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第一章 细胞的分子组成
一.选择题(共18小题)
1.下列有关蛋白质的叙述,不正确的是( )
A.1条由n个氨基酸组成的肽链中含有的氮原子数目至少为n
B.通常情况下,分子式为C63H103O45N17S2的链状多肽化合物中最多含有17个肽键
C.n条由m个氨基酸组成的肽链中,完全水解共需要(m﹣n)个水分子
D.2个氨基酸脱水缩合过程中失去的水分子中的氢来源于氨基和羧基
2.下列反应过程中,可以产生水的是( )
A.脂肪在小肠内被消化 B.氨基酸合成蛋白质
C.丙酮酸的分解 D.ATP水解为ADP+Pi
3.含有215个N原子的200个氨基酸,形成的5个四肽、4个六肽和1个2条肽链构成的蛋白质分子.这些多肽和蛋白质分子中,肽键与氨基数目的最大值分别是( )
A.200和200 B.200和215 C.189和11 D.189和26
4.某非环状多肽,经测定其分子式是C21HxOyN4S2.已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的.苯丙氨酸(C9H11NO2)、天冬氨酸(C4H7NO4)、丙氨酸(C3H7NO2)、亮氨酸(C6H13NO2)、半胱氨酸(C3H7NO2S).下列有关该多肽的叙述,不正确的是( )
A.该多肽在核糖体上形成,形成过程中相对分子质量减少了54
B.该多肽彻底水解后能产生3种氨基酸
C.该多肽有三个肽键,为三肽化合物
D.该多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5
5.有一条多肽链由12个氨基酸组成,分子式为CxHyNzOwS(z>12,w>13),这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸:半胱氨酸(C3H7NO2S)、丙氨酸(C3H7NO2)、天冬氨酸(C4H7NO4)、赖氨酸(C6H14N2O2)、苯丙氨酸(C9H11NO2).则水解产物中的赖氨酸和天门冬氨酸的数目分别是( )
A.y+12个; 个 B.z﹣12个; w﹣13个
C.z﹣12个; w+13个 D.z﹣12个; 个
6.有一条多肽链由p个氨基酸组成,分子式为CxHyOmNnS (n﹣p>0,m﹣p>1),这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸:半胱氨酸(C3H7O2NS),丙氨酸(C3H7O2N),天冬氨酸(C4H704N),赖氨酸(C6H14O2N2),苯丙氨酸(C9H11O2N).水解产物中天冬氨酸的数目是( )
A.(y+p)个 B.(n+p)个
C.(m﹣p)个 D.个
7.如果有足量的四种氨基酸,分别为甲乙丙丁,则他们能形成的四肽种类以及包含四种氨基酸的四肽种类最多是( )
A.64 16 B.16 16 C.64 24 D.256 24
8.某五十肽含有5个氨基,7个羧基,其被酶水解成两个五肽,四个四肽,八个三肽,下列叙述正确的是( )
A.该五十肽是由五十一个氨基酸脱水缩合而成
B.该水解过程至少要产生13个水
C.该多肽水解之后含有19个游离的氨基
D.该多肽水解之后有36个肽键
9.甲状腺细胞可以将氨基酸和碘合成甲状腺球蛋白,并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外,其过程如图所示.下列叙述错误的是( )
A.整个过程所需能量主要来自于⑤
B.无机盐可参与构成某些复杂的化合物
C.与c过程有关的细胞器膜参与生物膜系统的构成
D.上图中③结构是将氨基酸组装成蛋白质的主要场所
10.下列关于氨基酸和蛋白质的叙述中,错误的是( )
A.甲硫氨酸的R基是﹣CH2﹣CH2﹣S﹣CH3,则它的分子式是C5H11O2NS
B.酪氨酸几乎不溶于水,而精氨酸易溶于水,这种差异是R基的不同引起的
C.两个氨基酸脱水缩合过程中失去的H2O中的氢来自于氨基和羧基
D.如果有足量的三种氨基酸甲、乙、丙,则它们能形成三肽的种类最多有6种
11.若某蛋白质的相对分子质量为11917,在合成这个蛋白质分子的过程中脱去水的相对分子质量为1926,假设氨基酸的平均相对分子质量为127,则组成该蛋白质分子的肽链有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
12.环状多肽由23个氨基酸形成,其中含有5个谷氨酸(R基为一CH2﹣CH2﹣COOH),则下列说法错误的是( )
A.该多肽有23个肽键 B.可能没有游离氨基
C.至少有5个游离羧基 D.最多有20种氨基酸
13.有一条多肽链,分子式为CaHbOcNdS,将它彻底水解后,只得到下列四种氨基酸:分析图算可知,水解得到的氨基酸个数为( )
A.c﹣1 B.d﹣1 C.d+1 D.无法确定
14.如图为人体内两种重要化合物A与B的化学组成关系,下列相关叙述,正确的是( )
A.a的种类多达1010﹣1012种,b的种类有8种
B.连接两个a的化学键是NH﹣CO
C.b由含氮的碱基、脱氧核糖和磷酸组成
D.A的种类在神经细胞与表皮细胞中相同,B则不同
15.如图所示,一分子的胰岛素原切去 C 肽(图中箭头表示切点)可转变成一个分子的胰岛素(图中数字表示氨基酸序号).下列分析正确的是( )
A.51个氨基酸形成胰岛素后,其相对分子质量比原来减少了882
B.胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基
C.沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性的丧失
D.理论上可通过测定C肽的含量间接反映胰岛素的量
16.右图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子.下列叙述不正确的是( )
A.该分子中含有198个肽键
B.参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有201个氨基
C.200个氨基酸缩合成该蛋白质时分子总量减少了3582
D.该蛋白质中至少含有2个游离的“﹣NH2”
17.在香蕉果实成熟过程中,果实中的贮藏物不断代谢转化,香蕉逐渐变甜.图A中Ⅰ、Ⅱ两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势.现取成熟到第x天和第y天的等量香蕉果肉进行研磨,分别加入等量的蒸馏水中制成两种提取液.然后在a、b试管中各加5mL第x天的提取液,在c、d试管中各加5mL第y天的提取液(图B).下列说法不正确的是( )
A.在a、c试管中各加入等量碘液后,两管均呈蓝色,但c管颜色较浅
B.图A中表示淀粉含量变化的曲线是Ⅰ,表示还原糖含量变化的曲线是Ⅱ
C.图A中Ⅰ、Ⅱ曲线所表示的物质的组成元素都是C、H、O
D.在b、d试管中各加入等量双缩脲试剂后,两管均呈砖红色,d管颜色较深
18.某50肽中有丙氨酸(R基为﹣CH3)4个,现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图),得到4条多肽链和5个氨基酸.下列有关叙述错误的是( )
A.该50肽水解得到的全部有机物相对分子质量比原50肽多了144
B.如果得到的某条多肽链有2个氨基,则有一个氨基在R基上
C.如果将得到的5个氨基酸合成一条肽链,则有4种不同的氨基酸序列
D.如果将得到的4条肽链重新连接成一条多肽链,则会脱去3个水分子
二.填空题(共7小题)
19.核酸是细胞内携带遗传信息的物质,在生物体的 、 和 的生物合成中具有极其重要的作用.
20.根据检测“生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验,回答下列问题:
(1)动物血液中含有较多的葡萄糖, (能、不能)做还原糖检测的实验材料
(2)双缩脲试剂的使用,应先加试剂A,目的是 ,再加试剂B.
(3)若用蛋清作材料检验蛋白质,必须稀释,防止 .
(4)斐林试剂使用时需甲液和乙液等量混合均匀后再注入,并 ,观察颜色变化.
21.水在细胞中以两种形式存在: 和 。
22.生物大分子以① 为骨架,它们的基本单位都被称为② .组成多糖的基本单位是③ ,组成蛋白质的基本单位是 ④ ,组成核酸的基本单位是⑤ .
23.蛋白质多样性的原因是氨基酸 不同,数目成百上千, 变化多端,空间结构千差万别.
24.根据所学知识填空.
(1)还原糖+ 试剂→砖红色沉淀.
(2)脂肪+苏丹Ⅲ染液→ 色.
(3)蛋白质+ 试剂→紫色
(4)观察DNA和RNA分布时使用 染色剂染色
(5)观察线粒体时用 试剂染色,可使活细胞中的线粒体呈蓝绿色.
25.水和无机盐在生物体的生命活动中必不可少.
