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新高考适用2024版高考生物一轮总复习必修1分子与细胞第1单元走近细胞和组成细胞的分子第3讲蛋白质和核酸课件
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这是一份新高考适用2024版高考生物一轮总复习必修1分子与细胞第1单元走近细胞和组成细胞的分子第3讲蛋白质和核酸课件，共60页。PPT课件主要包含了第3讲蛋白质和核酸，考点一，考点二，HON，同一个，2氨基酸的种类，外界环境中获取，人体细胞能够合成，COOH和NH2，COOH等内容，欢迎下载使用。
第一单元 走近细胞和组成细胞的分子
考点一 蛋白质的结构和功能
1．组成蛋白质的氨基酸的结构和种类(1)氨基酸的结构
2．蛋白质的合成(1)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构成就称为______。②H2O中各元素的来源：H来自___________________，O来自_______________。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。
(2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例)
3．蛋白质结构多样性与功能多样性
易错整合，判断正误。(1)具有氨基和羧基的化合物都是构成生物体蛋白质的氨基酸。( )(2)生物体内组成蛋白质的氨基酸中，不同氨基酸之间的差异是由R基引起的。( )(3)胰岛素中不同肽链之间通过肽键连接。( )
(4)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。( )(5)评价蛋白质食品的营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量。( )(6)氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质。( )
1．抗体和头发的主要成分均为蛋白质，但功能却相差极大，请从氨基酸角度分析，原因是什么？提示：组成抗体和头发的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同。2．相对于生鸡蛋，煮熟的鸡蛋更容易消化，这是为什么？提示：煮熟鸡蛋过程中，高温使蛋白质变性，蛋白质空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
1．蛋白质的变性和水解辨析
2．常考蛋白质的分布和功能
提醒：载体与受体的区别载体是协助物质运输的蛋白质，如血红蛋白是运输氧的载体，细胞膜上有运输葡萄糖、Na＋、K＋等的转运蛋白；受体是接受信号分子的蛋白质，如神经递质受体、激素分子受体，其主要作用是实现细胞间信息交流。
3．蛋白质相关的计算规律(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)。
注：假设氨基酸平均相对分子质量为a。
提醒：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如果形成二硫键，需考虑每形成一个二硫键需去掉两个H。
(3)利用原子守恒计算肽链中原子数氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有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，要失去部分氢原子和氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。多肽中的相关数量关系如下：①碳原子数＝氨基酸的个数×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。
提醒：由于R基上的碳原子数不容易确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
考向 围绕氨基酸和蛋白质的结构，考查结构与功能观 (2023·河北唐山调研)如图为某多肽的结构简图，对该多肽的叙述错误的是( )
A．脱水缩合过程中减少的水的相对分子质量为54B．有4种不同的侧链基团C．氨基酸种类数和氨基酸数不相等D．含有3个肽键，为四肽解析：形成该多肽的过程中，氨基酸脱水缩合相对分子质量减少了18×3＝54，A正确；该多肽的4个氨基酸的侧链基团(R基)依次是—CH2—CH2—COOH、—CH3、—CH2SH、—CH3，共3种，即氨基酸种类数与氨基酸数不相等，B错误、C正确；分析题图可知，该多肽含有3个肽键，由4个氨基酸脱水缩合而成，为四肽，D正确。
┃┃归纳提示► “二看法”判断组成蛋白质的氨基酸
〔变式训练〕1．(2023·江苏常州高三检测)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解析：题图中三种氨基酸的共同点应为都至少含有一个氨基、一个羧基，B错误。
考向 蛋白质的结构和功能 (2022·昌平区二模)下列生理过程中没有蛋白质直接参与的是( )A．DNA进行半保留复制B．内环境中O2进入线粒体C．组织细胞识别生长激素D．人体内血糖平衡的调节
