的基本单位是氨基酸（②），氨基酸经脱水缩合可形成肽键（③），进而聚合成蛋白质，核苷酸聚合形成核酸，故⑤是核苷酸，B错误；②和⑤中均含有C、H、O、N，C正确；可用双缩脲试剂（④）检测蛋白质，核酸包括DNA和RNA，核苷酸之间通过磷酸二酯键（⑥）形成核酸，D正确。
1.[2023江苏]细胞色素C是一种线粒体内膜蛋白，参与呼吸链中的电子传递，在不同物种间具有高度保守性。下列关于细胞色素C的叙述正确的是（ D ）
A.仅由C、H、O、N四种元素组成
B.是一种能催化ATP合成的蛋白质
C.是由多个氨基酸通过氢键连接而成的多聚体
D.不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据
解析 细胞色素C是一种膜蛋白，主要由C、H、O、N四种元素组成，A错误；细胞色素C可参与呼吸链中的电子传递，其不能催化ATP合成，催化ATP合成的蛋白质是ATP合成酶，B错误；细胞色素C是由氨基酸通过肽键连接而成的多聚体，C错误；细胞色素C在不同物种间具有高度保守性，不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据，亲缘关系越近的生物，细胞色素C的氨基酸序列差异越小，相似度越高，D正确。
2.[2023湖北]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 ）
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
解析 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，蛋白质变性一般不会导致肽键断裂，A错误；由题意可知，球状蛋白的氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，极性基团一般具有亲水性，故其可溶于水，不溶于乙醇，B正确；加热变性的蛋白质，其空间结构和性质的改变是不可逆的，C正确；结构决定功能，变性后的蛋白质原有空间结构被破坏导致其生物活性丧失，D正确。
3.[2022浙江1月]膜蛋白的种类和功能复杂多样，下列叙述正确的是（ B ）
A.质膜内、外侧的蛋白质呈对称分布
B.温度变化会影响膜蛋白的运动速度
C.叶绿体内膜上存在与水裂解有关的酶
D.神经元质膜上存在与K＋、Na＋主动转运有关的通道蛋白
解析 质膜内、外侧的蛋白质呈不对称分布，有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层，A错误；温度可以影响生物膜的流动性，所以温度变化会影响膜蛋白的运动速度，B正确；光合作用过程中水的裂解发生在类囊体薄膜上，叶绿体内膜上不存在与水裂解有关的酶，C错误；主动转运需要的是载体蛋白，D错误。
4.[2021海南]研究发现，人体内某种酶的主要作用是切割、分解细胞膜上的“废物蛋白”。下列有关叙述错误的是（ A ）
A.该酶的空间结构由氨基酸的种类决定
B.该酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA参与
C.“废物蛋白”被该酶切割过程中发生肽键断裂
D.“废物蛋白”分解产生的氨基酸可被重新利用
解析 据题意可知，该酶的化学本质为蛋白质，蛋白质的空间结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构有关，A错误；根据题意可知，该酶的化学本质是蛋白质，因此该酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA的参与，B正确；“废物蛋白”被该酶切割过程中会发生分解，肽键断裂，C正确；氨基酸是蛋白质的基本单位，因此“废物蛋白”分解产生的氨基酸可被重新利用，D正确。
5.[2020江苏]下列关于细胞中生物大分子的叙述，错误的是（ B ）
A.碳链是各种生物大分子的结构基础
B.糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子
