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专题03 蛋白质和核酸
考点一 考点一 蛋白质的结构、功能及相关计算
1、蛋白质的功能：结构蛋白和功能蛋白（催化、运输、调节、免疫）。
2、蛋白质的结构
（1）蛋白质的元素组成是C 、
H 、
O 、
N （
S ）
。
（2）蛋白质的基本组成单位是氨基酸。
（3）氨基酸的结构通式：
，—NH2是氨基，—COOH 是羧基。氨基酸的差别
只有R 基
不同。
（4）氨基酸通过脱水缩合的方式反应形成肽链。一条肽链上至少有1 个游离的氨基和1 个
游离的羧基，分别位于肽链的两端；其余的氨基(或羧基)在R 基
上。
（5）蛋白质结构多样性的原因：①氨基酸的种类不同；
②氨基酸的数目不同；③氨基酸的排列顺序不同；
④肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
3、氨基酸的种类：必需氨基酸（不能在人体内合成）和非必需氨基酸（能在人体内合成）。
必需氨基酸成人有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)。婴儿多1 种：组氨酸。
3、蛋白质的合成肽链的形成过程：脱水缩合(一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基相
连接，同时脱去一分子水)，H2O 中H 来源于氨基和羧基；O 来源于羧基。场所：核糖体。
考点分布
重点难点
备考指南
蛋白质的基本单位及元素组成
蛋白质的多样性
蛋白质的功能
核酸的分类
核酸在细胞中的分布
核酸的基本单位及元素组成
核酸的功能
1.蛋白质的结构和功能
2.核酸的结构和功能
明确蛋白质和核酸多样性的原
因。
熟记蛋白质和核酸的基本单位及
元素组成。
掌握氨基酸的结构通式，及蛋白
质的相关计算方法。
掌握蛋白质和核酸的功能。
了解不同生物在遗传物质上的区
别。
1
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4、不同生物蛋白质不同的根本原因：基因的特异性。生物多样性的直接原因是蛋白质的多
样性。
1、蛋白质的功能与分布
名称
分布
功能
绝大多数酶
细胞内或
细胞外
降低化学反应的活化能(催化
作用)
载体蛋白
细胞膜
运输某些物质，如离子、氨基
酸等
通道蛋白
细胞膜
运输水、K＋、Na＋等
糖蛋白
细胞膜外表面
保护、润滑、识别等
核孔复合体
核膜
核质之间物质交换、信息交流
某些激素(如生长激
素、促甲状腺激素、胰
岛素、胰高血糖素等)
内环境中
传递信息、调节生命活动
抗体
内环境中
消灭抗原
血红蛋白
红细胞内
主要运输氧气和部分二氧化碳
2、有关蛋白质结构的计算规律
（1）肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链数（若为环状多肽，肽链数视为零，再进行相关计
算。）
（2）蛋白质相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18。
(若有其他化学键形成，则需再减去脱掉的原子质量，如每形成一个“—S—S—”键，需脱
掉2 个“H”)
（3）至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。
（4）游离氨基或羧基数＝肽链数＋R 基中含有的氨基或羧基数。
（5）蛋白质中含有N、O 原子数的计算
①N 原子数＝肽键数＋肽链数＋R 基上的N 原子数＝各氨基酸中N 原子总数
②O 原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R 基上的O 原子数＝各氨基酸中O 原子总数－脱去水分
子数
（6）多肽中除去氨基酸的有关计算
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 个肽键即可。
②每水解1 个肽键，则需要1 分子水参与，肽键数减少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。
2
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1、关于蛋白质的变性
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，叫做变
性，但低温不会。煮熟的食物易被人体消化，是因为高温破坏了蛋白质的空间结构，肽链
变得松散，易被蛋白酶分解。
2、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、熟鸡蛋更容易消化的原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白
酶水解。
典例1.(2021·河南林州一中高三模拟)某蛋白质的结构示意图如图，其中“—S—S—”表示
连接两条相邻肽链的二硫键。若该蛋白质由m 个氨基酸构成，则该蛋白质分子在形成时生
成的水分子数和减少的相对分子质量分别为( )
A．m 个 18m
B．(m－4)个 18(m－4)
C．(m－3)个 18(m－3)＋4
D．(m－2)个 18(m－2)＋4
【答案】D
【解析】根据题意和图示分析可知：该蛋白质分子由三条肽链构成，且有一条是环状的，