解析：DNA进行半保留复制需要DNA聚合酶的催化，DNA聚合酶的化学本质是蛋白质，A不符合题意；内环境中的O2进入线粒体的方式为自由扩散，该过程不需要载体蛋白的参与，也不需要消耗能量，B符合题意；组织细胞识别生长激素与细胞膜上的糖蛋白有关，C不符合题意；人体内血糖平衡的调节离不开胰岛素和胰高血糖素的作用，胰岛素和胰高血糖素的化学本质是蛋白质，D不符合题意。
┃┃易错警示►有关蛋白质需要注意的几点
(2)蛋白质变性的误区：高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。(3)由于基因的选择性表达，同一生物的不同细胞中蛋白质种类和数量会出现差异。(4)不同蛋白质的合成场所：真核细胞胞内蛋白在游离核糖体上合成，分泌蛋白则在附着于内质网上的核糖体中合成。(5)氨基酸数目≠氨基酸种类：蛋白质分子含有多个氨基酸，构成生物体蛋白质的氨基酸约有20种。
(6)R基团中不一定有C原子，如甘氨酸中R基团为H原子；S元素一定在R基团中。(7)多肽≠蛋白质：在核糖体上合成的是多肽，而不是蛋白质，多肽必须经过加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。(8)高温、过酸、过碱、重金属盐，都会使蛋白质的空间结构发生不可逆的变化，但低温不会。
〔变式训练〕2．(2023·黑吉两省十校联合体联考)如图是蛋白质分子的结构简图，不同图形代表组成蛋白质的单体，下列分析正确的是( ) A．不同图形代表氨基酸分子，图形之间以氢键相连接B．蛋白质结构的多样性的根本原因是图形的数量和排列顺序C．高温、强酸、强碱等均会破坏蛋白质的空间结构和肽键D．图示的蛋白质分子可能同时具有免疫功能和催化功能
解析：蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸分子通过肽键连接，A错误；蛋白质结构的多样性的根本原因是基因的多样性，B错误；高温、强酸、强碱等会破坏蛋白质的空间结构，不会破坏蛋白质中的肽键，C错误；某些蛋白质分子可能同时具有免疫功能和催化功能，如溶菌酶，D正确。
考向 围绕蛋白质的合成及相关计算，考查科学思维能力 (2023·广东肇庆期末)结合图示分析，下列有关蛋白质的叙述正确的是( )A．此蛋白质共有2条肽链B．99个氨基酸构成的蛋白质有98个肽键C．此蛋白质的R基中共含有22个氨基D．两个氨基酸脱水缩合过程中，失去的H2O中的氢来自氨基
解析：由羧基总数＝肽链数＋R基上羧基数目可知，肽链数为26－23＝3，此蛋白质含有3条肽链，A错误；由以上分析知，该蛋白质由99个氨基酸构成，其含有的肽键数为氨基酸数－肽链数＝99－3＝96，B错误；此蛋白质的R基中共含有的氨基数为氨基总数－肽链数＝25－3＝22，C正确；两个氨基酸脱水缩合的过程中，失去的H2O中的氢来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基，D错误。
〔变式训练〕3．如图表示一个由三条多肽链形成的蛋白质分子，共含271个氨基酸，图中每条虚线表示由两个R基中的巯基(—SH)脱氢形成一个二硫键(—S—S—)。下列相关叙述不正确的是( )A．组成该分子的氨基酸最多有21种B．氨基酸合成该分子后相对分子质量减少了4 824C．该分子至少含有3个游离的氨基D．该物质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应
解析：组成蛋白质的氨基酸最多有21种，A正确；由271个氨基酸合成该分子时，脱去268分子水，同时在形成4个二硫键时脱去8个氢，即减少的相对分子质量为268×18＋8＝4 832，B错误；该分子由三条多肽链形成，至少含有3个游离的氨基，C正确；蛋白质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应，D正确。
考点二 核酸的种类、结构和功能
提醒：有的RNA也有空间结构，如tRNA等。
提醒：DNA是一切细胞生物的遗传物质。
3．DNA和RNA的比较(1)组成单位的比较
提醒：DNA初步水解的产物是四种脱氧核苷酸(腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸)，彻底水解的产物是脱氧核糖、磷酸和四种含氮碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶)。
4．生物大分子以碳链为骨架
易错整合，判断正误。(1)DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接。( )(2)细胞中的DNA一定有氢键，RNA一定没有氢键。( )(3)同一生物体的不同细胞中，DNA基本相同，RNA不完全相同。( )
(4)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。( )(5)相对分子质量大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。( )(6)大肠杆菌体内既有DNA，又有RNA，但以DNA作为遗传物质。( )