C.细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子
D.细胞中生物大分子的合成需要酶来催化
解析 生物大分子以碳链为基本骨架，A正确；生物大分子包括多糖、蛋白质和核酸，单糖、二糖及脂质不属于生物大分子，B错误；生物大分子是由若干小分子（单体）脱水合成的，C正确；细胞中生物大分子的合成需要酶的催化，D正确。
6.[江苏高考]下列关于细胞内蛋白质和核酸的叙述，正确的是（ B ）
A.核酸和蛋白质的组成元素相同
B.核酸的合成需要相应蛋白质的参与
C.蛋白质的分解都需要核酸的直接参与
D.高温会破坏蛋白质和核酸分子中肽键
解析 核酸的组成元素为C、H、O、N、P，蛋白质的组成元素主要包括C、H、O、N，有的还含有S，二者不相同，A错误；核酸的生物合成需要多种化学本质为蛋白质的酶的参与，B正确；蛋白质的分解需要化学本质为蛋白质的酶的参与，不需要核酸的直接参与，C错误；高温会破坏蛋白质和核酸的空间结构，使蛋白质和核酸发生变性，但不会破坏蛋白质中的肽键，核酸分子中无肽键，D错误。
学生用书·练习帮P381
一、选择题
1.[2023浙江6月]我国科学家在世界上首次人工合成结晶牛胰岛素，其化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同。结晶牛胰岛素的化学本质是（ C ）
A.糖类 B.脂质 C.蛋白质 D.核酸
解析 结晶牛胰岛素的化学结构与天然胰岛素完全相同，天然胰岛素和结晶牛胰岛素的化学本质都是蛋白质，C正确。
2.[2023周口一调]下列有关蛋白质结构和功能的说法，正确的是（ D ）
A.鸡蛋煮熟后不会和双缩脲试剂发生紫色反应
B.若蛋白质的空间结构改变，则蛋白质一定会变性失活
C.若某种具有催化作用的物质含有C、H、O、N等元素，则该物质一定是蛋白质
D.蛋白质的功能与氨基酸的种类、数量和排列顺序有密切关系
解析 鸡蛋煮熟后蛋白质发生变性，蛋白质变性后空间结构发生改变，但肽键没有断裂，因此仍然能与双缩脲试剂发生紫色反应，A错误；蛋白质空间结构改变，蛋白质不一定会失活，比如细胞膜上的某些载体蛋白，在转运物质进出细胞时，就需要改变空间结构，B错误；具有催化功能的物质还可能是RNA，同样有C、H、O、N等元素，C错误；蛋白质的功能与氨基酸的种类、数量和排列顺序以及多肽链的空间结构有密切关系，D正确。
3.[2023长沙模拟]植物在受伤时会释放系统素（一种由18个氨基酸组成的多肽），系统素与受体结合后能活化植物体内的蛋白酶抑制基因，抑制害虫和病原微生物的蛋白酶活性，限制植物蛋白的降解，阻止害虫取食和病原微生物繁殖。关于系统素的叙述，正确的是（ B ）
A.内含18个肽键的系统素是一种信息分子
B.系统素与双缩脲试剂在常温下会发生紫色反应
C.系统素能抑制植物体内与蛋白酶有关的基因的表达
D.组成系统素的氨基酸有18种
解析 由于不知道系统素是链状多肽还是环状多肽，故系统素含有的肽键数无法计算，A错误；系统素中含有肽键，其与双缩脲试剂在常温下可发生紫色反应，B正确；由题意可知，系统素与受体结合后能活化蛋白酶抑制基因，抑制害虫与病原微生物的蛋白酶活性，限制植物蛋白的降解，而不是抑制植物体内与蛋白酶有关的基因的表达，C错误；系统素是一种由18个氨基酸组成的多肽，由题中信息不能得出组成系统素的氨基酸有18种，D错误。
4.[2024武威联考]迄今为止，已发现25种硒酶的活性中心为硒代半胱氨酸。如图为半胱氨酸与硒代半胱氨酸的结构式。下列相关叙述正确的是（ C ）
半胱氨酸（Cys）硒代半胱氨酸（Sec）
A.可利用双缩脲试剂检测待测样液中硒代半胱氨酸的含量
B.硒代半胱氨酸与半胱氨酸的R基均不能参与化学键的形成
C.组成硒酶的氨基酸最多有21种，都可从食物中获取
D.控制合成不同硒酶的基因间的差异主要与脱氧核苷酸的种类和数目有关