所以失去的水分子数＝m－2。因为该蛋白质分子中含有两个“—S—S—”，所以在形成蛋
白质时失去4 个H。因此，形成一个该蛋白质分子时减少的相对分子质量为18(m－2)＋4。
典例2.(2020·陕西高三质检)蛋白质是生命活动的主要承担者，下列相关叙述错误的是(
)
A．蛋白质发生水解时，H2O 参与氨基和羧基的形成
B．加热变性蛋白质不会与双缩脲试剂发生显色反应
C．多肽链的数目及盘曲、折叠方式均可影响蛋白质的结构
D．细胞中的蛋白质可参与运输、催化、免疫、调节等多种功能
【答案】B
【解析】细胞内的蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成的，氨基酸脱水缩合过程中形成的
H2O 来自氨基和羧基，相反，蛋白质发生水解时，H2O 参与氨基和羧基的形成，A 正确；蛋
白质在高温下变性后，其空间结构发生改变，但肽键没有断裂，因此仍能与双缩脲试剂发
生反应呈紫色，B 错误；多肽链的数目及盘曲、折叠方式不同是蛋白质多样性的原因之一，
3
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所以多肽链的数目及盘曲、折叠方式均可影响蛋白质的结构，C 正确。
考点二 核酸的组成、结构与功能
1、核酸的元素组成C 、
H 、
O 、
N 、
P ，基本单位——核苷酸，核苷酸的组成成分：
a.磷酸，b.五碳糖，c.含氮碱基。各成分的种类：b 有2 种，c 有5 种。
核酸分为DNA
和
RNA
两种。
2、DNA 的基本单位是脱氧核糖核苷酸，RNA 的基本单位是核糖核苷酸。
（3）DNA 主要分布在真核生物的细胞核、线粒体、叶绿体，原核生物的拟核、质粒。RNA
主要分布在细胞质中。
（4）DNA 的4 种碱基的名称是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶。RNA 的4 种碱基的名
称是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶。
3．核酸的功能：携带遗传信息，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要作
用。
4．核酸分子的多样性：构成DNA 分子的脱氧核苷酸在组成长链时，排列顺序是极其多样
化的，所以DNA 分子具有多样性。
核酸分子的特异性：每个DNA 分子的脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的。
5．生物大分子以碳链为骨架
（1）生物大分子(多聚体)：多糖、蛋白质
、
核酸。注意：脂质不是生物大分子。
（2）碳为生命的核心元素的原因：氨基酸、核苷酸、葡萄糖等单体都是以碳链为骨架形成
的，单体连接成多聚体，因此生物大分子也是以碳链为基本骨架的。
1、同种生物不同细胞中DNA 一般相同，由于基因的选择性表达，mRNA 不完全相同，蛋白
质种类和含量也不完全相同。
2、核酸与蛋白质在不同生物体中具有物种的特异性，因而可以从分子水平上，通过分析核
酸、蛋白质的相似程度来推断物种亲缘关系的远近。
3、RNA 作为遗传物质的前提是生物体内不存在DNA。当RNA 作为遗传物质时，由于RNA 单
链结构不稳定，容易发生突变。生物体内的少数RNA 具有催化功能。
4、不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳
细胞生物有DNA 和RNA，5 种碱基，8 种核苷酸，遗传物质是DNA。
病毒有DNA 或RNA，4 种碱基，4 种核苷酸，遗传物质是DNA 或RNA。
5、归纳核酸的功能
4
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6、比较核酸和蛋白质
项目
核 酸
蛋白质
DNA
RNA
元素
C、H、O、N、P
C、H、O、N 等
组成
单位
氨基酸
合成场所
主要在细胞核
中复制产生
主要在细胞核
中转录生成
核糖体
分子
结构
一般为规则的双螺
旋结构
一般为单链结构
氨基酸→多肽→蛋白质
结构多样
性的决定
因素
核苷酸的种类、数量及排列顺序
氨基酸的种类、数量、排
列顺序及多肽链盘曲折叠
形成的空间结构
联系
核酸控制蛋白质的合成
“三看法”判断DNA 和RNA
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1、DNA 能够提供犯罪嫌疑人的信息的原因是DNA 是遗传物质，而每个人的遗传物质有所
区别。DNA 鉴定技术还可以应用在研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等方面。
2、常见化合物的初步水解和彻底水解的产物
物质
初步水解产物
彻底水解产物
淀粉
麦芽糖
葡萄糖
蛋白质
多肽
氨基酸
核酸
核苷酸
磷酸＋五碳糖＋碱基
典例1.不同生物含有的核酸种类不同。下列各种生物中关于碱基、核苷酸和五碳糖种类的
描述，正确的是( )
选项
A
B
C
D
生物或细胞
T4噬菌体
烟草叶
肉细胞
烟草花
叶病毒
豌豆根
毛细胞
碱基
5 种
5 种
4 种
8 种
核苷酸
5 种
8 种
8 种
8 种
五碳糖
1 种
2 种
2 种
2 种
【答案】B
