必修一

分子與細胞第2章組成細胞的分子2025年高考一輪總復習第4、5節(jié)蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者核酸是遺傳信息的攜帶者考點一蛋白質(zhì)的功能與結構氨基羧基1.組成蛋白質(zhì)的氨基酸的元素組成、結構與種類。非必需氨基酸必需氨基酸2.蛋白質(zhì)的合成。(1)氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。

①脫水縮合——連接氨基酸的方式。

概念：一個氨基酸分子的_____(—NH2)與另一個氨基酸分子的_____(—COOH)相連接，同時脫去_____________。②二肽的形成過程。脫水縮合二肽肽鍵ⅰ.過程a為__________，物質(zhì)b為_______，結構c為_______。ⅱ.H2O中H來源于_____________，O來源于__________。氨基羧基一分子的水氨基和羧基羧基(2)蛋白質(zhì)的形成過程。3.蛋白質(zhì)結構多樣性與功能多樣性。(1)蛋白質(zhì)的鹽析、變性和水解。①鹽析：是由溶解度的變化引起的，蛋白質(zhì)的空間結構沒有發(fā)生變化。

②變性：是由于高溫、過酸、過堿、重金屬鹽等因素導致蛋白質(zhì)的空間結構發(fā)生了不可逆的變化，肽鏈變得松散，蛋白質(zhì)喪失了生物活性，但是肽鍵一般不斷裂。③水解：在蛋白酶作用下，肽鍵斷裂，蛋白質(zhì)分解為短肽和氨基酸。水解和脫水縮合的過程相反。

(2)高溫能夠破壞肽鏈盤曲、折疊形成的空間結構，但沒有破壞氨基酸之間的肽鍵，所以蛋白質(zhì)變性后仍可用雙縮脲試劑檢測。 (3)高溫、過酸、過堿、重金屬鹽，都會使蛋白質(zhì)的空間結構發(fā)生不可逆的變化，但低溫不會。(4)酒精、加熱、紫外線等方法消毒、殺菌的原理是使細菌和病毒的蛋白質(zhì)變性。(5)由于基因的選擇性表達，同一生物的不同細胞中蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量會出現(xiàn)差異。4.常考蛋白質(zhì)的分布和功能?？键c二蛋白質(zhì)的合成過程及相關計算1.蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量、氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)的關系。肽鏈數(shù)脫去水分子數(shù)×18

(1)肽鍵數(shù)＝失去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－_______。 (2)蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量＝氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對分子質(zhì)量－___________________。(不考慮形成二硫鍵)肽鏈數(shù)目氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)目脫去水分子數(shù)多肽鏈相對分子量氨基數(shù)目羧基數(shù)目1條mm－1m－1am－18(m－1)至少1個至少1個n條m__________________________至少____個至少____個注：氨基酸平均相對分子質(zhì)量為a。m－nm－nam－18(m－n)nn2.蛋白質(zhì)中游離氨基或羧基數(shù)目的計算。(1)至少含有的游離氨基或羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)×1。(2)游離氨基或羧基數(shù)目＝肽鏈數(shù)×1＋_______________________________。R基中含有的氨基數(shù)或羧基數(shù)R基上的N原子數(shù)R基上的O原子數(shù)

3.利用原子守恒法計算肽鏈中的原子數(shù)。 (1)N原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＋____________________＝各氨基酸中N原子總數(shù)。 (2)O原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋2×肽鏈數(shù)＋____________________＝各氨基酸中O原子總數(shù)－脫去水分子數(shù)。4.若為環(huán)狀多肽：肽鍵數(shù)＝脫去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)?？键c三核酸的種類及其分布1.核酸是由核苷酸連接而成的長鏈。(1)核酸的結構層次。分類脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)組成單位成分堿基共有A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鳥嘌呤)特有①____________②____________五碳糖③____________④_________磷酸磷酸(2)DNA和RNA的比較。脫氧核糖核糖T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)分類脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)功能是主要的⑤_________，攜帶和復制⑥__________，并決定蛋白質(zhì)的生物合成針對RNA病毒：是RNA病毒的⑦_________；mRNA：⑧______________；tRNA：⑨_____________；rRNA：⑩_______________；極少數(shù)RNA可作為酶，具有?________功能(續(xù)表)遺傳物質(zhì)遺傳信息遺傳物質(zhì)傳遞遺傳信息運輸氨基酸組成核糖體催化分類脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)分布真核生物：細胞核(主要)、線粒體、葉綠體(少量)原核生物：擬核、質(zhì)粒主要存在于細胞質(zhì)中(其中核糖體由rRNA和蛋白質(zhì)組成，線粒體與葉綠體中也有核糖體，所以也有RNA；細胞核中會合成RNA釋放到細胞質(zhì)發(fā)揮作用，所以細胞核中也存在)(續(xù)表)(3)核酸分子的多樣性和特異性。②多樣性原因：核苷酸的_____成千上萬，核苷酸的________千變?nèi)f化。數(shù)目排列順序特定