科学实验表明:生命活动旺盛的细胞,自由水/结合水的比值增大,而处于休眠状态的细胞自由水/结合水的比值减小.请分析回答下列问题:
(1)自由水是细胞内的良好 ,有利于物质的 ,有利于 的顺利进行,所以生命活动旺盛的细胞自由水的含量就 .
(2)干种子内含的主要是 水,抗旱性强的植物结合水的含量 ,处于休眠状态的细胞,自由水含量 .
(3)结合水和自由水是可以 的.
三.实验题(共5小题)
26.科学家研究发现,当环境恶化时,熊虫会把身体蜷缩起来,一动不动。这时它们会自行脱掉体内99%的水分,处于一种隐生(假死)状态,此时熊虫的代谢率几乎降到零,甚至能耐受﹣273℃水冻数小时,直到环境改善为止。据研究,熊虫进入隐生状态时,它们的体内会大量产生一种叫做海藻糖的二糖。研究者认为熊虫体液中的海藻糖可以保护动物的组织细胞,使组织细胞免受极低温度造成的损伤,设计了如下实验方案,用于探究该假设的真实性。请将其补充完整:
(1)选材:为了确保实验的科学性和准确性,排除实验中的干扰因素,从化学组成及生理功能看,选用的动物组织细胞应具备的特点是 。
A.含有海藻糖
B.不含海藻糖
C.能够合成海藻糖
D.不能合成海藻糖
(2)过程:(提供的试剂:某浓度的海藻糖溶液、生理盐水、蒸馏水,实验器材充足)
①取适量实验动物细胞,等分成甲、乙两组;
②甲组加入 ;乙组加入等量生理盐水;
③甲、乙两组均在极低温度(﹣273℃)下冰冻数小时;
④将温度缓慢升高恢复至常温后,观察甲、乙两组细胞存活率。
(3)预期结果和结论:
可能一:若 ,则假设成立。
可能二:若 ,则假设不成立。
27.2022年9月21日,在泸定发生地震17天后,泄洪英雄甘宇被成功营救。医护人员立马给他输送水和营养液。因为人体所需要的营养物质主要是水、无机盐、维生素、糖类、脂质和蛋白质。这些营养物质在人体细胞中有着重要的作用。
(1)被运送的牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素。如果钙离子的含量太低,会出现肌肉抽搐现象,这说明无机盐的生理作用是 。
(2)由于水分子是极性分子,带正电荷和负电荷的分子(或离子)都容易与水结合,因此它是细胞内 ;此外生物体中的水还具有 (答出1点即可)等功能。
(3)动物细胞特有的多糖是 ,植物细胞壁的主要成分是 ,二者的基本单位都是葡萄糖。
(4)某生物小组想要验证“钙离子的含量太低,会出现肌肉抽搐现象”这一论题,采用了小白鼠进行试验,请完善以下试验步骤:
①选择生长发育状况相同的健康小鼠若干只,随机均分成甲乙两组;
②甲组小鼠饲喂适量含钙的饲料;乙组小鼠 ;
③将甲乙小鼠放在相同且适宜的环境中饲养一段时间,并随时观察其生理状况;
④预期实验现象: ;
实验结论: 。
28.为探究大豆种子发芽过程中一些有机物含量的变化,研究小组进行了实验。请回答下列问题:
(1)大豆种子中包含的储能物质主要有淀粉、 。大豆种子萌发过程中,细胞内有机物的种类及含量变化分别是 、 。
(2)探究发芽的大豆种子中存在还原性糖所用的试剂是 。由于该试剂极不稳定,应现配现用,使用时将甲液(0.1g/mL的NaOH溶液)和乙液(0.05g/mL的CuSO4溶液) 后再用于实验。
(3)为了检测大豆种子发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化,在不同发芽阶段大豆提取液中加入 试剂,比较颜色变化。该实验需要选用的器具有 (填序号)。
①试管
②滴管
③量筒
④酒精灯
⑤显微镜
(4)选取大豆种子检测子叶中的脂肪与蛋白质,图1、图2分别为相应步骤的实验操作示意图。
图1玻片上的子叶切片已经用苏丹Ⅲ染液染色3min,接着滴加1~2滴试剂甲的作用是 。图2中试剂乙的名称和颜色分别是 、 。如果后者严重过量加入,实验现象是 。
29.硝酸盐是植物主要的氮肥形式,植物能感知硝酸盐并快速诱导基因表达,调控生长发育。为了研究植物如何感知硝酸盐,科学家进行了相关研究。
(1)植物吸收氮元素后可以用于合成 等组成生物大分子的单体。
(2)细胞膜上的C蛋白一直被认为能够感受和转运硝酸盐。在以硝酸盐为唯一氮源的培养基上,同时培养野生型、C基因缺失突变体和N基因缺失突变体拟南芥,结果如下图。研究者认为N蛋白更可能是硝酸盐的受体,而C蛋白不是,作出此判断的依据是 。
(3)进一步实验结果表明,N蛋白可以直接结合硝酸盐,之后会引起N蛋白 的改变,使N蛋白两端相互靠近,从而激活其转录调节功能,通过 进入细胞核内调节相关基因表达。
(4)利用N蛋白与硝酸盐结合的特点,研究者通过基因工程将黄色荧光蛋白基因切成两半分别连接到N基因的两端,转入野生型拟南芥,试图构建一个结合硝酸盐后可以发出荧光的硝酸盐感受器。
①请以拟南芥为材料设计实验检测该感受器是否构建成功。
②在实际生产中,为提高作物产量经常过量使用氮肥,因此会对生态环境造成破坏。请从可持续发展角度分析该硝酸盐感受器的应用价值。 。
30.某生物兴趣小组在做生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验时,需根据实验要求选择不同的实验材料。请根据表中所列各种材料回答下列问题:
各种可供实验的材料
柑橘 红桃 黑豆 黄豆 花生种子 大米 梨 人体红细胞
(1)根据生物组织中的有机物与某些化学试剂所产生的 反应,检测生物组织中某种有机物的存在。如将上表材料中的 制成匀浆(选填最佳材料),其中的淀粉遇碘会变成蓝色。
(2)表中适于检测还原糖的最理想材料是 ,鉴定中所用的药品和方法: (填序号)。
①0.1g/mLNaOH
②0.1g/mLNaCl
③0.01/mLCuSO4
④0.05g/mLCuSO4
⑤分开使用
⑥混合再使用
(3)表中适合于鉴定脂肪的最理想材料是花生种子,用苏丹Ⅲ染色后呈 。鉴定时需将材料切片,并制成临时装片,将装片放在显微镜下观察,如果焦距已经调好,但发现有的地方清晰有的地方模糊,原因最可能是 。
(4)选用表中黄豆匀浆鉴定蛋白质时,图中试剂甲、乙的化学成分依次是 。加入试剂乙后,溶液颜色由 色变为 色。若提取人红细胞中的血红素(主要成分为蛋白质)来进行蛋白质的检测实验,会出现理想的实验结果吗?为什么? 。
四.解答题(共4小题)
31.如图所示某化合物的结构式,据图回答:
(1)该化合物中有 个氨基和 个羧基。
(2)该化合物有 种氨基酸,造成这种不同的基团编号是 。
(3)该化合物是由 个氨基酸失去 分子水而形成的,水分子中的氧来自于 ,氢来自于 ,肽键的编号是 。
(4)请写出氨基酸的结构通式: 。
32.抗体由2条相同的H链和2条相同的L链通过链间二硫键连接而成的结构。整个抗体分子可分为恒定区(C)和可变区(V)两部分(如图所示)。在同一个物种中,不同抗体分子的恒定区都具有相同的或几乎相同的氨基酸序列。请回答:
(1)合成此抗体时,氨基酸之间发生 反应;若某种抗体的一条H链有450个氨基酸,一条L链的有212个氨基酸,则该抗体中含有 个肽键。
(2)同一个体中抗体的结构不尽相同,主要是因为V区中的 不同。
(3)抗体中 区具有识别和结合抗原的功能;根据图中该区的形状判断,此抗体能与抗原 (填a、b或c)结合。
(4)蛋白质除具有免疫功能外,还具有 等功能(至少写2点)。
(5)在生产上常用Na2SO4从血清中盐析并分离出所需抗体,获得的抗体仍有活性,这说明在盐析过程中,蛋白质结构 。
33.某细菌能产生一条“毒性肽”,其分子式是C55H70O19N10,将它彻底水解后只能得到下列四种氨基酸
(1)该多肽进行水解,需要消耗 个水分子,得到 个谷氨酸分子。
34.如图所示的图解表示构成细胞的元素、化合物及其作用,a、b、c、d代表不同的小分子物质,A、B、C代表不同的生物大分子,请分析回答下列问题:
(1)物质a是 ,在动物细胞内,与物质A作用最相近的物质是 .若物质A在动物、植物细胞均含有,并作为细胞内的最理想的储存能量的物质,不仅含能量多而且体积较小,则A是 .
