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第04 讲蛋白质和核酸（知识清单）
学习导航站
知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架
核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点
考点1 蛋白质的基本单位——氨基酸 ★★★☆☆
考点2 蛋白质的结构及其多样性 ★★☆☆☆
考点3 蛋白质的功能 ★★★☆☆
考点4 蛋白质的功能 ★★☆☆☆
考点5 核酸是由核苷酸连接而成的长链 ★★☆☆☆
考点6 生物大分子以碳链为骨架 ★★☆☆☆
陷阱预警台：识别高频错误，提供防错策略（2 大陷阱规避）
素养加油站：前沿科研成果或热点问题分析
真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯
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考点1 蛋白质的基本单位——氨基酸★★★☆☆
1.元素组成：C、H、O、N，有的含S 等。
2.结构通式：
3.结构特点：
（1）每种氨基酸分子至少含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）。
（2）每种氨基酸分子中都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，该碳原子还连接一个氢原子和
一个侧链基团，这个侧链基团用R 表示。各种氨基酸的区别在于R 基的不同。
4.区别依据：各种氨基酸之间的区别在于R 基的不同。
5.种类：组成人体蛋白质的氨基酸有21 种，非必需氨基酸（13 种）、必需氨基酸（8 种）。
特别提醒
8 种必需氨基酸
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。
【归纳总结】
1.类比推理法理解氨基酸的结构
（1）类比：把氨基酸分子比喻成人，两只手分别代表氨基和羧基，两条腿代表氢，头代表R 基，躯干代
表中心碳原子。
（2）图示
2.氨基、羧基、R 基的书写
（1）正确的格式：—
NH
2、—
COOH
、—
R （千万不要忘记在原子团前面加“—”）。
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（2）避免两种错误格式
①写成NH2、COOH、R。
②写成NH3、—NH3、HCOOH 等。
（3）结构通式及氨基和羧基不同表达形式的辨别
考点2 蛋白质的结构及其多样性★★★☆☆
1.脱水缩合——连接氨基酸的方式
（1）概念：一个氨基酸分子的羧基
（
—
COOH
）
与另一个氨基酸分子的氨基
（
—
NH
2）
相连接，同时脱去
一分子的水。
（2）过程
①过程a 的名称：脱水缩合，脱去的水中的氢来自氨基和羧基，氧来自羧基。
②化合物b 的名称：二肽，即由两个氢基酸脱水缩合形成的化合物。
③多肽：多个氨基酸缩合而成，含有多个肽键的化合物。多肽通常呈链状结构，叫肽链。
2.蛋白质的结构层次（以血红蛋白为例）
氨基酸之间脱水缩合形成肽链→一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠→这条肽链进一步盘绕形
成一定的空间结构→四条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构。
①肽链盘曲折叠的原因是肽链上不相邻的氨基酸之间常常会规则性地形成氢键等。
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②两条或多条肽链之间常通过二硫键等化学键结合在一起。
特别提醒
（1）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有所不同。
（2）氨基酸数目≠氨基酸种类：蛋白质分子含有多个氨基酸，构成人体蛋白质的氨基酸有21 种。
（3）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。
（4）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。
3.蛋白质结构多样性的原因
（1）氨基酸
①种类不同。
②数目成千上万。
③排列顺序干变万化。
（2）多肽：肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
【教材隐性知识】源于必修1 P28“问题探讨”：用胶原蛋白制成的手术缝合线可以不用拆线，其原理是