③特異性原因：每個核酸中核苷酸的數(shù)目和排列順序都是______的。生物種類核酸種類堿基種類核苷酸種類遺傳物質(zhì)細胞生物DNA和RNA5種8種DNA病毒DNA病毒DNA4種4種DNARNA病毒RNA4種4種RNA生物種類與核酸、核苷酸及堿基種類的關系2.DNA、蛋白質(zhì)和生物多樣性的關系。(1)生物多樣性的根本原因是基因的多樣性。(2)生物多樣性的直接原因是蛋白質(zhì)的多樣性。3.借助基因表達中遺傳信息的流動，明確DNA、RNA和蛋白質(zhì)的關系。(1)過程關系。(2)利用“中心法則”判斷核酸與蛋白質(zhì)。

根據(jù)中心法則，可以推斷出圖中A為_______，B為_______，C為________，甲為DNA復制，乙為_________，丙為翻譯；單體a、b、c分別為___________________________________；元素X為________，Y為N等。DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄N、P脫氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸

(1)關于核酸的兩組必知概念 ①脫氧核糖≠脫氧核苷酸≠脫氧核糖核酸：脫氧核糖是一種五碳糖，脫氧核苷酸是脫氧核糖核酸的基本組成單位，脫氧核糖核酸即DNA。

②核糖≠核糖核苷酸≠核糖核酸：核糖是一種五碳糖，核糖核苷酸是核糖核酸的基本組成單位，核糖核酸即RNA。比較項目DNARNA蛋白質(zhì)初步水解產(chǎn)物4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸多肽徹底水解產(chǎn)物脫氧核糖、含氮堿基和磷酸核糖、含氮堿基和磷酸氨基酸氧化分解產(chǎn)物CO2、H2O、尿素和磷酸鹽等CO2、H2O和尿素(2)核酸、蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物和氧化分解產(chǎn)物生物大分子(多聚體)基本單位(單體)多糖單糖蛋白質(zhì)________核酸________4.生物大分子以碳鏈為骨架。氨基酸核苷酸

脂肪是由一分子甘油和三分子脂肪酸發(fā)生反應而形成的酯，脂肪的相對分子質(zhì)量與蛋白質(zhì)、核酸、多糖相比小很多，一般不稱其為生物大分子。磷脂和固醇也不屬于生物大分子。5.細胞中有機物的推斷。(1)“集合法”確定物質(zhì)之間的關系(如圖所示)。(2)判斷化合物的種類與功能的四種方法。①元素組成分析法。②特征元素提示法。③代謝產(chǎn)物推理法。④組成與功能分析法。【基礎測評】1.易錯診斷)(1)酶、抗體、激素都是由氨基酸通過肽鍵連接而成的。((2)糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等有機物都是生物大分子。())(3)細胞中的DNA一定有氫鍵，RNA一定沒有氫鍵。((4)蛋白質(zhì)和DNA體內(nèi)合成時需要模板、能量和酶。()(5)真核細胞的核中有DNA—蛋白質(zhì)復合物，而原核細胞的擬核中沒有。()答案：(1)×

(2)×

(3)×

(4)√(5)×2.有關蛋白質(zhì)結構與功能的敘述，錯誤的是()A.蛋白質(zhì)的生物活性與蛋白質(zhì)的空間結構有關B.數(shù)量相同的5種氨基酸可以組成不同的多肽鏈C.將抗體溶于NaCl溶液中會造成其生物活性的喪失D.氨基酸序列相同的多肽鏈可折疊成不同的空間結構答案：C