(2)物质b是 ,其结构通式为 .若某种B分子由n个b分子(平均相对分子质量为m)组成的2条链组成,则该B分子的相对分子质量大约为 .
(3)物质c在人体细胞中共有 种,分子中 不同,决定了c的种类不同.
(4)物质C分子结构的特异性是由 决定的.
第一章 细胞的分子组成
参考答案与试题解析
一.选择题(共18小题)
1.下列有关蛋白质的叙述,不正确的是( )
A.1条由n个氨基酸组成的肽链中含有的氮原子数目至少为n
B.通常情况下,分子式为C63H103O45N17S2的链状多肽化合物中最多含有17个肽键
C.n条由m个氨基酸组成的肽链中,完全水解共需要(m﹣n)个水分子
D.2个氨基酸脱水缩合过程中失去的水分子中的氢来源于氨基和羧基
【答案】B
【分析】1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸,其结构通式是,即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同。
2、氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链,而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基(﹣COOH )和另一个氨基酸分子的氨基(﹣NH2)相连接,同时脱去一分子水的过程;连接两个氨基酸的化学键是肽键,其结构式是﹣CO﹣NH﹣;氨基酸形成多肽过程中的相关计算:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数,游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数,至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数,氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数,氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一脱去水分子数,蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量一脱去水分子数×18。
【解答】解:A、由氨基酸的结构通式可知,每分子氨基酸至少含有1个氮原子,则一条由n个氨基酸组成的肽链中至少含有的氮原子数=n个氨基中至少含有的氮原子数=n个,A正确;
B、由氨基酸的结构通式可知,每分子氨基酸至少含有1个氮原子,由氮原子数可推知分子式为C63H103O45N17S2的链状多肽化合物中最多含有的氨基酸数为17个、其含有的肽键数=氨基酸数﹣肽链数=17﹣1=16个,B错误;
C、n条由m个氨基酸组成的肽链中含有的肽键数=氨基酸数﹣肽链数=m﹣n个,其完全水解共需要的水分子数=肽键数=m﹣n个,C正确;
D、2个氨基酸脱水缩合过程中失去的水分子中的氢来源于氨基和羧基、氧来自羧基,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查蛋白质的合成﹣﹣氨基酸脱水缩合的知识,考生识记氨基酸的结构通式,明确氨基酸脱水缩合的过程和实质,掌握氨基酸脱水缩合过程中的相关计算是解题的关键。
2.下列反应过程中,可以产生水的是( )
A.脂肪在小肠内被消化 B.氨基酸合成蛋白质
C.丙酮酸的分解 D.ATP水解为ADP+Pi
【答案】B
【分析】1、自由水是许多化学反应的产物或反应物;
2、有氧呼吸第二阶段消耗水、第三阶段产生水,氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程产生水,光反应阶段水是反应物,暗反应阶段生成水.
【解答】解:A、脂肪在小场内被消化需要消耗水,不能产生水,A错误;
B、氨基酸在脱水缩合形成蛋白质的过程中会产生水,B正确;
C、丙酮酸的分解需要消耗水,C错误;
D、ATP水解为ADP+Pi需要消耗水,D错误。
故选:B。
【点评】本题考查细胞代谢的相关知识,要求考生能够识记光合作用和呼吸作用过程中的物质变化,明确水解反应过程中需要消耗水,识记氨基酸在脱水缩合形成蛋白质的过程中会产生水,再结合所需知识准确判断各项.
3.含有215个N原子的200个氨基酸,形成的5个四肽、4个六肽和1个2条肽链构成的蛋白质分子.这些多肽和蛋白质分子中,肽键与氨基数目的最大值分别是( )
A.200和200 B.200和215 C.189和11 D.189和26
【答案】D
【分析】1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸,其结构通式是,即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同.
2、氨基酸通过脱水缩合形成多肽链,而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接,同时脱出一分子水的过程;氨基酸形成多肽过程中的相关计算:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数,游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数,至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数.
【解答】解:①5个四肽中肽键数为3×5=15个,4个六肽中肽键数为5×4=20个,1个由2条肽链构成的蛋白质分子中共有200﹣4×5﹣6×4=156个氨基酸,肽键数为156﹣2=154个,故这些多肽和蛋白质分子中,肽键数的最大值为15+20+154=189个;
②由题意知,200个氨基酸中含有215个N原子,因此200个氨基酸的R基中的氨基数最多是15个,每条多肽链至少含一个游离的氨基,故这些多肽和蛋白质分子中,氨基数目的最大值=这些多肽和蛋白质分子中的肽链总数+R基中的氨基数=5+4+2+15=26个。
故选:D。
【点评】本题考查由氨基酸经脱水缩合过程形成蛋白质的过程中的相关计算,考生明确氨基酸脱水缩合的过程、掌握该过程中的相关计算是解题的关键.
4.某非环状多肽,经测定其分子式是C21HxOyN4S2.已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的.苯丙氨酸(C9H11NO2)、天冬氨酸(C4H7NO4)、丙氨酸(C3H7NO2)、亮氨酸(C6H13NO2)、半胱氨酸(C3H7NO2S).下列有关该多肽的叙述,不正确的是( )
A.该多肽在核糖体上形成,形成过程中相对分子质量减少了54
B.该多肽彻底水解后能产生3种氨基酸
C.该多肽有三个肽键,为三肽化合物
D.该多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5
【答案】C
【分析】1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸,其结构通式是 ,即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同.
2、氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链,而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基(﹣COOH )和另一个氨基酸分子的氨基(﹣NH2)相连接,同时脱出一分子水的过程;连接两个氨基酸的化学键是肽键,其结构式是﹣CO﹣NH﹣;氨基酸形成多肽过程中的相关计算:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数,氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数,氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一脱去水分子数,蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量一脱去水分子数×18.
3、分析题干信息:分子式是C21HxOyN4S2的该非环状多肽是由氨基酸经过脱水缩合反应生成的,根据反应前后原子守恒可计算出肽链中不同氨基酸的个数,C21HxOyN4S2中共有4个N原子,而在苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)中的每个氨基酸分子中均只有一个N原子,所以该非环状多肽是由4个氨基酸脱水缩合形成的四肽,又C21HxOyN4S2中含有2个S,所以构成C21HxOyN4S2中含有两个半胱氨酸,C21HxOyN4S2中共含有21个C,而两个半胱氨酸中共含有3×2=6个C,其它两个氨基酸含有的C个数为21﹣6=15个,组成C21HxOyN4S2的另外两个氨基酸要含有15个碳,可进一步推测另外两个氨基酸是苯丙氨酸和亮氨酸.综上所述,组成C21HxOyN4S2的氨基酸有四个,即2个半胱氨酸、1个苯丙氨酸和一个亮氨酸.
【解答】解:A、该多肽是由4个氨基酸在核糖体上通过脱水缩合形成的,形成过程中的脱水数=氨基酸数﹣肽链数=4﹣1=3个、相对分子质量减少3×18=54,A正确;
B、由以上分析知,该多肽由4个、3种氨基酸(半胱氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸)形成,所以该多肽彻底水解后能产生3种氨基酸,B正确;
C、该多肽是由4个氨基酸形成,含有3个肽键,为四肽化合物,C错误;
D、由以上分析知,该多肽是由2个半胱氨酸、1个亮氨酸和1个苯丙氨酸组成,因此其分子式为2C3H7NO2S+C9H11NO2+C6H13NO2﹣3H2O=C21H32O5N4S2,该多肽中氢原子数=2×7+11+13﹣2×3=32个、氧原子数=2×2+2+2﹣1×3=5个,D正确。
故选:C。
【点评】本题结合多肽的分子式及几种氨基酸的分子式,考查蛋白质的合成﹣﹣氨基酸脱水缩合的知识,考生识记氨基酸的结构通式、明氨基酸脱水缩合的过程、掌握氨基酸脱水缩合过程中的相关计算是解题的关键.