1．DNA指纹技术在案件侦破工作中能够提供犯罪嫌疑人的信息的依据是什么？DNA鉴定技术还可以运用在哪些方面？提示：依据是DNA是人类的遗传物质，每个人的遗传物质有所区别，因此DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息。DNA鉴定技术还可以运用在亲子鉴定、研究人类起源、不同生物类群的亲缘关系等方面。2．“碳是生命的核心元素”的原因是什么？提示：多糖、蛋白质、核酸等生物大分子都以碳链为基本骨架。
1．归纳概括生物种类与核酸、核苷酸及碱基种类的关系
2.蛋白质与核酸之间的关系图
3．DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系
考向 借助核酸的结构与功能，考查生命观念 (2022·天津一模)目前科研人员研究表明，导致新型肺炎的元凶是一种新型冠状病毒，该病毒的遗传物质为RNA。下列关于新型冠状病毒的叙述中，正确的是( )A．将该病毒的核酸彻底水解后，可得到5种碱基、2种五碳糖、1种磷酸B．该病毒在宿主细胞的核糖体上合成多肽链时，需要RNA聚合酶的催化C．由于该病毒的核酸为单链结构，所以更容易发生变异D．可在含有碳源、氮源、生长因子、水、无机盐等营养全面的培养基上培养新型冠状病毒用于科学研究
解析：新型冠状病毒只含有RNA一种核酸，RNA彻底水解后，可得到4种碱基(A、U、C、G)、1种五碳糖(核糖)、1种磷酸，A错误；RNA聚合酶催化转录过程，不能催化多肽链的形成，B错误；由于该病毒的核酸为单链结构，所以更容易发生变异，C正确；病毒没有细胞结构，不能独立生存，必须用宿主活细胞培养，D错误。
┃┃归纳提示►判断DNA和RNA的三种方法
〔变式训练〕4．(2023·石家庄模拟)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．如果甲中的m是U，则甲一定是丙的基本单位B．如果甲中的m是G，则甲一定是乙的基本单位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可以分布于线粒体和叶绿体中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
解析：甲是核苷酸，是乙和丙的基本单位，乙是DNA，丙是tRNA。如果甲中的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。
考向 结合核酸、蛋白质间的内在关系，考查创新应用能力 (2022·淄博一模)核酸通常与蛋白质结合以“核酸蛋白质”复合体的形式存在。以下叙述错误的是( )A．T2噬菌体、HIV和烟草花叶病毒都可以看作是“核酸—蛋白质”复合体B．紫外线、酒精消杀病毒时，分别破坏复合体中的核酸和蛋白质C．原核细胞中的“核酸—蛋白质”复合体就是“核糖体RNA—蛋白质”复合体D．真核细胞内遗传信息传递过程中，可出现核酸与相应的酶形成的复合体
解析：T2噬菌体、HIV和烟草花叶病毒都可以看作是“核酸—蛋白质”复合体，A正确；紫外线、酒精消杀病毒时，分别破坏复合体中的核酸和蛋白质，B正确；原核细胞中的“核酸—蛋白质”复合体不仅仅是“核糖体RNA—蛋白质”复合体，如DNA复制时，DNA聚合酶与DNA结合形成“DNA—蛋白质”复合体，C错误；真核细胞内遗传信息传递过程中，可出现核酸与相应的酶形成的复合体，D正确。
〔变式训练〕5．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是组成A、B、C三种生物大分子的单体，这三种单体的结构可用d或e表示。据图分析正确的是( )
A．人体细胞中单体a、b的结构可用d表示，人体中d有4种B．大肠杆菌细胞内单体c的结构可用e表示，e的种类有21种C．a、b是生物体内遗传信息的携带者，C是生命活动的主要承担者D．A、B的多样性由d中的n充分体现，C的多样性由e中的R充分体现
解析：根据图分析知，a表示脱氧核苷酸，b表示核糖核苷酸，d表示核苷酸，人体内的核苷酸有8种，A错误；图中c表示氨基酸，组成生物体的氨基酸的种类有21种，B正确；A是DNA，B是RNA；核酸是生物体内遗传信息的携带者，C是蛋白质，生命活动的主要承担者，C错误；C蛋白质的多样性除了与e中的R有关，还与氨基酸的数目、排列顺序和肽链的空间结构有关，D错误。
考向 生物大分子以碳链为基本骨架 (2023·湖南雅礼中学高三模拟)如图表示在某细胞内发生的一系列生物大分子的合成过程，其中甲、乙、丙、丁分别表示生物大分子，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，下列叙述错误的是( )
A．大分子甲和乙的元素组成一定相同，乙和丙的元素组成一般不同，丙和丁的元素组成一定不同B．乙、丙具有多样性是因为b、c种类多样C．在植物细胞内和在动物细胞内丁代表不同物质，但d代表同一物质D．乙、丙、丁分解成b、c、d的过程都会消耗水
解析：乙是RNA，其具有多样性是因为核糖核苷酸排列顺序，丙是蛋白质，具有多样性是因为组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，及多肽链的空间结构不同。
┃┃归纳提示►有机物初步水解产物、彻底水解产物和代谢终产物
