高中生物新教材必修一精品第3讲 蛋白质和核酸

第3讲蛋白质和核酸内容要求——明考向近年考情——知规律(1)阐明蛋白质的分子组成、结构和功能；(2)概述核酸的结构和功能。

2021·全国卷甲(1)、2021·湖南卷(2)、2020·天津卷(2)、2020·北京卷(2)、2020·全国卷Ⅰ(1、4)、2020·全国卷Ⅱ(1、3)、2020·全国卷Ⅲ(5、30)、2019·全国卷Ⅰ(2)、2019·全国卷Ⅱ(1)考点一蛋白质的结构和功能1.组成蛋白质的氨基酸的元素组成、结构与种类谐音法记忆8种必需氨基酸2.蛋白质的合成(1)二肽的形成过程(2)蛋白质的形成过程3.蛋白质结构多样性与功能多样性(1)胶原蛋白被分解为氨基酸后才能被人体组织细胞吸收(√)(2)组成蛋白质的21种氨基酸之间的区别在于R基的不同(√)(3)具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸(×)(4)氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能(×)(5)氨基酸遇双缩脲试剂呈现紫色反应(×)(6)若是环状多肽，则一定没有游离的氨基和羧基(×)(7)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质不一定是同一种蛋白质(√)(8)评价蛋白质食品营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量(√)必修1 P28“图2－8拓展”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。

必修1 P32“与社会的联系”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.(科学思维)胰岛素在核糖体上合成后还不具有降低血糖的生物活性，请从蛋白质的结构方面分析原因：核糖体上合成的多肽不具有复杂的空间结构，只有经过盘曲、折叠形成一定空间结构后才能行使正常的生理功能。

2.(健康生活)长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病，请分析原因：赖氨酸为必需氨基酸，人体不能合成，只能从食物中摄取才能保证正常的生命活动，玉米中不含赖氨酸，因此长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而患病。

3.(科学思维)蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？请说明理由。

能，因为蛋白质变性后空间结构改变，没有破坏氨基酸之间的肽键。

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)。

肽链数目氨基酸数肽键数目脱去水分子数蛋白质相对分子质量氨基数目羧基数目1条m m－1 m－1am－18(m－1)至少1个至少1个n条m m－n m－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。

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1围绕氨基酸和蛋白质的结构，考查结构与功能观1.(2022·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，为四肽答案 B解析形成该多肽的过程中，氨基酸脱水缩合过程中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。

2.(2022·湖南师大附中期中)如图表示有关蛋白质分子的简要概念图(不考虑二硫键)，下列对图示的分析，正确的是()A.甲中肯定含有NB.多肽中乙的数目等于丙的数目C.蛋白质中肽链的盘曲、折叠被解开时，其特定功能并未改变D.蛋白质功能的多样性导致蛋白质结构的多样性答案 A解析甲中的元素组成是C、H、O、N等，因此肯定含有N，A正确；乙表示氨基酸，丙表示肽键，多肽中氨基酸的数目＝肽键数＋肽链数，B错误；蛋白质结构多样性决定功能多样性，蛋白质中肽链的盘曲、折叠被解开时，蛋白质的结构发生改变，其功能会改变，C、D错误。

考向2结合蛋白质的结构和功能，考查生命观念3.(2020·全国卷Ⅲ，5)新冠病毒是一种RNA病毒。

新冠肺炎疫情给人们的生活带来了巨大影响。

下列与新冠肺炎疫情防控相关的叙述，错误的是()A.新冠病毒含有核酸和蛋白质，通过核酸检测可排查新冠病毒感染者B.教室经常开窗通风可以促进空气流动，降低室内病原微生物的密度C.通常新冠肺炎患者的症状之一是发烧，因此可以通过体温测量初步排查D.每天适量饮酒可以预防新冠肺炎，因为酒精可以使细胞内的病毒蛋白变性答案 D解析新冠病毒含有核酸和蛋白质，通过核酸检测可诊断机体中是否存在新冠病毒的核酸，以达到排查新冠病毒感染者的目的，A正确；教室经常开窗通风可以促进空气流动，降低室内病原微生物的密度，B正确；通常新冠肺炎患者的症状之一是发烧，因此通过体温测量可初步排查新冠肺炎患者，C正确；体积分数为70%的酒精可以使病毒蛋白变性，但饮酒不能预防新冠肺炎，D错误。

4.(2022·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答案 D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3围绕蛋白质的合成及相关计算，考查科学思维能力5.(2022·河南名校联盟)细菌内环状肽的形成一般是先合成线性的肽链，再由多肽连接酶催化肽链首尾相连形成。

下图是某种细菌内形成30环肽的部分过程示意图，下列相关叙述正确的是()A.肽链一形成肽链二的过程中有水的生成B.多肽连接酶催化形成的30环肽中有29个肽键C.环肽形成于细菌的核糖体上并在内质网中加工D.环肽中氨基酸的种类、排列顺序会影响其功能答案 D解析肽链一到肽链二是水解肽键的过程，因此有水的消耗，A错误；30环肽中含有30个肽键，B错误；细菌没有内质网，C错误；蛋白质的结构和功能与氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链数及空间结构有关，D正确。

6.(2022·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中的氢来自氨基答案 C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。

考点二核酸的组成、结构与功能1.核酸的结构层次2.核酸的功能与分布“三看”法快速确认DNA、RNA3.DNA分子的特性4.生物大分子以碳链为骨架脂质不属于生物大分子生物大分子(多聚体) 基本单位(单体)多糖单糖蛋白质氨基酸核酸核苷酸(1)DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接(×)(2)与DNA相比，RNA特有的化学物质组成是胸腺嘧啶(T)和脱氧核糖(×)(3)细胞中的DNA一定有氢键，RNA一定没有氢键(×)(4)同一生物体的不同细胞中，DNA基本相同，RNA不完全相同(√)(5)真核生物以DNA为遗传物质，原核生物以RNA为遗传物质(×)(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(×) 必修1 P34“问题探讨”拓展1.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的脱氧核苷酸序列各有特点。

必修1 P34“图示”拓展2.写出下列DNA、RNA、ATP和核苷酸中“A”的含义。

以“N”为中心构建微网1.不同生物的核酸、核苷酸、碱基、五碳糖、遗传物质的归纳生物种类核酸种类碱基种类核苷酸种类五碳糖遗传物质实例细胞生物2种(DNA和RNA)5种8种2种DNA人、酵母菌、细菌等病毒DNA病毒1种(DNA)4种4种1种DNAT2噬菌体等RNA病毒1种(RNA)4种4种1种RNASARS病毒、HIV等(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”3.有机物初步水解产物、彻底水解产物和代谢终产物考向1借助核酸的结构与功能，考查生命观念1.(2022·河南天一大联考)如图是构成核酸的两种核苷酸及它们形成的核苷酸链(N 表示某种碱基)。