5.有一条多肽链由12个氨基酸组成,分子式为CxHyNzOwS(z>12,w>13),这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸:半胱氨酸(C3H7NO2S)、丙氨酸(C3H7NO2)、天冬氨酸(C4H7NO4)、赖氨酸(C6H14N2O2)、苯丙氨酸(C9H11NO2).则水解产物中的赖氨酸和天门冬氨酸的数目分别是( )
A.y+12个; 个 B.z﹣12个; w﹣13个
C.z﹣12个; w+13个 D.z﹣12个; 个
【答案】D
【分析】1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸,其结构通式是,即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同.
2、氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链,而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基(﹣COOH )和另一个氨基酸分子的氨基(﹣NH2)相连接,同时脱出一分子水的过程;连接两个氨基酸的化学键是肽键,其结构式是﹣CO﹣NH﹣;氨基酸形成多肽过程中的相关计算:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数,氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数,氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一脱去水分子数.
3、分析题干信息:由12个氨基酸组成、分子式为CxHyNzOwS(z>12,w>13)的多肽链经过水解后所得的5种氨基酸半胱氨酸(C3H7NO2S)、丙氨酸(C3H7NO2)、天冬氨酸(C4H7NO4)、赖氨酸(C6H14N2O2)、苯丙氨酸(C9H11NO2)中,只有赖氨酸含有2个氮原子(其它4种氨基酸均含1个氮原子)、只有天冬氨酸含有4个氧原子(其它4种氨基酸均含2个氧原子).
【解答】解:①设该多肽(十二肽)中含有赖氨酸α个,根据氮原子数=各氨基酸中氮原子总数,可得2α+(12﹣α)=z,解得α=z﹣12个;
②设该多肽(十二肽)中含有天(门)冬氨酸,根据氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一脱去水分子数,可得4β+(12﹣β)×2﹣(12﹣1)=w,解得β=。
故选:D。
【点评】本题以“由12个氨基酸组成、分子式为CxHyNzOwS(z>12,w>13)的多肽链经过水解后所得的5种氨基酸”为题材,考查蛋白质的合成﹣﹣氨基酸脱水缩合的知识,考生识记氨基酸脱水缩合的过程,明确氨基酸脱水缩合的实质,分析题干中5种氨基酸的特点、能运用氮原子和氧原子守恒进行计算是解题的关键.
6.有一条多肽链由p个氨基酸组成,分子式为CxHyOmNnS (n﹣p>0,m﹣p>1),这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸:半胱氨酸(C3H7O2NS),丙氨酸(C3H7O2N),天冬氨酸(C4H704N),赖氨酸(C6H14O2N2),苯丙氨酸(C9H11O2N).水解产物中天冬氨酸的数目是( )
A.(y+p)个 B.(n+p)个
C.(m﹣p)个 D.个
【答案】D
【分析】1、组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基酸和一个羧基连接在同一个碳原子上;
2、氨基酸脱水缩合反应是氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基反应产生1分子水的过程,m个氨基酸形成一条肽链,肽链中O原子数目是所有氨基酸中氧原子数目之和减去脱去的水分子中的氧原子数.
【解答】解:由题意知,天冬氨酸(C4H7O4N)中含有2个羧基,4个氧原子,设该化合物中天冬氨酸(C4H7O4N)的个数是X个,其它氨基酸为p﹣X,其它氨基酸中均只含有一个羧基,因此m=4X+2(p﹣X)﹣(p﹣1),因此计算得X=个。
故选:D。
【点评】本题考查有关蛋白质的计算,要求考生识记氨基酸脱水缩合的概念,掌握氨基酸脱水缩合的简单计算.由于R基上的碳原子数不好确定,且氢原子数较多,因此往往以氮原子数和氧原子数的计算为突破口,计算氨基酸的分子式或氨基酸的个数.
7.如果有足量的四种氨基酸,分别为甲乙丙丁,则他们能形成的四肽种类以及包含四种氨基酸的四肽种类最多是( )
A.64 16 B.16 16 C.64 24 D.256 24
【答案】D
【分析】1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸,其结构通式是,即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同.
2、氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链,而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基(﹣COOH )和另一个氨基酸分子的氨基(﹣NH2)相连接,同时脱出一分子水的过程.
3、蛋白质结构多样性的直接原因:构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构千差万别.
【解答】解:(1)当每种氨基酸数目不限的情况下,可形成四肽化合物的种类数为4×4×4×4=44=256种;
(2)若每种氨基酸都有,则最多形成的四肽化合物种类数为4×3×2×1=24种。
故选:D。
【点评】本题查蛋白质合成及蛋白质多样性的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力,考生明确蛋白质或多肽多样性的原因是解题的关键.
8.某五十肽含有5个氨基,7个羧基,其被酶水解成两个五肽,四个四肽,八个三肽,下列叙述正确的是( )
A.该五十肽是由五十一个氨基酸脱水缩合而成
B.该水解过程至少要产生13个水
C.该多肽水解之后含有19个游离的氨基
D.该多肽水解之后有36个肽键
【答案】D
【分析】1、组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链;氨基酸脱水缩合反应过程中脱去的水分子数=形成的肽键数=氨基酸数﹣肽链数,一条肽链至少含有一个游离的氨基酸和一个游离的羧基.
2、该五十肽含有5个氨基、7个羧基,因此R基中共有4个氨基,6个羧基.
【解答】解:A、五十肽中的氨基酸数目是50个,A错误;
B、五十肽中含有49个肽键,水解成两个五肽,四个四肽,八个三肽过程中形成了14个短肽,肽键数是50﹣14=36,因此水解的肽键数是49﹣36=13个,水解13个肽键需要消耗13分子水,B错误;
C、该多肽水解形成14个短肽,R基中有4个氨基,因此短肽中的氨基数目是14+4=18个,C错误;
D、由题干信息可知,该五十肽水解形成14条短肽,因此形成的肽键数目是50﹣14=36,D正确。
故选:D。
【点评】本题旨在考查学生理解氨基酸的脱水缩合反应,氨基酸脱水缩合反应形成肽链的过程中肽键数、形成的水分子数、氨基酸数目、肽链数目之间的关系,肽链中氨基和羧基的计算方法,把握知识的内在联系,形成知识网络,并应用相关知识结合题干信息进行推理、判断.
9.甲状腺细胞可以将氨基酸和碘合成甲状腺球蛋白,并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外,其过程如图所示.下列叙述错误的是( )
A.整个过程所需能量主要来自于⑤
B.无机盐可参与构成某些复杂的化合物
C.与c过程有关的细胞器膜参与生物膜系统的构成
D.上图中③结构是将氨基酸组装成蛋白质的主要场所
【答案】D
【分析】分析左图:a表示碘离子通过主动运输方式进入细胞;b表示氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程;c表示蛋白质的加工、修饰和分泌过程.
分析右图:①是核糖体,无膜;②是高尔基体,与分泌物的分泌有关;③是内质网,能对蛋白质进行加工;④是细胞膜;⑤是线粒体,为生命活动提供能量;⑥是囊泡;⑦是细胞核,是遗传和代谢的控制中心.
【解答】解:A、整个过程所需能量主要来自于⑤线粒体,A正确;
B、无机盐可参与构成某些复杂的化合物,如碘离子是构成甲状腺激素的重要成分,B正确;
C、图中c表示蛋白质的加工、修饰和分泌过程,与该过程有关的细胞器膜(内质网膜、高尔基体膜和线粒体)参与生物膜系统(由细胞膜、核膜和细胞器膜组成)的构成,C正确;
D、结构③是内质网,而将氨基酸组装成蛋白质的场所是核糖体,D错误。
故选:D。
【点评】本题结合甲状腺球蛋白合成与分泌过程,综合考查细胞结构和功能、分泌蛋白合成和分泌过程、物质运输方式,重点考查分泌蛋白的合成与分泌过程,要求考生熟记相关知识点,能准确判断图中字母和数值的含义或名称,并结合所学的知识,对各选项作出准确的判断.
10.下列关于氨基酸和蛋白质的叙述中,错误的是( )
A.甲硫氨酸的R基是﹣CH2﹣CH2﹣S﹣CH3,则它的分子式是C5H11O2NS
B.酪氨酸几乎不溶于水,而精氨酸易溶于水,这种差异是R基的不同引起的
C.两个氨基酸脱水缩合过程中失去的H2O中的氢来自于氨基和羧基
D.如果有足量的三种氨基酸甲、乙、丙,则它们能形成三肽的种类最多有6种
【答案】D
【分析】组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,氨基酸的分子式是C2H4O2NR,组成蛋白质的氨基酸根据R基不同分为20种;氨基酸进行脱水缩合反应形成肽链时,一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基,脱去1分子水,形成肽键.蛋白质结构的多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构有关.