【解析】T4噬菌体属于DNA 病毒，只含有DNA 一种核酸，所以含有4 种碱基、4 种(脱氧)核
苷酸、1 种五碳糖(脱氧核糖)，A 错误；烟草叶肉细胞和豌豆根毛细胞均同时含有DNA 和
RNA 两种核酸，所以含有8 种核苷酸(四种脱氧核苷酸＋四种核糖核苷酸)、2 种五碳糖(脱
氧核糖和核糖)、5 种碱基，B 正确、D 错误；烟草花叶病毒属于RNA 病毒，只含有RNA 一种
核酸，所以含有4 种碱基、4 种(核糖)核苷酸、1 种五碳糖(核糖)，C 错误。
典例2.下列有关细胞中DNA 和RNA 的叙述,正确的是
( )
A.真核细胞的叶绿体、线粒体和核糖体中都含有少量的DNA 和RNA
B.真核细胞和原核细胞中通常一个mRNA 分子可以结合多个核糖体
C.真核生物的遗传物质是DNA,原核生物的遗传物质是DNA 或RNA
D.真核细胞中DNA 分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和
【答案】B
【解析】叶绿体和线粒体中都含有DNA 和RNA,核糖体中只含有RNA,不含DNA,A 项错误;无
论是真核细胞还是原核细胞,翻译时,一个mRNA 分子通常可以相继结合多个核糖体,提高翻
译的效率,B 项正确;真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA,C 项错误;基因是有遗传效应
的DNA 片段,真核细胞中基因与基因之间还有一些不具有遗传效应的DNA 片段,所以DNA 分
子的碱基对数大于所有基因的碱基对数之和,D 项错误。
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1、ATP、核苷酸、DNA、RNA 中“A”的辨析
2、DNA 和RNA 在化学组成上的区别为五碳糖和含氮碱基(T 和U)的不同。
3、一个核苷酸由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。
1.(2020·天津模拟)下图是DNA 和RNA 组成的结构示意图，下列有关说法正确的是( )
A．甲型H1N1 流感病毒有5 种碱基和8 种核苷酸
B．主要存在于硝化细菌的拟核中的核酸由5 种碱基构成
C．病毒中也有上述两种核酸
D．DNA 彻底水解得到的产物中有脱氧核糖，而没有核糖
【答案】D
【解析】 甲型H1N1 的遗传物质是RNA，由4 种碱基和4 种核糖核苷酸组成，A 错误；硝
化细菌拟核中的核酸为DNA，由4 种碱基构成，B 错误；病毒只含有一种核酸，即DNA 或
RNA，C 错误；DNA 所含的五碳糖是脱氧核糖，所以其彻底水解得到的产物中有脱氧核糖，
而没有核糖，D 正确。
2.(2020·四川成都七中期中)生物大分子通常都有一定的分子结构规律，即由一定的基本结
构单位，按一定的排列顺序和连接方式形成的多聚体。下列表述正确的是( )
A．若该图为一段肽链的结构模式图，则1 表示肽键，2 表示中心碳原子，3 的种类有20 种
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B．若该图为一段单链DNA 的结构模式图，则1 表示磷酸基团，2 表示脱氧核糖，3 的种类
有4 种
C．若该图为一段RNA 的结构模式图，则1 表示核糖，2 表示磷酸基团，3 的种类有4 种
D．生物体内的生物大分子只有蛋白质和核酸
【答案】C
【解析】若该图为一段肽链的结构模式图，则1 表示中心碳原子，2 表示肽键，3 的种类有
20 种，A 错误；若该图为一段单链DNA 的结构模式图，则1 表示脱氧核糖，2 表示磷酸基团，
3 的种类有4 种，B 错误；若该图为一段RNA 的结构模式图，则1 表示核糖，2 表示磷酸基
团，3 的种类有4 种(A、U、G、C)，C 正确；生物体内的多糖也是生物大分子，D 错误。
3.(2020·江苏，2)下列关于细胞中生物大分子的叙述，错误的是( )
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
【答案】B
【解析】碳链是生物大分子的基本骨架，是各种生物大分子的结构基础，A 项正确；糖类
中的单糖、二糖和脂质不属于生物大分子，B 项错误；细胞内的蛋白质、核酸等大分子物
质种类繁多，但它们分别是由种类较少的基本单位氨基酸、核苷酸等脱水缩合形成的，C
项正确；细胞中蛋白质、核酸等生物大分子的合成都需要酶的催化，D 项正确。
4.(2021 安徽定远摸底)在研究溶菌酶的过程中,科研人员得到了多种突变酶,并测得50%的
酶发生变性时的温度(Tm),部分结果见下表。下列有关叙述正确的是( )
酶
半胱氨酸(Cys)的位置和数目
二硫键数
Tm/℃
野生型T4
溶菌酶
Cys51,Cys97
无
41.9
突变酶C
Cys21,Cys143
1
52.9
突变酶F
Cys3,Cys9,Cys21,Cys142,Cys164
3
65.5
(注:Cys 右上角的数字表示半胱氨酸在肽链上的位置)
A.突变酶F 发挥作用的最适温度为65.5 ℃
B.突变酶C 的热稳定性提高与半胱氨酸的数目有关
C.突变酶中二硫键的形成与半胱氨酸的位置无关
D.T4 溶菌酶热稳定性的提高可能与空间结构的改变有关
【答案】D
【解析】温度是65.5 ℃时,突变酶F 约有50%发生变性,可见65.5 ℃并不是其发挥作用的
最适温度,A 错误。突变酶C 的热稳定性提高与二硫键的数目可能有关,其和野生型T4 溶菌