〔变式训练〕6．如图表示有关生物大分子的简要概念图，下列叙述正确的是( )A．若b为葡萄糖，则c在动物细胞中可能为乳糖B．若c为RNA，则b为核糖核苷酸，a为C、H、O、NC．DNA和蛋白质分子的多样性都与分子的空间结构密切相关D．多聚体水解的过程，需要水分子参与并消耗一定量的ATP
解析：乳糖不是生物大分子，A错误；蛋白质分子的多样性与分子的空间结构密切相关，而DNA分子的多样性主要与其中的碱基的排列顺序有关，C错误；多聚体水解的过程，需要消耗水分子，但不消耗能量，D错误。
1．(2022·湖南卷)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：蛋白质的氮元素主要存在于肽键中，A错误；胶原蛋白为生物大分子物质，涂抹于皮肤表面不能被直接吸收，B错误；内质网是蛋白质的合成、加工场所和运输通道，高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，胶原蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关，C正确；由题胶原蛋白非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高，而人体需要从食物中获取必需氨基酸，非必需氨基酸自身可以合成，衡量蛋白质营养价值的高低主要取决于所含必需氨基酸的种类、数量及组成比例，因此不能说明胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高，D错误。
2．(2021·辽宁卷)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
解析：叶绿体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。
3．(2021·湖南卷)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递C．作为能量“货币”的ATP能参与细胞信号传递D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响解析：这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，会导致这些蛋白质不能发生磷酸化和去磷酸化，不能参与细胞信号传递，B错误。
4．(2020·北京卷)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、能量和酶解析：蛋白质具有多种多样的空间结构，DNA具有相同的空间结构，C错误。
5．(2022·河北省选择性考试模考)生物大分子之间的相互结合在生物体的生命活动中发挥重要作用。下列叙述正确的是( )A．蛋白质与DNA结合后都能调控基因表达B．RNA聚合酶与起始密码子结合启动转录的起始C．RNA与蛋白质的结合在细胞生物中普遍存在D．DNA与RNA的结合可发生在HIV中
第一单元 走近细胞和组成细胞的分子
考点一 蛋白质的结构和功能
1．组成蛋白质的氨基酸的结构和种类(1)氨基酸的结构
2．蛋白质的合成(1)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构成就称为______。②H2O中各元素的来源：H来自___________________，O来自_______________。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。
(2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例)
3．蛋白质结构多样性与功能多样性
易错整合，判断正误。(1)具有氨基和羧基的化合物都是构成生物体蛋白质的氨基酸。( )(2)生物体内组成蛋白质的氨基酸中，不同氨基酸之间的差异是由R基引起的。( )(3)胰岛素中不同肽链之间通过肽键连接。( )
(4)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。( )(5)评价蛋白质食品的营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量。( )(6)氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质。( )
1．抗体和头发的主要成分均为蛋白质，但功能却相差极大，请从氨基酸角度分析，原因是什么？提示：组成抗体和头发的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同。2．相对于生鸡蛋，煮熟的鸡蛋更容易消化，这是为什么？提示：煮熟鸡蛋过程中，高温使蛋白质变性，蛋白质空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
1．蛋白质的变性和水解辨析
2．常考蛋白质的分布和功能
提醒：载体与受体的区别载体是协助物质运输的蛋白质，如血红蛋白是运输氧的载体，细胞膜上有运输葡萄糖、Na＋、K＋等的转运蛋白；受体是接受信号分子的蛋白质，如神经递质受体、激素分子受体，其主要作用是实现细胞间信息交流。
3．蛋白质相关的计算规律(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)。