3.角蛋白是頭發(fā)的主要成分，由2條肽鏈組成，含有2個二硫鍵(—S—S—)。如圖表示燙發(fā)的原理。下列相關說法正確的是()A.燙發(fā)過程中角蛋白的空間結構和氨基酸排列順序均發(fā)生了改變B.角蛋白中至少含有兩個游離的氨基和兩個游離的羧基C.氨基酸脫水縮合形成肽鏈的過程中，水中的H均來自羧基D.角蛋白二硫鍵的形成與肽鍵的形成場所都是核糖體答案：B

4.某科學家在研究太空墜落到地球的隕石時發(fā)現(xiàn)，該太空隕石中含有未知生物的DNA，隕石上含有DNA的兩類主要化學成分——嘧啶和嘌呤，由此說明，這個太空隕石很有可能是來自一個生命星球。下列有關說法正確的是(

)

A.DNA是一切生物的遺傳物質(zhì) B.從化學組成上看，DNA由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮堿基構成 C.從結構上看，DNA多為雙螺旋結構，RNA通常為單鏈結構 D.細胞的核酸中堿基種類有8種

答案：C

考向1氨基酸的結構和種類

[典例1](2023年湖北荊州沙市中學月考)色氨酸是一種必需氨基酸，可由動物腸道微生物產(chǎn)生。當色氨酸進入大腦時會轉(zhuǎn)化為血清素，血清素是產(chǎn)生飽腹感的一種重要信號分子，最終會轉(zhuǎn)化為褪黑素使人感覺困倦。下列敘述正確的是()A.色氨酸中至少含四種大量元素，在人體內(nèi)可由其他氨基酸轉(zhuǎn)化而來B.如果食物中色氨酸的含量較高，則產(chǎn)生飽腹感時需攝入的食物更多C.血液中色氨酸含量較多的動物腸道中，產(chǎn)生色氨酸的微生物可能更多D.人在吃飽之后容易產(chǎn)生困倦的直接原因是血液中色氨酸含量上升

解析：根據(jù)氨基酸的結構通式可知，色氨酸中一定含有C、H、O、N四種大量元素，但色氨酸是必需氨基酸，不能在人體內(nèi)合成，A錯誤。如果食物中色氨酸的含量較高，色氨酸轉(zhuǎn)化為血清素，機體產(chǎn)生飽腹感，食物攝取量減少，B錯誤。色氨酸是一種必需氨基酸，可由動物腸道微生物產(chǎn)生，故血液中色氨酸含量較多的動物，其腸道中產(chǎn)生色氨酸的微生物可能更多，C正確。人在吃飽后產(chǎn)生困倦的直接原因是血液中褪黑素的含量增加，D錯誤。答案：C

【考向集訓】

1.(2022年河北秦皇島二模)食用花卉是一類富含氨基酸且有利于人體氨基酸營養(yǎng)平衡的天然綠色食品。下列有關食用花卉中氨基酸的敘述，正確的是()A.各種氨基酸都含有元素C、H、O、N、SB.食用花卉中的氨基酸可以用雙縮脲試劑來檢測C.必需氨基酸的種類和含量是評價食物營養(yǎng)價值的重要指標D.通過檢測氨基酸的種類可鑒定區(qū)分不同種類的花卉

解析：組成蛋白質(zhì)的基本元素是C、H、O、N，有的含有S，A錯誤。雙縮脲試劑是通過與蛋白質(zhì)中的肽鍵發(fā)生反應而鑒定蛋白質(zhì)的，而氨基酸中不含肽鍵，因而食用花卉中的氨基酸不可以用雙縮脲試劑來檢測，B錯誤。必需氨基酸是人體不能合成而且是人體需要的氨基酸，因此必需氨基酸只能從食物中獲得，因此必需氨基酸的種類和含量是評價食物營養(yǎng)價值的重要指標，C正確。通過檢測氨基酸的種類不能鑒定區(qū)分不同種類的花卉，因為氨基酸不具有特異性，D錯誤。答案：C考向2蛋白質(zhì)的合成過程及相關計算與分析[典例2](2021年甘肅平?jīng)瞿M)如圖為某種肽的結構簡式，據(jù)圖分析下列說法正確的是()A.該肽由3種氨基酸脫水縮合而成，含有4個肽鍵B.該肽中含1個游離的氨基、2個游離的羧基C.形成該肽時，各種氨基酸總相對分子質(zhì)量減少了72D.形成該肽時，脫去的水中的氧來自羧基，氫來自氨基