【解答】解:A、甲硫氨酸的R基是﹣CH2﹣CH2﹣S﹣CH3,则它的分子式是C5H11O2NS,A正确;
B、酪氨酸和精氨酸的性质不同是由R基不同决定的,B正确;
C、氨基酸脱水缩合反应过程中,脱去的水是氨基(﹣NH2)和羧基(﹣COOH)反应产生的,因此水中的H来自氨基和羧基,C正确;
D、足量的三种氨基酸甲、乙、丙,则它们能形成三肽的种类最多有3×3×3=27种,D错误。
故选:D。
【点评】本题旨在考查学生理解氨基酸的结构特点和分子式、氨基酸的脱水缩合反应及蛋白质多样性,把握知识的内在联系,形成知识网络,并应用相关知识进行推理、判断.
11.若某蛋白质的相对分子质量为11917,在合成这个蛋白质分子的过程中脱去水的相对分子质量为1926,假设氨基酸的平均相对分子质量为127,则组成该蛋白质分子的肽链有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】B
【分析】氨基酸脱水缩合反应形成蛋白质的过程中,脱去的水分子数=氨基酸数﹣肽链数,蛋白质的相对分子量=氨基酸的相对分子量之和﹣脱去的水分子量之和.
【解答】解:由题意知,合成该蛋白质分子的过程中脱去水的相对分子质量为1926,因此脱去的水分子的数量是107个,设组成该蛋白质分子的肽链是X条,则组成该蛋白质的氨基酸数是(107+X),根据题意可得关系式:11917=127(107+X)﹣1926,解得,X=2。
故选:B。
【点评】本题的知识点是氨基酸的脱水缩合反应,旨在考查学生对氨基酸脱水缩合反应过程的理解,把握知识的内在联系并应用相关化学反应式进行相关计算的能力.
12.环状多肽由23个氨基酸形成,其中含有5个谷氨酸(R基为一CH2﹣CH2﹣COOH),则下列说法错误的是( )
A.该多肽有23个肽键 B.可能没有游离氨基
C.至少有5个游离羧基 D.最多有20种氨基酸
【答案】D
【分析】组成蛋白质的氨基酸根据R基不同分为20种,氨基酸脱水缩合反应过程中,形成环肽时氨基酸数与形成的肽键数相同,每一条环肽的氨基数和羧基数至少是0.
【解答】解:A、该环肽含有23个氨基酸,因此环肽中的肽键数是23,A正确;
B、如果组成环肽的氨基酸中的R基中没有氨基,则环肽中的氨基数是0个,B正确;
C、环肽中的羧基数与组成肽链的氨基酸中的R基中的羧基数相同,由于该环肽中有5个谷氨酸,因此该环肽中至少含有5个游离的羧基,C正确;
D、组成蛋白质的氨基酸根据R基不同分为20种,该蛋白质由23个氨基酸组成,其中含有5个谷氨酸,因此最多含有19种氨基酸,D错误。
故选:D。
【点评】本题旨在考查学生对组成蛋白质的氨基酸的结构特点、氨基酸脱水缩合反应过程的理解和熟练识记,并应用相关知识分析并解答问题的能力.
13.有一条多肽链,分子式为CaHbOcNdS,将它彻底水解后,只得到下列四种氨基酸:分析图算可知,水解得到的氨基酸个数为( )
A.c﹣1 B.d﹣1 C.d+1 D.无法确定
【答案】A
【分析】本题是对组成蛋白质的氨基酸的结构特点和氨基酸脱水缩合反应的考查,回忆组成蛋白质的氨基酸的结构特点和氨基酸的脱水缩合反应过程,然后结合题干信息进行解答.
【解答】解:设氨基酸个数为x,由题意知,可以利用氧原子守恒可得:氨基酸中的总氧数=氨基酸个数×2﹣失去水分子数,即c=2x﹣(x﹣1),x=c﹣1。
故选:A。
【点评】对于氨基酸的特点和氨基酸脱水缩合反应的理解把握知识点间的内在联系是解题的关键.
14.如图为人体内两种重要化合物A与B的化学组成关系,下列相关叙述,正确的是( )
A.a的种类多达1010﹣1012种,b的种类有8种
B.连接两个a的化学键是NH﹣CO
C.b由含氮的碱基、脱氧核糖和磷酸组成
D.A的种类在神经细胞与表皮细胞中相同,B则不同
【答案】C
【分析】1、几种化合物的元素组成:
①蛋白质是由C、H、O、N元素构成,有些还含有P、S等;
②核酸(包括DNA和RNA)是由C、H、O、N、P元素构成;
③脂质是由C、H、O构成,有些含有N、P;
④糖类是由C、H、O构成.
2、分析题图:题图为人体内两种重要化合物A与B的化学组成关系,染色体的主要成分是蛋白质和DNA,据此可判断A是蛋白质,B是DNA,a是氨基酸,b是脱氧核苷酸.
【解答】解:A、题图中的a和b分别是氨基酸和脱氧核苷酸,人体中构成蛋白质的氨基酸有20种,构成DNA的脱氧核苷酸有4种,A错误;
B、题图中的a是氨基酸,连接两个氨基酸的a的化学键是﹣NH﹣CO﹣,B错误;
C、题图中的b是脱氧核苷酸,每分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基构成,C正确;
D、题图中的A和B分别是蛋白质和DNA,蛋白质是在DNA的指导下通过转录和翻译过程形成的,人体中蛋白质的种类在神经细胞与表皮细胞中不完全相同,DNA则相同,D错误。
故选:C。
【点评】本题结合人体内两种重要化合物A与B的化学组成关系图,考查细胞中的元素和化合物的知识,考生识记细胞中化合物的种类和组成,明确染色体的组成成分主要是DNA和蛋白质是解题的关键.
15.如图所示,一分子的胰岛素原切去 C 肽(图中箭头表示切点)可转变成一个分子的胰岛素(图中数字表示氨基酸序号).下列分析正确的是( )
A.51个氨基酸形成胰岛素后,其相对分子质量比原来减少了882
B.胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基
C.沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性的丧失
D.理论上可通过测定C肽的含量间接反映胰岛素的量
【答案】D
【分析】蛋白质的基本组成单位是氨基酸,氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链,氨基酸脱水缩合反应过程中脱去的水分子数=形成的肽键数=氨基酸数﹣肽链数;氨基酸阻碍核糖体上通过脱水缩合反应形成肽链,肽链进一步加工折叠形成具有一定的空间结构的蛋白质.
【解答】解:A、51个氨基酸形成2条肽链,脱去的水分子数是51﹣2=49,胰岛素中含量3个二硫键,脱去6个H,因此相对分子量减少49×18+6=888,A错误;
B、胰岛素有2条肽链,因此至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基,B错误;
C、加热会改变蛋白质的空间结构,不会使肽键断裂,C错误;
D、由题图可知,胰岛素加工时,切去C片段,因此C片段越多,胰岛素合成的越多,D正确。
故选:D。
【点评】本题旨在考查学生对组成蛋白质的氨基酸的结构特点、氨基酸脱水缩合的理解和掌握,把握知识的内在联系,形成知识网络,并应用相关知识进行推理、判断.
16.右图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子.下列叙述不正确的是( )
A.该分子中含有198个肽键
B.参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有201个氨基
C.200个氨基酸缩合成该蛋白质时分子总量减少了3582
D.该蛋白质中至少含有2个游离的“﹣NH2”
【答案】A
【分析】蛋白质的相关计算:1.链状肽链:肽键=脱去水分子数=氨基酸数﹣肽链数目
蛋白质的分子量=氨基酸的平均分子量×氨基酸数﹣18×肽键数
2.环状肽链:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数
3.蛋白质(和多肽):氨基酸经脱水缩合形成多肽,各种元素的质量守恒,其中H、O参与脱水.每个氨基酸至少1个氨基和1个羧基,多余的氨基和羧基来自R基.
①氨基酸各原子数计算:C原子数=R基上C原子数+2;H原子数=R基上H原子数+4;O原子数=R基上O原子数+2;N原子数=R基上N原子数+1.