胶原蛋白能被分解为人体可以吸收的氨基酸。
4.蛋白质变性
蛋白质变性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，该过程一般不会破坏肽键。高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋
白酶接触而水解。
【教材隐性知识】源于必修1 P32“与社会的联系”：
（1）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。
（2）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。
考点3 蛋白质的功能★★★☆☆
1.蛋白质的功能
实例
蛋白质的功能
羽毛、肌肉、蛛丝、头发等含有蛋白质
构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白
绝大多数酶是蛋白质，如胃蛋白酶
催化功能
血红蛋白能运输氧气
运输功能
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胰岛素等蛋白质类激素
信息传递
（
调节
）
功能
抗体可抵御病菌和病毒等抗原的侵害
免疫功能
总结：细胞的各项生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。
2.结构多样性与功能多样性的关系：每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基
酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。
特别提醒
1.蛋白质结构多样性的根本原因：控制蛋白质合成的基因具有多样性。
2.图示法理解激素、酶、抗体、载体蛋白与蛋白质关系
（1）绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；激素中有些是蛋白质，有些不是蛋白质。
（2）抗体和载体蛋白的本质都是蛋白质，但结构各不相同。
考点4 蛋白质相关计算题的总结★★☆☆☆
1.计算多肽形成时的肽键数与脱去水分子数
肽链数
氨基酸数
肽键数
脱去水分
子数
多肽相对分子质
量
氨基数
羧基数
1
m
m－1
m－1
am－18（m－1）
至少1 个
至少1 个
n
m
m－n
m －
n
am－18（m－n）
至少n 个
至少n 个
环状
m
m
m
am
－
18
m
至少0 个
至少0 个
2.计算蛋白质相对分子质量
（1）无二硫键：蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目
× 氨基酸平均分子量－脱去水分子数
×18
。
（2）有二硫键（—S—S—）时（每形成一个二硫键脱去两个氢）：蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目
× 氨
基酸平均分子量－脱去水分子数
×18
－形成二硫键个数
×2
。
3.解答多肽中各原子数的计算题
在脱水缩合形成多肽时，C、N 原子数目不变，H、O 原子数目有变化，其数量关系如下：
C
①
原子数＝各氨基酸中碳原子的总数；②H 原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去水分子数
×2
；
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O
③
原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去水分子数；
N
④
原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。
4.蛋白质分子中氨基酸数和基因、mRNA 之间的关系
氨基酸数目
：
mRNA
碱基数
：
基因碱基数≈
1 ：
3 ：
6 。
5.蛋白质中游离氨基数或羧基数的计算
（1）至少含有的游离氨基数或羧基数＝肽链数。
（2）游离氨基数或羧基数＝肽链数＋R 基
中含有的氨基数或羧基数。
6.蛋白质水解有关计算
（1）若除去多肽内部的1 个氨基酸，需水解掉2 个肽键；若除去多肽一端的1 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。
考点5 核酸是由核苷酸连接而成的长链★★☆☆☆
1.种类
一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；另一类是核糖核酸，简称RNA。