解析：該肽由4種氨基酸組成，含有4個肽鍵，A錯誤。該肽中含1個游離的氨基、1個游離的羧基，B錯誤。形成該肽時產(chǎn)生4個H2O，總相對分子質(zhì)量減少了72，C正確。脫去的水中的O來自羧基，H來自一個氨基酸的氨基和另一個氨基酸的羧基，D錯誤。

答案：C

計算氨基酸的個數(shù)常以氮原子數(shù)或氧原子數(shù)的計算為突破口?？梢罁?jù)“氧原子數(shù)＝各氨基酸中氧原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)”進行計算?！究枷蚣枴?/p>

2.(2023年吉林通化梅河口五中期末)有一條多肽鏈，分子式為CxHyOpNqS，將它徹底水解后，只得到下列四種氨基酸：分析推算可知，水解得到的賴氨酸氨基酸個數(shù)為()A.p＋q－1C.p－2q－1B.q－p＋1D.p＋2q＋1

解析：半胱氨酸、丙氨酸和苯丙氨酸中都只有一個氨基和一個羧基，而賴氨酸中含有兩個氨基和一個羧基。所以它們在核糖體上合成蛋白質(zhì)時，通過脫水縮合形成的一條多肽鏈中，含兩個游離的氨基和一個游離的羧基，因此，按氧原子數(shù)目計算，氧原子數(shù)＝氨基酸數(shù)＋肽鏈條數(shù)＋R基上氧原子數(shù)，分析這四種氨基酸的R基可知，四種氨基酸的R基上均無氧原子，所以氨基酸數(shù)為p－1；多肽中N原子數(shù)＝氨基酸數(shù)＋R基上的N原子總數(shù)，四種氨基酸中只有賴氨酸的R基上有一個N原子，所以賴氨酸數(shù)為q－(p－1)＝q－p＋1。答案：B

考向3蛋白質(zhì)的合成、結構與功能

[典例3](2023年湖北高考)球狀蛋白分子空間結構為外圓中空，氨基酸側(cè)鏈極性基團分布在分子的外側(cè)，而非極性基團分布在內(nèi)側(cè)。蛋白質(zhì)變性后，會出現(xiàn)生物活性喪失及一系列理化性質(zhì)的變化。下列敘述錯誤的是()A.蛋白質(zhì)變性可導致部分肽鍵斷裂B.球狀蛋白多數(shù)可溶于水，不溶于乙醇C.加熱變性的蛋白質(zhì)不能恢復原有的結構和性質(zhì)D.變性后生物活性喪失是因為原有空間結構破壞

解析：蛋白質(zhì)的變性作用主要是由于蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的結構被破壞，天然蛋白質(zhì)的空間結構是通過氫鍵等次級鍵維持的，而變性后次級鍵被破壞，A錯誤。球狀蛋白氨基酸側(cè)鏈極性基團分布在分子的外側(cè)，而非極性基團分布在內(nèi)側(cè)，說明外側(cè)主要是極性基團，可溶于水，不易溶于乙醇，B正確。加熱變性的蛋白質(zhì)空間結構發(fā)生改變，該空間結構改變不可逆，不能恢復原有的結構和性質(zhì)，C正確。變性后空間結構改變，導致一系列理化性質(zhì)變化，生物活性喪失，D正確。答案：A

【考向集訓】

3.(2022年湖南高考)洗滌劑中的堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構象，部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解(自溶)失活。此外，加熱也能使堿性蛋白酶失活，如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.堿性蛋白酶在一定條件下可發(fā)生自溶失活B.加熱導致堿性蛋白酶構象改變是不可逆的C.添加酶穩(wěn)定劑可提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果D.添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑使用量，減少環(huán)境污染

解析：堿性蛋白酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，當堿性蛋白酶受到其他成分的影響或在加熱等條件下部分解折疊后，可被正常堿性蛋白酶特異性識別并自溶失活，A正確。加熱引起蛋白質(zhì)部分解折疊后，可以通過降溫恢復天然狀態(tài)，說明堿性蛋白酶構象的改變在一定溫度條件下是可逆的，B錯誤。添加酶穩(wěn)定劑可以減少堿性蛋白酶失活，可以提高洗滌劑的去污效果，C正確。添加堿性蛋白酶能提高洗滌劑的去污能力，可以減少洗滌劑的用量，從而減少環(huán)境污染，D正確。答案