酶中的半胱氨酸的数目相同,B 错误。突变酶C 中半胱氨酸的位置与野生型T4 溶菌酶的不同,
且出现了二硫键,可见突变酶中二硫键的形成与半胱氨酸的位置可能有关,C 错误。结构决
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定功能,溶菌酶热稳定性的提高可能与空间结构的改变有关,D 正确。
5.(2018·全国卷Ⅰ)生物体内的DNA 常与蛋白质结合，以DNA－蛋白质复合物的形式存在。
下列相关叙述错误的是( )
A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA－蛋白质复合物
B．真核细胞的核中有DNA－蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有
C．若复合物中的某蛋白参与DNA 复制，则该蛋白可能是DNA 聚合酶
D．若复合物中正在进行RNA 的合成，则该复合物中含有RNA 聚合酶
【答案】B
【解析】真核细胞的染色体和染色质都主要是由DNA 和蛋白质组成的，都存在DNA－蛋白
质复合物；原核细胞无成形的细胞核，DNA 裸露存在，不含染色体(质)，但是其DNA 会在
相关酶的催化下发生复制，DNA 分子复制时会出现DNA－蛋白质复合物；DNA 复制需要DNA
聚合酶，若复合物中的某蛋白参与DNA 复制，则该蛋白可能为DNA 聚合酶；在DNA 转录合
成RNA 时，需要RNA 聚合酶的参与，故该DNA－蛋白质复合物中含有RNA 聚合酶。
6.(2018·全国Ⅱ，1)下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是( )
A．浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原
B．肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程
C．蛋白质结合Mg2＋形成的血红蛋白参与O2运输
D．细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分
【答案】C
【解析】浆细胞产生的抗体能与相应的抗原(如病毒抗原)发生特异性结合，A 项正确；肌
细胞中的肌动蛋白和肌球蛋白等参与肌肉收缩的过程，B 项正确；Fe2＋参与构成血红蛋白，
血红蛋白具有运输O2 的功能，C 项错误；细胞核中染色体的主要组成成分是蛋白质和
DNA，D 项正确。
7.(2018·全国Ⅲ，30)回答下列与蛋白质相关的问题：
(1)生物体中组成蛋白质的基本单位是________。在细胞中合成蛋白质时，肽键是在
________ 这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白，如
_____________________________
(填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”)。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经
过
高
尔
基
体
，
此
过
程
中
高
尔
基
体
的
功
能
是
____________________________________________。
(2)通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和________结构。
某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是
______________________________________________________________________________
。
(3)如果DNA 分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA 序列中一个碱基被另
一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是
___________________。
【答案】(1)氨基酸 核糖体 胃蛋白酶 对蛋白质进行加工、分类和包装 (2)空间 蛋
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白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解 (3)遗传密码具有简并
性【解析】(1)组成蛋白质的基本单位是氨基酸。在细胞中合成蛋白质时，肽键是在核糖体
上形成的。胃蛋白酶是分泌蛋白，逆转录酶和酪氨酸酶都是细胞内的蛋白质。分泌蛋白分
泌到细胞外需要经过高尔基体的加工、分类和包装。
(2)具有生物活性的蛋白质都有特定的氨基酸序列和空间结构。变性的蛋白质空间结构被破
坏，肽键被暴露，暴露的肽键容易与蛋白酶接触，使蛋白质降解。
(3)DNA 分子发生突变，导致转录产生的mRNA 中的碱基序列发生改变，由于密码子具有简
并性，所以可能出现虽然密码子已经改变，但仍对应同一种氨基酸的情况。
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