②每条肽链游离氨基和羧基至少:各1个;m条肽链蛋白质游离氨基和羧基至少:各m个;
③肽键数=脱水数(得失水数)=氨基酸数﹣肽链数
④蛋白质由m条多肽链组成:N原子总数=肽键总数+m个氨基数(端)+R基上氨基数=肽键总数+氨基总数≥肽键总数+m个氨基数(端);
O原子总数=肽键总数+2(m个羧基数(端)+R基上羧基数)=肽键总数+2×羧基总数≥肽键总数+2m个羧基数(端);
⑤蛋白质分子量=氨基酸总分子量﹣脱水总分子量
【解答】解:A、由题图看出该蛋白质有两条肽链,并且两条肽链由一个肽键连接,故含有199个肽键,A错误;
B、参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有201个氨基,B正确;
C、缩合成该蛋白质时脱去水分子199个,相对分子质量减少了199×18=3582,C正确;
D、该蛋白质有两条肽链,至少含有2个﹣NH2,D正确。
故选:A。
【点评】此题只要考查蛋白质的结构以及相关计算,意在考查学生对基础知识的理解掌握,难度适中.
17.在香蕉果实成熟过程中,果实中的贮藏物不断代谢转化,香蕉逐渐变甜.图A中Ⅰ、Ⅱ两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势.现取成熟到第x天和第y天的等量香蕉果肉进行研磨,分别加入等量的蒸馏水中制成两种提取液.然后在a、b试管中各加5mL第x天的提取液,在c、d试管中各加5mL第y天的提取液(图B).下列说法不正确的是( )
A.在a、c试管中各加入等量碘液后,两管均呈蓝色,但c管颜色较浅
B.图A中表示淀粉含量变化的曲线是Ⅰ,表示还原糖含量变化的曲线是Ⅱ
C.图A中Ⅰ、Ⅱ曲线所表示的物质的组成元素都是C、H、O
D.在b、d试管中各加入等量双缩脲试剂后,两管均呈砖红色,d管颜色较深
【答案】D
【分析】本题是以香蕉成熟过程中糖类的变化考查糖的分类和作用及糖类的检测方法,分析图A曲线可知,Ⅰ是香蕉成熟过程中淀粉含量的变化,Ⅱ是还原糖的变化,分析题图B可知,a、c是检测淀粉的含量,b、d是检测还原糖的含量.
碘液是用来检验淀粉的存在的,斐林试剂是用来检验可溶性还原糖的存在的.
【解答】解:A、与a管相比c管内的淀粉含量下降,所以加入等量碘液后,两管均呈蓝色,但是c管颜色较浅,A正确;
B、据图分析已知,Ⅰ是香蕉成熟过程中淀粉含量的变化,Ⅱ是还原糖的变化,B正确;
C、图A中Ⅰ、Ⅱ曲线所表示的物质分别是淀粉和还原糖,它们都是由C、H、O组成的,C正确;
D、b、d试管用班氏试剂检验还原糖,对应曲线Ⅱ,b管还原糖较少颜色较浅,d管还原糖较多颜色较深,D错误。
故选:D。
【点评】本题考查检测蛋白质的实验、检测还原糖的实验的相关知识,意在考查考生理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力.
18.某50肽中有丙氨酸(R基为﹣CH3)4个,现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图),得到4条多肽链和5个氨基酸.下列有关叙述错误的是( )
A.该50肽水解得到的全部有机物相对分子质量比原50肽多了144
B.如果得到的某条多肽链有2个氨基,则有一个氨基在R基上
C.如果将得到的5个氨基酸合成一条肽链,则有4种不同的氨基酸序列
D.如果将得到的4条肽链重新连接成一条多肽链,则会脱去3个水分子
【答案】C
【分析】分析题图可知,该多肽链中丙氨酸的位置是21位、27位、35位、49位,因此如果脱掉其中的丙氨酸,需要要水解掉8个肽键,形成4条多肽链和5个氨基酸.
【解答】解:A、由题意知,该50肽水解掉4个丙氨酸需要水解掉8个肽键,需要8分子水,因此水解得到的全部有机物相对分子质量比原50肽多了18×8=144,A正确;
B、一条多肽链有一个游离的氨基位于肽链的末端,多出的氨基在R基团内,B正确;
C、得到的5个氨基酸是两种,如果将得到的5个氨基酸合成一条肽链,则有5种不同的氨基酸序列,C错误;
D、如果将四条肽链连接形成一条肽链,则需要形成3个肽键,脱去的水分子数是3,D正确。
故选:C。
【点评】本题旨在考查学生分析题图获取信息的能力,理解所学知识的要点,把握知识的内在联系并应用相关知识对某些生物学问题进行解释、推理、判断的能力.
二.填空题(共7小题)
19.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.
【答案】见试题解答内容
【分析】核酸是遗传信息的携带者,是一切生物的遗传物质,核酸根据五碳糖不同分为DNA和RNA,真核细胞的DNA主要分布在细胞核中,RNA主要分布在细胞质中;病毒中的核酸只有一种,DNA或RNA.
【解答】解:核酸是一切生物的遗传物质,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.
故答案为:
遗传 变异 蛋白质
【点评】本题考查核酸的相关知识,考生熟记核酸的种类、元素组成、组成成分和分布场所,明确核酸的功能是解题的关键.
20.根据检测“生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验,回答下列问题:
(1)动物血液中含有较多的葡萄糖, 不能 (能、不能)做还原糖检测的实验材料
(2)双缩脲试剂的使用,应先加试剂A,目的是 造成碱性环境 ,再加试剂B.
(3)若用蛋清作材料检验蛋白质,必须稀释,防止 蛋清粘在试管壁上不易刷洗 .
(4)斐林试剂使用时需甲液和乙液等量混合均匀后再注入,并 水浴加热 ,观察颜色变化.
【答案】见试题解答内容
【分析】生物大分子的检测方法:蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应;淀粉遇碘液变蓝;还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀;观察DNA和RNA的分布,需要使用甲基绿吡罗红染色,DNA可以被甲基绿染成绿色,RNA可以被吡罗红染成红色,脂肪需要使用苏丹Ⅲ(苏丹Ⅳ)染色,使用酒精洗去浮色以后在显微镜下观察,可以看到橘黄色(红色)的脂肪颗粒.据此分析解答.
【解答】解:(1)动物血液中含有较多的葡萄糖,由于为红色,会干扰对实验结果的观察,不能做还原糖检测的实验材料
(2)双缩脲试剂的使用,应先加试剂A,目的是造成碱性环境,再加试剂B.
(3)若用蛋清作材料检验蛋白质,必须稀释,防止蛋清粘在试管壁上不易刷洗.
(4)斐林试剂使用时需甲液和乙液等量混合均匀后再注入,并水浴加热,观察颜色变化.
故答案为:
(1)不能
(2)造成碱性环境
(3)蛋清粘在试管壁上不易刷洗
(4)水浴加热
【点评】此题主要考查生物大分子的检测以及实验材料的选择,意在考查学生对基础知识的理解掌握,难度适中.
21.水在细胞中以两种形式存在: 自由水 和 结合水 。
【答案】见试题解答内容
【分析】细胞内的水以自由水和结合水的形式存在,结合水是细胞结构的重要组成成分,自由水是良好的溶剂,是细胞内许多化学反应的介质,自由水还参与细胞内的化学反应,自由水自由移动对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用。
【解答】解:水在细胞中以两种形式存在:自由水和结合水。
故答案为:
自由水 结合水
【点评】本题的知识点是水在细胞内的存在形式和功能,对于自由水与结合水功能的记忆及把握知识的内在联系形成知识网络的能力是本题考查的重点。
22.生物大分子以① 碳链 为骨架,它们的基本单位都被称为② 单体 .组成多糖的基本单位是③ 单糖(或葡萄糖) ,组成蛋白质的基本单位是 ④ 氨基酸 ,组成核酸的基本单位是⑤ 核苷酸 .
【答案】见试题解答内容
【分析】单体是能与同种或他种分子聚合的小分子的统称;是能起聚合反应或缩聚反应等而成高分子化合物的简单化合物;是合成聚合物所用的低分子的原料.多糖(淀粉、糖原和纤维素)、蛋白质、核酸等生物大分子都是由许多单体连接而成,因而被称为多聚体.
【解答】解:①生物大分子以碳链为骨架;
②生物大分子的基本单位都被称为单体.组成多糖的基本单位是单糖(或葡萄糖),组成蛋白质的基本单位是氨基酸,组成核酸的基本单位是核苷酸.