注：假设氨基酸平均相对分子质量为a。
提醒：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如果形成二硫键，需考虑每形成一个二硫键需去掉两个H。
(3)利用原子守恒计算肽链中原子数氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有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，要失去部分氢原子和氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。多肽中的相关数量关系如下：①碳原子数＝氨基酸的个数×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。
提醒：由于R基上的碳原子数不容易确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
考向 围绕氨基酸和蛋白质的结构，考查结构与功能观 (2023·河北唐山调研)如图为某多肽的结构简图，对该多肽的叙述错误的是( )
A．脱水缩合过程中减少的水的相对分子质量为54B．有4种不同的侧链基团C．氨基酸种类数和氨基酸数不相等D．含有3个肽键，为四肽解析：形成该多肽的过程中，氨基酸脱水缩合相对分子质量减少了18×3＝54，A正确；该多肽的4个氨基酸的侧链基团(R基)依次是—CH2—CH2—COOH、—CH3、—CH2SH、—CH3，共3种，即氨基酸种类数与氨基酸数不相等，B错误、C正确；分析题图可知，该多肽含有3个肽键，由4个氨基酸脱水缩合而成，为四肽，D正确。
┃┃归纳提示► “二看法”判断组成蛋白质的氨基酸
〔变式训练〕1．(2023·江苏常州高三检测)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解析：题图中三种氨基酸的共同点应为都至少含有一个氨基、一个羧基，B错误。
考向 蛋白质的结构和功能 (2022·昌平区二模)下列生理过程中没有蛋白质直接参与的是( )A．DNA进行半保留复制B．内环境中O2进入线粒体C．组织细胞识别生长激素D．人体内血糖平衡的调节
解析：DNA进行半保留复制需要DNA聚合酶的催化，DNA聚合酶的化学本质是蛋白质，A不符合题意；内环境中的O2进入线粒体的方式为自由扩散，该过程不需要载体蛋白的参与，也不需要消耗能量，B符合题意；组织细胞识别生长激素与细胞膜上的糖蛋白有关，C不符合题意；人体内血糖平衡的调节离不开胰岛素和胰高血糖素的作用，胰岛素和胰高血糖素的化学本质是蛋白质，D不符合题意。
┃┃易错警示►有关蛋白质需要注意的几点
(2)蛋白质变性的误区：高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。(3)由于基因的选择性表达，同一生物的不同细胞中蛋白质种类和数量会出现差异。(4)不同蛋白质的合成场所：真核细胞胞内蛋白在游离核糖体上合成，分泌蛋白则在附着于内质网上的核糖体中合成。(5)氨基酸数目≠氨基酸种类：蛋白质分子含有多个氨基酸，构成生物体蛋白质的氨基酸约有20种。
(6)R基团中不一定有C原子，如甘氨酸中R基团为H原子；S元素一定在R基团中。(7)多肽≠蛋白质：在核糖体上合成的是多肽，而不是蛋白质，多肽必须经过加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。(8)高温、过酸、过碱、重金属盐，都会使蛋白质的空间结构发生不可逆的变化，但低温不会。
〔变式训练〕2．(2023·黑吉两省十校联合体联考)如图是蛋白质分子的结构简图，不同图形代表组成蛋白质的单体，下列分析正确的是( ) A．不同图形代表氨基酸分子，图形之间以氢键相连接B．蛋白质结构的多样性的根本原因是图形的数量和排列顺序C．高温、强酸、强碱等均会破坏蛋白质的空间结构和肽键D．图示的蛋白质分子可能同时具有免疫功能和催化功能
解析：蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸分子通过肽键连接，A错误；蛋白质结构的多样性的根本原因是基因的多样性，B错误；高温、强酸、强碱等会破坏蛋白质的空间结构，不会破坏蛋白质中的肽键，C错误；某些蛋白质分子可能同时具有免疫功能和催化功能，如溶菌酶，D正确。
考向 围绕蛋白质的合成及相关计算，考查科学思维能力 (2023·广东肇庆期末)结合图示分析，下列有关蛋白质的叙述正确的是( )A．此蛋白质共有2条肽链B．99个氨基酸构成的蛋白质有98个肽键C．此蛋白质的R基中共含有22个氨基D．两个氨基酸脱水缩合过程中，失去的H2O中的氢来自氨基
解析：由羧基总数＝肽链数＋R基上羧基数目可知，肽链数为26－23＝3，此蛋白质含有3条肽链，A错误；由以上分析知，该蛋白质由99个氨基酸构成，其含有的肽键数为氨基酸数－肽链数＝99－3＝96，B错误；此蛋白质的R基中共含有的氨基数为氨基总数－肽链数＝25－3＝22，C正确；两个氨基酸脱水缩合的过程中，失去的H2O中的氢来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基，D错误。