解析 双缩脲试剂鉴定的是含有肽键的物质，不能检测氨基酸的含量，A错误；半胱氨酸的R基可参与二硫键的形成，B错误；组成蛋白质的氨基酸最多有21种，包括必需氨基酸和非必需氨基酸，都可以从食物中获取，C正确；控制合成不同硒酶的基因间的差异主要与脱氧核苷酸的数量、排列顺序有关，D错误。
5.[2024济南模拟]如图是由50个氨基酸合成的某蛋白质激素结构简图，其中二硫键（—S—S—）是2个—SH被氧化而形成的。下列叙述正确的是（ D ）
A.该激素中的肽键、二硫键的形成都可来自氨基酸的脱水缩合过程
B.该激素的氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基
C.每条肽链中游离氨基的数目与参与构成该肽链的氨基酸种类无关
D.这些氨基酸合成该激素后，相对分子质量减少了870
解析 该激素中的肽键的形成来自氨基酸的脱水缩合过程，二硫键是2个—SH脱氢而形成的，A错误；该激素的氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢一个来自氨基，另一个来自羧基，B错误；每条肽链中游离氨基的数目与参与构成该肽链的氨基酸种类可能有关，因为决定氨基酸种类的R基上也可能存在游离的氨基，C错误；该蛋白质合成时减少的相对分子质量为失去的水的相对分子质量和脱去H的相对分子质量，即（50－2）×18＋6＝870，D正确。
6.[2024沈阳郊联体联考]下列关于核酸结构与功能的叙述，正确的是（ D ）
A.生物体的遗传信息携带者是DNA，由C、H、O、N、P五种化学元素组成
B.生物体内的核酸彻底水解后，得到的产物共有6种小分子
C.核酸分子中，DNA仅位于细胞核，RNA仅位于细胞质
D.DNA和RNA的基本组成单位都是核苷酸，且都有4种
解析 细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA，A错误；细胞生物体内的核酸包括DNA和RNA，它们彻底水解后得到的产物有5种碱基、2种五碳糖和磷酸，共8种小分子，B错误；真核生物的DNA主要分布在细胞核，RNA主要分布在细胞质，C错误；DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，且都有4种，D正确。
7.[2023雅礼中学二测]如图是构成核酸的两种核苷酸，下列有关叙述正确的是（ B ）
A.支原体内的核酸初步水解可得到4种产物
B.肺炎链球菌的遗传信息储存在甲的排列顺序中
C.在人体的不同细胞中，由甲构成的核酸的种类和数量相同
D.由乙构成的核酸分子中一定不存在氢键
解析 支原体是原核生物，其细胞内含有DNA和RNA，DNA和RNA初步水解会得到8种核苷酸，A错误；肺炎链球菌的遗传物质是DNA，其遗传信息储存在脱氧核苷酸（甲）的排列顺序中，B正确；在人体的体细胞与成熟生殖细胞中，由脱氧核苷酸（甲）构成的DNA数量不同，C错误；由核糖核苷酸（乙）构成的RNA分子中，可以存在氢键，例如tRNA，D错误。
8.[2023洛阳联考]细胞的很多物质或结构都存在骨架或支架，下列相关叙述错误的是（ C ）
A.细胞中的微管和微丝等蛋白质纤维构成了细胞骨架
B.磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架
C.磷脂、乳糖、蛋白质等大分子物质以碳链为骨架
D.磷酸与脱氧核糖交替连接形成DNA的基本骨架
解析 细胞骨架是由微管、微丝等蛋白质纤维构成的网架结构，A正确；磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，B正确；磷脂、乳糖不是大分子物质，C错误；磷酸与脱氧核糖交替连接形成DNA的基本骨架，D正确。
9.如图为某种生物大分子的部分结构示意图，下列相关叙述正确的是（ D ）
A.若图示为核酸，则③有8种
B.若图示为DNA的其中一条链，则②为脱氧核糖
C.若图示为RNA，则①的种类有2种，③的种类有4种
D.若图示为核酸，则①②③共同构成一个核苷酸