故答案为:
碳链 单体 单糖(或葡萄糖) 氨基酸 核苷酸
【点评】本题考查生物分子以碳链为骨架,要求考生识记单体和多聚体的概念,能结合所学的知识准确答题,属于考纲识记层次的考查.
23.蛋白质多样性的原因是氨基酸 种类 不同,数目成百上千, 排列顺序 变化多端,空间结构千差万别.
【答案】见试题解答内容
【分析】蛋白质分子结构多样性的原因:
1、直接原因:
(1)氨基酸分子的种类不同;
(2)氨基酸分子的数量不同;
(3)氨基酸分子的排列次序不同;
(4)多肽链的空间结构不同.
2、根本原因:DNA分子的多样性.
【解答】解:蛋白质多样性的原因是:氨基酸的种类、数目和排列顺序不同,蛋白质的空间结构千差万别.
故答案为:种类 排列顺序
【点评】本题比较基础,考查蛋白质分子结构多样性的原因,只要考生识记蛋白质分子结构多样性的原因即可正确答题,属于考纲识记层次的考查.
24.根据所学知识填空.
(1)还原糖+ 斐林 试剂→砖红色沉淀.
(2)脂肪+苏丹Ⅲ染液→ 橘黄 色.
(3)蛋白质+ 双缩脲 试剂→紫色
(4)观察DNA和RNA分布时使用 甲基绿吡罗红 染色剂染色
(5)观察线粒体时用 健那绿 试剂染色,可使活细胞中的线粒体呈蓝绿色.
【答案】见试题解答内容
【分析】生物组织中化合物的鉴定:(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀).斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉).(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应.(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)鉴定,呈橘黄色(或红色).(4)淀粉遇碘液变蓝.(5)甲基绿能使DNA呈绿色,吡罗红能使RNA呈红色.
【解答】解:(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色沉淀.
(2)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)鉴定,呈橘黄色(或红色).
(3)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应.
(4)观察DNA和RNA在细胞中的分布实验的原理是甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同,其中甲基绿能将DNA染成绿色,吡罗红能将RNA染成红色.利用甲基绿和吡罗红混合染色剂对细胞进行染色,可以显示DNA和RNA在细胞中的分布.
(5)健那绿能将活细胞中的线粒体染成蓝绿色.
故答案为:
(1)斐林
(2)橘黄
(3)双缩脲
(4)甲基绿吡罗红
(5)健那绿
【点评】本题考查糖类、脂肪、蛋白质的实验,观察DNA和RNA在细胞中的分布,观察线粒体的实验,意在考查考生理解实验目的、原理、方法和操作步骤,掌握相关的操作技能,并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用.
25.水和无机盐在生物体的生命活动中必不可少.
科学实验表明:生命活动旺盛的细胞,自由水/结合水的比值增大,而处于休眠状态的细胞自由水/结合水的比值减小.请分析回答下列问题:
(1)自由水是细胞内的良好 溶剂 ,有利于物质的 运输 ,有利于 化学反应 的顺利进行,所以生命活动旺盛的细胞自由水的含量就 高 .
(2)干种子内含的主要是 结合 水,抗旱性强的植物结合水的含量 高 ,处于休眠状态的细胞,自由水含量 低 .
(3)结合水和自由水是可以 相互转化 的.
【答案】见试题解答内容
【分析】细胞内水的存在形式是自由水和结合水,自由水是良好的溶剂,想许多化学反应的介质,自由水还参与许多化学反应,自由水能自由移动,对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用;结合水是细胞结构的重要组成成分;自由水与结合水不是一成不变的,可以相互转化,自由水与结合水的比值越大,细胞代谢越旺盛.抗逆性越差,反之亦然.
【解答】解:(1)自由水是细胞内良好的溶剂,自由水能自由移动,有利于运输营养物质和代谢废物,细胞内的许多化学反应都必须在以水为基质的环境中进行,因此自由水有利于化学反应的顺利进行;生命活动越旺盛的细胞,自由水含量越高.
(2)种子晒干过程中,丢失的水主要的自由水,干种子中的水主要是结合水;抗旱性强的植物结合水的含量较高;处于休眠状态的细胞,代谢活动较弱,自由水含量较低.
(3)自由水与结合水不是一成不变的,可以相互转化.
故答案为:
(1)溶剂 运输 化学反应 高
(2)结合 高 低
(3)相互转化
【点评】本题旨在考查学生对水的存在形式和功能的理解和识记.
三.实验题(共5小题)
26.科学家研究发现,当环境恶化时,熊虫会把身体蜷缩起来,一动不动。这时它们会自行脱掉体内99%的水分,处于一种隐生(假死)状态,此时熊虫的代谢率几乎降到零,甚至能耐受﹣273℃水冻数小时,直到环境改善为止。据研究,熊虫进入隐生状态时,它们的体内会大量产生一种叫做海藻糖的二糖。研究者认为熊虫体液中的海藻糖可以保护动物的组织细胞,使组织细胞免受极低温度造成的损伤,设计了如下实验方案,用于探究该假设的真实性。请将其补充完整:
(1)选材:为了确保实验的科学性和准确性,排除实验中的干扰因素,从化学组成及生理功能看,选用的动物组织细胞应具备的特点是 BD 。
A.含有海藻糖
B.不含海藻糖
C.能够合成海藻糖
D.不能合成海藻糖
(2)过程:(提供的试剂:某浓度的海藻糖溶液、生理盐水、蒸馏水,实验器材充足)
①取适量实验动物细胞,等分成甲、乙两组;
②甲组加入 某浓度的海藻糖溶液 ;乙组加入等量生理盐水;
③甲、乙两组均在极低温度(﹣273℃)下冰冻数小时;
④将温度缓慢升高恢复至常温后,观察甲、乙两组细胞存活率。
(3)预期结果和结论:
可能一:若 甲组细胞存活率明显高于乙组细胞的存活率 ,则假设成立。
可能二:若 甲、乙两组细胞存活率都较低且差别不大 ,则假设不成立。
【答案】(1)BD
(2)某浓度的海藻糖溶液
(3)甲组细胞存活率明显高于乙组细胞的存活率;甲、乙两组细胞存活率都较低且差别不大
【分析】本实验是研究海藻糖对组织细胞的影响,可知海藻糖为自变量,在设计实验时,实验组加入海藻糖,对照组不加,将其他无关变量控制为等量,创设单一变量。该题研究的是低温对细胞的损伤状况,所以细胞的生活是否良好是观察指标。
【解答】解:(1)本实验研究海藻糖对组织细胞的影响,因此有无海藻糖为自变量,故实验应排除掉实验材料中的海藻糖的影响,故选用的动物组织细胞应不能含有海藻糖,不能抵抗极低温度,BD正确。
(2)本实验研究海藻糖对组织细胞的影响,因此有无海藻糖为自变量,甲组加入一定量某浓度的海藻糖溶液,作为实验组;乙组加入等量生理盐水,作为对照组;甲、乙两组均在极低温度(﹣273℃)下冰冻数小时;将温度缓慢升高恢复至常温后,观察甲、乙两组细胞生活状况。
(3)若甲组细胞存活率明显高于乙组细胞的存活率,即假设成立。若甲、乙两组细胞存活率都较低且差别不大,即假设不成立。
故答案为:
(1)BD
(2)某浓度的海藻糖溶液
(3)甲组细胞存活率明显高于乙组细胞的存活率;甲、乙两组细胞存活率都较低且差别不大
【点评】本题考查糖类的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
27.2022年9月21日,在泸定发生地震17天后,泄洪英雄甘宇被成功营救。医护人员立马给他输送水和营养液。因为人体所需要的营养物质主要是水、无机盐、维生素、糖类、脂质和蛋白质。这些营养物质在人体细胞中有着重要的作用。
(1)被运送的牛奶、奶粉中都添加钙、铁等元素。如果钙离子的含量太低,会出现肌肉抽搐现象,这说明无机盐的生理作用是 维持细胞和生物体正常的生命活动 。