〔变式训练〕3．如图表示一个由三条多肽链形成的蛋白质分子，共含271个氨基酸，图中每条虚线表示由两个R基中的巯基(—SH)脱氢形成一个二硫键(—S—S—)。下列相关叙述不正确的是( )A．组成该分子的氨基酸最多有21种B．氨基酸合成该分子后相对分子质量减少了4 824C．该分子至少含有3个游离的氨基D．该物质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应
解析：组成蛋白质的氨基酸最多有21种，A正确；由271个氨基酸合成该分子时，脱去268分子水，同时在形成4个二硫键时脱去8个氢，即减少的相对分子质量为268×18＋8＝4 832，B错误；该分子由三条多肽链形成，至少含有3个游离的氨基，C正确；蛋白质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应，D正确。
考点二 核酸的种类、结构和功能
提醒：有的RNA也有空间结构，如tRNA等。
提醒：DNA是一切细胞生物的遗传物质。
3．DNA和RNA的比较(1)组成单位的比较
提醒：DNA初步水解的产物是四种脱氧核苷酸(腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸)，彻底水解的产物是脱氧核糖、磷酸和四种含氮碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶)。
4．生物大分子以碳链为骨架
易错整合，判断正误。(1)DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接。( )(2)细胞中的DNA一定有氢键，RNA一定没有氢键。( )(3)同一生物体的不同细胞中，DNA基本相同，RNA不完全相同。( )
(4)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。( )(5)相对分子质量大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。( )(6)大肠杆菌体内既有DNA，又有RNA，但以DNA作为遗传物质。( )
1．DNA指纹技术在案件侦破工作中能够提供犯罪嫌疑人的信息的依据是什么？DNA鉴定技术还可以运用在哪些方面？提示：依据是DNA是人类的遗传物质，每个人的遗传物质有所区别，因此DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息。DNA鉴定技术还可以运用在亲子鉴定、研究人类起源、不同生物类群的亲缘关系等方面。2．“碳是生命的核心元素”的原因是什么？提示：多糖、蛋白质、核酸等生物大分子都以碳链为基本骨架。
1．归纳概括生物种类与核酸、核苷酸及碱基种类的关系
2.蛋白质与核酸之间的关系图
3．DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系
考向 借助核酸的结构与功能，考查生命观念 (2022·天津一模)目前科研人员研究表明，导致新型肺炎的元凶是一种新型冠状病毒，该病毒的遗传物质为RNA。下列关于新型冠状病毒的叙述中，正确的是( )A．将该病毒的核酸彻底水解后，可得到5种碱基、2种五碳糖、1种磷酸B．该病毒在宿主细胞的核糖体上合成多肽链时，需要RNA聚合酶的催化C．由于该病毒的核酸为单链结构，所以更容易发生变异D．可在含有碳源、氮源、生长因子、水、无机盐等营养全面的培养基上培养新型冠状病毒用于科学研究
解析：新型冠状病毒只含有RNA一种核酸，RNA彻底水解后，可得到4种碱基(A、U、C、G)、1种五碳糖(核糖)、1种磷酸，A错误；RNA聚合酶催化转录过程，不能催化多肽链的形成，B错误；由于该病毒的核酸为单链结构，所以更容易发生变异，C正确；病毒没有细胞结构，不能独立生存，必须用宿主活细胞培养，D错误。
┃┃归纳提示►判断DNA和RNA的三种方法
〔变式训练〕4．(2023·石家庄模拟)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．如果甲中的m是U，则甲一定是丙的基本单位B．如果甲中的m是G，则甲一定是乙的基本单位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可以分布于线粒体和叶绿体中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
解析：甲是核苷酸，是乙和丙的基本单位，乙是DNA，丙是tRNA。如果甲中的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。
考向 结合核酸、蛋白质间的内在关系，考查创新应用能力 (2022·淄博一模)核酸通常与蛋白质结合以“核酸蛋白质”复合体的形式存在。以下叙述错误的是( )A．T2噬菌体、HIV和烟草花叶病毒都可以看作是“核酸—蛋白质”复合体B．紫外线、酒精消杀病毒时，分别破坏复合体中的核酸和蛋白质C．原核细胞中的“核酸—蛋白质”复合体就是“核糖体RNA—蛋白质”复合体D．真核细胞内遗传信息传递过程中，可出现核酸与相应的酶形成的复合体