2.分布
真核细胞的DNA 主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA 主要分布在细胞质
中。
特别提醒
真核生物
原核生物
病毒核酸为DNA
或
RNA
，位于病毒的内部。
3.核酸的基本组成单位——核苷酸
（1）结构如图所示，由a 磷酸（1 种）、b 五碳糖 （2 种）、c 含氮碱基（5 种）3 种小分子构成。b、c 合
称为核苷。
（2）核苷酸也分为2 种（见下图），其中，DNA 的基本组成单位为脱氧核糖核苷酸，简称脱氧核苷酸，
RNA 的基本组成单位为核糖核苷酸。从组成成分来看，DNA 与RNA 相比：DNA 分子特有脱氧核糖和胸
腺嘧啶，RNA 分子特有核糖和尿嘧啶；DNA 和RNA 共有的组分为磷酸和A（腺嘌呤）、C（胞嘧啶）、
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G（鸟嘌呤）3 种碱基。
4.DNA 和RNA 的区别
（1）分子组成的不同
DNA
①
的五碳糖是脱氧核糖而RNA 的则是核糖。
DNA
②
特有的碱基是胸腺嘧啶
（
T ）
，而RNA 的则是尿嘧啶
（
U ）
。
（2）分子结构的不同
DNA 是由脱氧核苷酸连接而成的，一般由两条链构成，RNA 则是由核糖核苷酸连接而成，由一条链构
成。
5.通过DNA 指纹获得遗传信息的根本原因
生物的遗传信息储存在DNA
分子
中，而且每个个体的DNA
的脱氧核苷酸序列
各有特点。
6.核酸的多样性及功能
（1）多样性的原因：核苷酸数目不同和排列顺序多样。
（2）功能
①核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
②核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
7.RNA 的功能
除了作为少部分病毒（RNA 病毒）的遗传物质，RNA 还具有以下功能：①mRNA 传递遗传信息；
②tRNA 运输氨基酸；③rRNA 可以组成核糖体；④极少数RNA 可作为酶，具有催化功能。
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8.比较真核生物、原核生物及病毒的核酸类型
项目
核酸
遗传物质
类型
核苷酸种类
碱基种类
类型
核苷酸种类
碱基种类
细胞生物
真核细胞
DNA 和
RNA
8
5
DNA
4
4
原核生物
DNA 和
RNA
8
5
DNA
4
4
非细胞生
物（病
毒）
DNA 病毒
DNA
4
4
DNA
4
4
RNA 病毒
RNA
4
4
RNA
4
4
9.DNA、RNA 初步水解的产物和彻底水解的产物
物质
初步水解的产物
彻底水解的产物
DNA
脱氧核苷酸
脱氧核糖、磷酸、4 种碱基（A、T、C、G）
RNA
核糖核苷酸
核糖、磷酸、4 种碱基（A、U、C、G）
考点6 生物大分子以碳链为骨架★★☆☆☆
1.单体和多聚体
生物大分子是由许多基本单位连接而成的，这些基本单位称为单体，这些生物大分子又称为单体的多聚
体。
单体（基本单位）
多聚体（生物大分子）
单糖
多糖
氨基酸
蛋白质
核苷酸
核酸
（1）在构成细胞的化合物中，多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子。
（2）生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。单体通过脱水缩合或聚合反应（有水生成）生成多聚体。
多聚体通过水解反应（消耗水）生成单体。
2.每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。
3.碳是生命的核心元素。
4.细胞是由化学元素和化合物构成的
（1）多糖、蛋白质、核酸等生物大分子以碳链作为基本骨架。
（2）糖类和脂质提供生命活动的重要能源。
（3）水和无机盐与其他物质一起，共同承担着构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。
（4）细胞中的化合物，含量和比例处在不断变化中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动正常进
行。
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特别提醒
脂肪是由甘油和脂肪酸结合而成的，而且脂肪的分子量与蛋白质、核酸、多糖相比小很多，一般不称其为
生物大分子。磷脂和固醇同样不属于生物大分子。
5.各种有机物的组成和功能总结