解析 若图示为核酸，则①为五碳糖（核糖或脱氧核糖），②为磷酸，③为碱基（最多有A、T、G、C、U五种），①②③共同构成一个核苷酸，A错误、D正确；若图示为DNA的其中一条链，则①为脱氧核糖，②为磷酸，③为碱基，B错误；若图示为RNA，则①为核糖，只有1种，③表示碱基，有A、U、C、G 4种，C错误。
二、非选择题
10.[联系日常生活实际，9分]胶原蛋白是人体中的一种结构蛋白，广泛分布于人体的皮肤、骨骼和血管壁等组织、器官，可保护皮肤黏膜、增加组织弹性和韧性。研究人员提取了一种主要含图中三种氨基酸的胶原蛋白用来制作手术缝合线。
甘氨酸（甘） 赖氨酸（赖）
脯氨酸（脯）
（1）据图中氨基酸分子式可知，组成这种胶原蛋白的主要化学元素是 C、H、O、N 。
（2）这三种氨基酸分子通过 脱水缩合 反应，形成一条包含200个“—甘—赖—脯—”重复序列的肽链，此肽链含有 201 个游离的氨基，连接相邻氨基酸的化学键是 肽键 。
（3）作为手术缝合线的胶原蛋白能被人体组织吸收，其原因是 胶原蛋白会被分解成氨基酸 。
（4）缺乏维生素C会导致赖氨酸和脯氨酸的R基无法发生亲水性修饰，造成胶原蛋白易被降解。结合题目信息及生活常识，推测人体缺乏维生素C可能造成的后果，并提出预防措施： 人体缺乏维生素C可能会出现皮肤出血、血管壁出血、骨骼变脆等，日常可以通过适量食用含维生素C高的水果、蔬菜等预防维生素C缺乏（合理即可） 。
解析 （1）分析题图可知，组成这种胶原蛋白的主要元素是C、H、O、N。（2）氨基酸通过脱水缩合形成肽链，赖氨酸中R基上的游离氨基不参与形成肽键。该肽链包含200个“—甘—赖—脯—”重复序列，其中赖氨酸出现了200次，R基中不参与形成肽键的氨基就有200个，所以此肽链含有的游离的氨基数＝R基上游离的氨基数＋肽链数＝201（个）。相邻氨基酸之间通过肽键相连。（3）作为手术缝合线的胶原蛋白能被人体组织吸收的原因是蛋白质可以分解成氨基酸。（4）根据题干中胶原蛋白分布的位置推测，人体缺乏维生素C可能会出现皮肤出血、血管壁出血、骨骼变脆等，预防措施为适量吃维生素C含量高的水果、蔬菜等。
11.[2024江西九校联考]功能越复杂的细胞膜，其上蛋白质的种类和数量就越多。下列叙述正确的是（ D ）
A.通道蛋白负责介导协助扩散，载体蛋白负责介导主动运输
B.分子或离子通过通道蛋白时需要与通道蛋白结合
C.细胞膜内表面的糖类分子与蛋白质结合形成糖蛋白，可进行信息传递
D.生物大分子与细胞膜上的蛋白质结合后通过胞吞进入细胞，说明细胞膜具有一定的流动性
解析 载体蛋白不仅可以参与协助扩散，还可以参与主动运输；通道蛋白只能参与协助扩散，A错误。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时自身构象都会发生改变；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，B错误。细胞膜的外表面有糖类分子，它与蛋白质分子结合形成糖蛋白，糖蛋白与细胞表面的识别等功能有密切关系，C错误。像蛋白质这样的生物大分子，通过胞吞或胞吐进出细胞，其过程需要细胞膜上蛋白质的参与，更离不开细胞膜上磷脂双分子层的流动性，D正确。
12.[2024湖北部分高中联考]中国农业科学院饲料研究所与北京首钢朗泽新能源科技有限公司联合宣布，我国在国际上首次实现了以一氧化碳、二氧化碳为碳源、氨水为氮源，实现22秒快速转化，人工利用乙醇梭菌大规模生物合成蛋白质。下列相关叙述错误的是（ C ）
A.组成蛋白质的元素主要是C、H、O、N
B.碳是生命的核心元素，蛋白质是生命活动的主要承担者
C.人体细胞合成蛋白质、乙醇梭菌合成蛋白质都必须直接提供氨基酸作为原料
D.利用一氧化碳等人工合成蛋白质，有利于降低工业尾气的排放，减少环境污染
解析 蛋白质的主要组成元素为C、H、O、N，A正确；碳是生命的核心元素，蛋白质是生命活动的主要承担者，B正确；据题意可知，乙醇梭菌合成蛋白质以一氧化碳、二氧化碳、氨水为原料，不是必须直接提供氨基酸，C错误；利用一氧化碳等人工合成蛋白质，有利于降低工业尾气的排放，减少环境污染，D正确。