解析：T2噬菌体、HIV和烟草花叶病毒都可以看作是“核酸—蛋白质”复合体，A正确；紫外线、酒精消杀病毒时，分别破坏复合体中的核酸和蛋白质，B正确；原核细胞中的“核酸—蛋白质”复合体不仅仅是“核糖体RNA—蛋白质”复合体，如DNA复制时，DNA聚合酶与DNA结合形成“DNA—蛋白质”复合体，C错误；真核细胞内遗传信息传递过程中，可出现核酸与相应的酶形成的复合体，D正确。
〔变式训练〕5．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是组成A、B、C三种生物大分子的单体，这三种单体的结构可用d或e表示。据图分析正确的是( )
A．人体细胞中单体a、b的结构可用d表示，人体中d有4种B．大肠杆菌细胞内单体c的结构可用e表示，e的种类有21种C．a、b是生物体内遗传信息的携带者，C是生命活动的主要承担者D．A、B的多样性由d中的n充分体现，C的多样性由e中的R充分体现
解析：根据图分析知，a表示脱氧核苷酸，b表示核糖核苷酸，d表示核苷酸，人体内的核苷酸有8种，A错误；图中c表示氨基酸，组成生物体的氨基酸的种类有21种，B正确；A是DNA，B是RNA；核酸是生物体内遗传信息的携带者，C是蛋白质，生命活动的主要承担者，C错误；C蛋白质的多样性除了与e中的R有关，还与氨基酸的数目、排列顺序和肽链的空间结构有关，D错误。
考向 生物大分子以碳链为基本骨架 (2023·湖南雅礼中学高三模拟)如图表示在某细胞内发生的一系列生物大分子的合成过程，其中甲、乙、丙、丁分别表示生物大分子，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，下列叙述错误的是( )
A．大分子甲和乙的元素组成一定相同，乙和丙的元素组成一般不同，丙和丁的元素组成一定不同B．乙、丙具有多样性是因为b、c种类多样C．在植物细胞内和在动物细胞内丁代表不同物质，但d代表同一物质D．乙、丙、丁分解成b、c、d的过程都会消耗水
解析：乙是RNA，其具有多样性是因为核糖核苷酸排列顺序，丙是蛋白质，具有多样性是因为组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，及多肽链的空间结构不同。
┃┃归纳提示►有机物初步水解产物、彻底水解产物和代谢终产物
〔变式训练〕6．如图表示有关生物大分子的简要概念图，下列叙述正确的是( )A．若b为葡萄糖，则c在动物细胞中可能为乳糖B．若c为RNA，则b为核糖核苷酸，a为C、H、O、NC．DNA和蛋白质分子的多样性都与分子的空间结构密切相关D．多聚体水解的过程，需要水分子参与并消耗一定量的ATP
解析：乳糖不是生物大分子，A错误；蛋白质分子的多样性与分子的空间结构密切相关，而DNA分子的多样性主要与其中的碱基的排列顺序有关，C错误；多聚体水解的过程，需要消耗水分子，但不消耗能量，D错误。
1．(2022·湖南卷)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：蛋白质的氮元素主要存在于肽键中，A错误；胶原蛋白为生物大分子物质，涂抹于皮肤表面不能被直接吸收，B错误；内质网是蛋白质的合成、加工场所和运输通道，高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，胶原蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关，C正确；由题胶原蛋白非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高，而人体需要从食物中获取必需氨基酸，非必需氨基酸自身可以合成，衡量蛋白质营养价值的高低主要取决于所含必需氨基酸的种类、数量及组成比例，因此不能说明胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高，D错误。
2．(2021·辽宁卷)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
解析：叶绿体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。
3．(2021·湖南卷)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递C．作为能量“货币”的ATP能参与细胞信号传递D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响解析：这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，会导致这些蛋白质不能发生磷酸化和去磷酸化，不能参与细胞信号传递，B错误。
4．(2020·北京卷)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、能量和酶解析：蛋白质具有多种多样的空间结构，DNA具有相同的空间结构，C错误。
5．(2022·河北省选择性考试模考)生物大分子之间的相互结合在生物体的生命活动中发挥重要作用。下列叙述正确的是( )A．蛋白质与DNA结合后都能调控基因表达B．RNA聚合酶与起始密码子结合启动转录的起始C．RNA与蛋白质的结合在细胞生物中普遍存在D．DNA与RNA的结合可发生在HIV中
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