6.有机物分解产物
项目
DNA
RNA
蛋白质
淀粉
脂肪
基本单位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
氨基酸
葡萄糖
—
初步分解产物
4 种脱氧核苷酸
4 种核糖核苷酸
多肽
麦芽糖
甘油和脂肪酸
彻底分解产物
脱氧核糖、含氮
碱基和磷酸
核糖、含氮碱基
和磷酸
氨基酸
葡萄糖
甘油和脂肪酸
代谢终产物
CO2、H2O、尿素和磷酸盐
CO2、H2O
和尿素
CO2和
H2O
CO2和H2O
陷阱1 有关蛋白质的几点易错点
易错表现
正确理解
认为蛋白质变性失活，肽键并断裂，不能和
双缩脲试剂发生紫色反应
过酸、过碱、重金属盐或 温度过高，会使蛋白质的空间
结构遭到破坏，使酶永久变性失活，但肽键并未断裂，
依然能和双缩脲试剂发生紫色反应
认为低温会破坏蛋白质的空间结构
低温不会破坏蛋白质的空间结构，只是抑制其功能
认为蛋白质的盐析，蛋白质的空间结构发生
了变化
盐析是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有
发生变化
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蛋白质的氮元素主要存在于氨基中
蛋白质的氮元素主要存在于“—CO—NH—”结构中
陷阱2 有关核酸的几点易错点
易错表现
正确理解
认为核酸多样性与核苷酸种类有关
核酸分子中4 种脱氧核苷酸（或核糖核苷酸）在数量、排列顺
序上就会千差万别，从而导致核酸的多样性
认为蛋白质和DNA 具有相同的空间结构
蛋白质具有多种多样的空间结构，DNA 具有相同的双螺旋结
构
认为真核细胞内DNA 和RNA 的合成都
在细胞核内完成
线粒体和叶绿体中也可合成DNA 和RNA
第四代手术缝合线
纯天然胶原蛋白缝合线取材于特种动物獭狸肌腱部位，纯天然胶原蛋白含量高，具备了胶原蛋白应有
的特性，为目前真正意义上的第四代缝合线，具有吸收完全、抗拉强度高、生物相容性好、促进细胞生长
等优点。根据线体粗细一般8～15 天完全吸收，且吸收稳定可靠，无明显个体差异。
意义：
1.医学应用价值
（1）提升手术安全性与效果：纯天然胶原蛋白缝合线具备生物相容性好、抗拉强度高的特点，可减少手
术创口的张力性撕裂风险，同时降低异物反应及感染概率，适用于各类软组织缝合（如皮肤、黏膜、内脏
等）。
优化术后恢复体验：其完全吸收特性避免了传统缝线需二次拆线的痛苦，且吸收时间稳定（8～15 天），
减少了因个体差异导致的恢复不确定性，尤其适合对疼痛敏感或行动不便的患者。
（2）推动微创与精准医疗发展：线体粗细适配微创手术需求，结合促进细胞生长的特性，可加速创口愈
合，缩短患者住院周期，符合现代医学 “快速康复外科（ERAS）” 的理念。
2.材料科学与行业突破
（1）天然生物材料的创新应用：以獭狸肌腱为原料提取高纯度胶原蛋白，突破了传统合成材料（如聚乳
酸）可能引发的降解产物刺激问题，为生物医学材料提供了纯天然、可降解的新方向。
（2）填补第四代缝合线的临床空白：相较于前三代缝合线（如羊肠线、合成高分子线、可吸收合成材料
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线），其 “吸收完全、无个体差异” 的特性更贴近理想缝合线标准，推动了缝合线产业的迭代升级。
考点预测：
考点方向
具体内容
定义与材料
第四代缝合线的本质是纯天然胶原蛋白缝合线，取材于獭狸肌腱，胶原蛋白含量高。
主要优点
吸收完全、抗拉强度高、生物相容性好、促进细胞生长、吸收时间稳定（8～15 天）。
吸收特性
无明显个体差异，吸收过程可靠，无需二次处理。
临床意义
减少拆线痛苦、降低感染风险、加速愈合，适用于多种组织缝合。
代际对比
与前三代缝合线（如羊肠线、合成线）在材料来源、吸收稳定性、生物相容性上的差
异。
1.（2025·江苏，1）关于蛋白质、磷脂和淀粉，下列叙述正确的是（ ）
A．三者组成元素都有C、H、O、N
B．蛋白质和磷脂是构成生物膜的主要成分
C．蛋白质和淀粉都是细胞内的主要储能物质
D．磷脂和淀粉都是生物大分子
【答案】B
【解析】A、蛋白质的组成元素为C、H、O、N（可能含S），磷脂含C、H、O、N、P，淀粉仅含C、
H、O，淀粉不含N 元素，A 错误；
B、生物膜的主要成分是磷脂（构成基本支架）和蛋白质（承担膜功能），B 正确；
C、植物的储能物质为淀粉和脂肪，动物的储能物质为糖原和脂肪，蛋白质不是主要储能物质，C 错误；
D、淀粉是多糖，属于生物大分子；磷脂由甘油、脂肪酸和磷酸组成，属于小分子，D 错误；
故选B。
【考点追溯】