13.[情境创新/2024龙岩模拟]IDP（一种蛋白质）中含有较高比例的亲水氨基酸残基，其在细胞内呈现不折叠的“天然无序”状态。为研究IDP与水熊虫抗干旱的关系，科研人员敲除水熊虫的IDP基因（不能合成IDP），检测其在正常和干旱条件下的存活率，结果如图所示。下列有关叙述错误的是（ B ）
A.IDP的结构特点说明其空间结构与氨基酸的种类有关
B.细胞大量失水时，细胞内渗透压降低，新陈代谢水平降低
C.该实验中IDP基因正常组作为对照组
D.该实验结果表明水熊虫体内的IDP具有抗干旱的作用
解析 由题干信息“IDP（一种蛋白质）……状态”可知，IDP的空间结构与氨基酸的种类有关，A正确；细胞大量失水时，细胞内渗透压升高，B错误；该实验中IDP基因正常组为对照组，敲除IDP基因组为实验组，C正确；实验结果显示，在正常条件下，IDP基因正常组水熊虫的存活率与敲除IDP基因组水熊虫的存活率相差不大，而在干旱条件下，IDP基因正常组水熊虫的存活率明显高于敲除IDP基因组水熊虫的存活率，说明水熊虫体内的IDP具有抗干旱的作用，D正确。
14.丙肝病毒是一种RNA病毒，仅携带能够编码一个多肽的基因，该基因编码的多肽能被酶解成10个功能片段。据此判断下列叙述正确的是（ B ）
A.丙肝病毒的遗传物质彻底水解后有4种产物
B.该多肽分子被酶解成10个功能片段后，肽键减少了9个
C.水解多肽的酶在患者细胞的溶酶体中合成
D.丙肝病毒与肺炎链球菌的增殖方式相同
解析 丙肝病毒的遗传物质是RNA，RNA彻底水解后有磷酸、五碳糖和四种碱基，共6种产物，A错误；多肽被切割成10个片段，即切割后减少了9个肽键，B正确；水解多肽的酶的化学本质是蛋白质，蛋白质在核糖体上合成，C错误；肺炎链球菌为原核生物，其增殖方式为二分裂，而丙肝病毒的生活方式为寄生，其增殖方式为自我复制，二者增殖方式不同，D错误。
15.[2024邵阳模拟]研究人员在细胞膜上发现一种新型生物分子——糖RNA（如图所示），揭示了其在人类自身免疫性疾病中发挥的作用。下列说法错误的是（ A ）
A.图中细胞膜上的RNA为双链结构
B.组成RNA的基本单位是核糖核苷酸
C.图中糖RNA可能参与细胞间信息交流
D.细胞膜功能的复杂性与蛋白质及糖链结构的多样性有关
解析 图中细胞膜上的RNA为单链结构，只是局部出现互补区域，A错误；组成RNA的基本单位是核糖核苷酸，B正确；图中糖RNA可能参与信息识别，从而参与细胞间信息交流，C正确；细胞膜功能的复杂性与蛋白质及糖链结构的多样性有关，D正确。
16.[2024河南部分学校联考]细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，有三种主要结构组分：微丝（由肌动蛋白组成，参与细胞收缩和细胞迁移等）、中间丝（由多种类型的蛋白质组成，主要提供细胞的机械强度和结构支持，参与纺锤体的形成）和微管（由微管蛋白组成，参与细胞的形成和维持，包括调控细胞的形状、细胞器的运输和细胞分裂等）。下列叙述错误的是（ D ）
A.细胞骨架具有维持细胞形态、锚定并支撑细胞器等作用
B.变形虫的变形运动可能与肌动蛋白组成的微丝有关
C.中间丝具有协助细胞承受机械压力和维持细胞完整性的能力
D.微管是细胞骨架中唯一与细胞分裂有关的结构
解析 细胞骨架具有维持细胞的形态，锚定并支撑许多细胞器等作用，A正确；微丝参与细胞迁移，变形虫的变形运动可能与肌动蛋白组成的微丝有关，B正确；中间丝具有协助细胞承受机械压力和维持细胞完整性的能力，C正确；根据题干信息可知，中间丝参与纺锤体的形成，也与细胞分裂有关，D错误。
17.[提出治疗疾病的新思路，10分]阿尔茨海默病是一种多发于老年人群的神经系统退行性疾病。此病的重要病理特征之一是β－淀粉样蛋白（Aβ）在大脑聚集沉积形成斑块。请回答问题：
（1）Aβ含有39～ 43个氨基酸，请写出氨基酸分子的结构通式： 。
（2）Aβ由淀粉样前体蛋白（一种膜蛋白）水解形成，如图1所示。由图1可知，淀粉样前体蛋白经过 β－分泌酶和γ－分泌酶 的催化作用，切断氨基酸之间的 肽键 （化学键）而形成Aβ，每经此过程生成1个Aβ需要 2 个水分子。