多糖、蛋白质和核酸分别以单糖、氨基酸和核苷酸为单体连接成多聚体,这些称为生物大分子。生物大分子
以碳链为基本骨架。(P36)
2.（2025·河北，3）下列对生物体有机物的相关叙述，错误的是（ ）
A．纤维素、淀粉酶和核酸的组成元素中都有C、H 和O
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B．糖原、蛋白质和脂肪都是由单体连接成的多聚体
C．多肽链和核酸单链可在链内形成氢键
D．多糖、蛋白质和固醇可参与组成细胞结构
【答案】B
【解析】
A、纤维素属于糖类，元素组成是C、H、O，淀粉酶是蛋白质，元素组成主要是C、H、O、N，核酸的元
素组成是C、H、O、N、P，它们都有C、H、O，A 正确；
B、糖原是多糖，由葡萄糖单体连接成多聚体，蛋白质由氨基酸单体连接成多聚体，但脂肪不是多聚体，
它是由甘油和脂肪酸组成的，B 错误；
C、多肽链中的某些区域可以形成氢键，如α 螺旋结构，核酸单链如tRNA，可在链内形成氢键，形成特定
的空间结构，C 正确；
D、多糖如纤维素是植物细胞壁的组成成分，蛋白质是细胞膜、细胞质等结构的重要组成成分，固醇中的
胆固醇是动物细胞膜的组成成分，D 正确。
故选B。
【考点追溯】
多糖、蛋白质和核酸分别以单糖、氨基酸和核苷酸为单体连接成多聚体,这些称为生物大分子。生物大分子
以碳链为基本骨架。(P36)
3.（2024·黑吉辽，1）钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2＋感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球
形结构，每个球形结构可结合2 个Ca2＋。下列叙述错误的是（ ）
A．钙调蛋白的合成场所是核糖体
B．Ca2＋是钙调蛋白的基本组成单位
C．钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关
D．钙调蛋白结合Ca2＋后，空间结构可能发生变化
【答案】B
【解析】Ca2＋不是钙调蛋白的基本组成单位，钙调蛋白的基本组成单位是氨基酸，B 错误。
【考点追溯】
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。( P29)
4.（2024·北京卷，2）科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA 的（ ）
A.元素组成
B.核苷酸种类
C.碱基序列
D.空间结构
【答案】C
【解析】DNA 的元素组成都是C、H、O、N、P，A 不符合题意；DNA 分子的核苷酸种类只有4 种，B 不
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符合题意；每种DNA 的碱基序列不同，“尼安德特人”与现代人的DNA 碱基序列有相似部分，证明“尼
安德特人”与现代人是近亲，C 符合题意；DNA 的空间结构都是规则的双螺旋结构，D 不符合题意。
【考点追溯】
核酸是细胞内携带遗传信息的物质,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
(P35)
5.（2024·海南卷，1）海南黎锦是非物质文化遗产，其染料主要来源于植物。DNA 条形码技术可利用DNA
条形码序列（细胞内一段特定的DNA 序列）准确鉴定出染料植物的种类。下列有关叙述正确的是（
）
A.不同染料植物的DNA 均含有元素C、H、O、N、S
B.DNA 条形码序列由核糖核苷酸连接而成
C.染料植物的DNA 条形码序列仅存在于细胞核中
D.DNA 条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的DNA 条形码序列不同
【答案】D
【解析】不同染料植物的DNA 均含有元素C、H、O、N、P，不含S，A 错误；DNA 条形码序列由脱氧核
糖核苷酸连接而成，B 错误；染料植物的DNA 条形码序列主要存在于细胞核中，有少部分存在于细胞质，
C 错误；不同DNA 的区别在于碱基排列顺序不同，DNA 条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的
DNA 条形码序列不同，D 正确。
【考点追溯】
脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息,DNA 分子是储存、传递遗传信息的生物大分子;部分病毒的
遗传信息储存在RNA 中。(P35)
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