（3）Aβ的空间结构如图2。许多证据表明，Aβ在健康人的大脑中有营养神经的作用，但在遗传因素和环境因素的共同作用下，Aβ产生量过多，可形成不同的Aβ聚集体（图3所示为含12个Aβ的聚集体），产生神经毒性并最终使患者出现认知功能障碍和记忆衰退的症状。用结构与功能相适应的观点对上述现象进行解释： Aβ结构如题图2时有营养神经作用，如题图3形成聚集体时有神经毒性（合理即可） 。
（4）综上所述，请你提出治疗阿尔茨海默病的一种思路： 研发抑制Aβ聚集的药物等（合理即可） 。
解析 （1）构成蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，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和一个R基，氨基酸分子的结构通式为。（2）由图1可知，淀粉样前体蛋白经过β－分泌酶和γ－分泌酶的催化作用，切断氨基酸之间的肽键而形成Aβ。每经此过程生成1个Aβ需要切断2个肽键，需要2个水分子。（3）根据结构决定功能，Aβ的空间结构如图2时，其在大脑中有营养神经的作用。在遗传因素和环境因素的共同作用下，Aβ产生量过多，如图3所示为含12个Aβ的聚集体，会产生神经毒性，最终使患者出现认知功能障碍和记忆衰退的症状。（4）根据阿尔茨海默病的重要病理特征之一是β－淀粉样蛋白（Aβ）在大脑聚集沉积形成斑块，分析可知治疗阿尔茨海默病的思路是防止Aβ聚集，具体思路为研发抑制Aβ聚集的药物等。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.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；
2.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；
3.细胞的组成元素以碳链为骨架形成复杂的生物大分子
蛋白质的结构和功能
2023：江苏T3、海南T2、湖北T2、浙江6月T1；
2022：湖南T1、浙江1月T8、辽宁T9A；
2021：湖南T5、辽宁T1、重庆T3、海南T13；
2020：全国ⅠT1C、全国ⅢT5D；
2019：海南T1AB
1.生命观念——结构与功能观：从结构与功能相适应的角度解释蛋白质、核酸的结构与功能相适应。
2.科学思维——归纳与概括：辨析蛋白质与核酸之间的区别与联系
核酸的组成、结构和功能
2022：广东T7；
2021：江苏T1；
2020：北京T2；
2019：江苏T1、海南T1CD
生物大分子以碳链为基本骨架
2023：全国乙T1；
2021：全国甲T1；
2020：天津T2、江苏T2
命题分析预测
1.高考对本部分的考查主要在蛋白质、核酸的结构和功能，以及二者之间的联系等方面，常以选择题形式呈现，或以非选择题的形式与基因的转录和翻译等知识点相联系进行综合考查。
2.预计2025年高考仍会延续这种考查模式，或以实验，或结合情境信息，将其结构、功能与其他知识相结合进行跨章节综合考查
一级结构
二级结构
三级结构
四级结构
氨基酸序列（氨基酸种类、数目、排列顺序）
在特定区域通过氢键等进行有规律地盘曲或折叠
借助氢键、离子键、二硫键等进行盘绕、折叠，形成较复杂结构
具有两条或两条以上独立三级结构的多肽链通过某些化学键相互组合，形成非常复杂的空间结构
肽链
数目
氨基酸
数目
肽键
数目
脱去水
分子数
多肽的相对
分子质量
游离氨
基数目
游离羧
基数目
1
m
m－1
m－1
ma－18×（m－1）
至少1个
至少1个
n
m
m－n
m－n
ma－18×（m－n）
至少n个
至少n个
物质
初步水解产物
彻底水解产物
DNA
[5] 脱氧核苷酸
脱氧核糖、碱基、磷酸
RNA
核糖核苷酸
[6] 核糖、碱基、磷酸
蛋白质
主要是多肽
[7] 氨基酸
淀粉
主要是麦芽糖
[8] 葡萄糖
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
⑥
核酸
—