(2)由于水分子是极性分子,带正电荷和负电荷的分子(或离子)都容易与水结合,因此它是细胞内 良好溶剂 ;此外生物体中的水还具有 参与许多生化反应、运输营养物质和代谢废物、提供液体环境等 (答出1点即可)等功能。
(3)动物细胞特有的多糖是 糖原 ,植物细胞壁的主要成分是 纤维素 ,二者的基本单位都是葡萄糖。
(4)某生物小组想要验证“钙离子的含量太低,会出现肌肉抽搐现象”这一论题,采用了小白鼠进行试验,请完善以下试验步骤:
①选择生长发育状况相同的健康小鼠若干只,随机均分成甲乙两组;
②甲组小鼠饲喂适量含钙的饲料;乙组小鼠 饲喂等量的不含钙的饲料 ;
③将甲乙小鼠放在相同且适宜的环境中饲养一段时间,并随时观察其生理状况;
④预期实验现象: 甲组小鼠表现正常,乙组小鼠出现肌肉抽搐现象 ;
实验结论: 钙离子的含量太低,会出现肌肉抽搐现象 。
【答案】(1)维持细胞和生物体正常的生命活动
(2)良好溶剂 参与许多生化反应、运输营养物质和代谢废物、提供液体环境等
(3)糖原 纤维素
(4)饲喂等量的不含钙的饲料 甲组小鼠表现正常,乙组小鼠出现肌肉抽搐现象 钙离子的含量太低,会出现肌肉抽搐现象
【分析】生物体内的无机盐主要以离子的形式存在,有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分,许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用,有些无机盐对于维持酸碱平衡和渗透压具有重要功能。
【解答】解:(1)如果钙离子的含量太低,会出现肌肉抽搐现象,这说明无机盐的生理作用是维持细胞和生物体正常的生命活动。
(2)由于水分子是极性分子,带正电荷和负电荷的分子(或离子)都容易与水结合,因此它是细胞内良好溶剂;此外水还参与许多生化反应、运输营养物质和代谢废物、提供液体环境等。
(3)动物细胞特有的多糖是糖原,植物细胞壁的主要成分是纤维素。
(4)本实验为验证实验,结果和结论都是唯一的,实验要考虑对照原则、单一变量原则、重复避免偶然性原则。本实验目的是“钙离子的含量太低,会出现肌肉抽搐现象”,自变量钙离子浓度的高低,因变量为小白鼠的生理状态,因此实验步骤是:
①分组编号:选择生长发育状况相同的健康小鼠若干只,随机均分成甲乙两组;
②变量处理:甲组小鼠饲喂适量含钙的饲料,乙组小鼠应该饲喂等量的不含钙的正常饲料。
③观察记录:将甲乙小鼠放在相同且适宜的环境中饲养一段时间,并随时观察其生理状况。
④预期实验现象和实验结论:现象和结论应该相互对应,且与实验目的对应,甲组小鼠表现正常,乙组小鼠出现肌肉抽搐现象。该现象可以验证实验目的:钙离子的含量太低,会出现肌肉抽搐现象。
故答案为:
(1)维持细胞和生物体正常的生命活动
(2)良好溶剂 参与许多生化反应、运输营养物质和代谢废物、提供液体环境等
(3)糖原 纤维素
(4)饲喂等量的不含钙的饲料 甲组小鼠表现正常,乙组小鼠出现肌肉抽搐现象 钙离子的含量太低,会出现肌肉抽搐现象
【点评】本题比较基础,考查水和无机盐,要求考生识记水的存在形式及功能;识记无机盐的功能,能结合所学的知识准确答题,属于考纲识记层次的考查。
28.为探究大豆种子发芽过程中一些有机物含量的变化,研究小组进行了实验。请回答下列问题:
(1)大豆种子中包含的储能物质主要有淀粉、 脂肪 。大豆种子萌发过程中,细胞内有机物的种类及含量变化分别是 增加 、 减少 。
(2)探究发芽的大豆种子中存在还原性糖所用的试剂是 斐林试剂 。由于该试剂极不稳定,应现配现用,使用时将甲液(0.1g/mL的NaOH溶液)和乙液(0.05g/mL的CuSO4溶液) 等量混合均匀 后再用于实验。
(3)为了检测大豆种子发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化,在不同发芽阶段大豆提取液中加入 双缩脲 试剂,比较颜色变化。该实验需要选用的器具有 ①②③ (填序号)。
①试管
②滴管
③量筒
④酒精灯
⑤显微镜
(4)选取大豆种子检测子叶中的脂肪与蛋白质,图1、图2分别为相应步骤的实验操作示意图。
图1玻片上的子叶切片已经用苏丹Ⅲ染液染色3min,接着滴加1~2滴试剂甲的作用是 洗去浮色 。图2中试剂乙的名称和颜色分别是 CuSO4溶液 、 蓝色 。如果后者严重过量加入,实验现象是 溶液呈蓝色而不是紫色 。
【答案】(1)脂肪 增加 减少
(2)斐林试剂 等量混合均匀
(3)双缩脲 ①②③
(4)洗去浮色 CuSO4溶液 蓝色 溶液呈蓝色而不是紫色
【分析】生物组织中化合物的鉴定:
(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。
(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。
【解答】解:(1)脂肪是细胞中良好的储能物质,故大豆种子中包含的储能物质主要有淀粉、脂肪。大豆种子萌发过程中需要有机物分解提供能量,故大豆种子萌发过程中,细胞内有机物的种类增加,有机物的含量减少。
(2)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。由于该试剂极不稳定,应现配现用,使用时将甲液(0.1g/mL的NaOH溶液)和乙液(0.05g/mL的CuSO4溶液)等量混合均匀后再用于实验。
(3)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应,检测蛋白质或多肽应该用双缩脲试剂;该实验需要用试管装蛋白质溶液;用量筒量一定量的蛋白质溶液和双缩脲试剂A液;需要用滴管滴加双缩服试剂B,故该实验需要选用的器具有①②③。
(4)分析题图,图1是脂肪的检测,脂肪鉴定实验中需要滴加1~2滴的试剂甲50%酒精(乙醇),其作用是洗去浮色;图2中是鉴定蛋白质,双缩脲试剂使用时,先加氢氧化钠溶液,然后再滴加3~4滴硫酸铜溶液,即图中试剂乙的名称是0.01g/mL的CuSO4溶液,CuSO4溶液呈蓝色,如果CuSO4溶液严重过量加入,会导致溶液呈蓝色而不是紫色。
故答案为:
(1)脂肪 增加 减少
(2)斐林试剂 等量混合均匀
(3)双缩脲 ①②③
(4)洗去浮色 CuSO4溶液 蓝色 溶液呈蓝色而不是紫色
【点评】本题考查细胞中化合物的相关知识,要求学生能结合所学知识进行正确作答。
29.硝酸盐是植物主要的氮肥形式,植物能感知硝酸盐并快速诱导基因表达,调控生长发育。为了研究植物如何感知硝酸盐,科学家进行了相关研究。
(1)植物吸收氮元素后可以用于合成 氨基酸、核苷酸 等组成生物大分子的单体。
(2)细胞膜上的C蛋白一直被认为能够感受和转运硝酸盐。在以硝酸盐为唯一氮源的培养基上,同时培养野生型、C基因缺失突变体和N基因缺失突变体拟南芥,结果如下图。研究者认为N蛋白更可能是硝酸盐的受体,而C蛋白不是,作出此判断的依据是 相对于野生型,C基因缺失突变体生长发育情况(鲜重)变化不大,而N基因缺失突变体生长(鲜重)明显受到抑制(降低) 。
(3)进一步实验结果表明,N蛋白可以直接结合硝酸盐,之后会引起N蛋白 空间结构 的改变,使N蛋白两端相互靠近,从而激活其转录调节功能,通过 核孔 进入细胞核内调节相关基因表达。
(4)利用N蛋白与硝酸盐结合的特点,研究者通过基因工程将黄色荧光蛋白基因切成两半分别连接到N基因的两端,转入野生型拟南芥,试图构建一个结合硝酸盐后可以发出荧光的硝酸盐感受器。
①请以拟南芥为材料设计实验检测该感受器是否构建成功。 分别对野生型拟南芥和转基因拟南芥施加硝酸盐,检测是否发出黄色荧光;若野生型拟南芥不发黄色荧光,转基因拟南芥发出黄色荧光说明构建成功
②在实际生产中,为提高作物产量经常过量使用氮肥,因此会对生态环境造成破坏。请从可持续发展角度分析该硝酸盐感受器的应用价值。 可以实时监测植物体内硝酸盐的浓度,从而降低对氮肥的依赖,以免过度施肥造成环境污染和浪费以及影响植物生长 。
【答案】(1)氨基酸、核苷酸
(2)相对于野生型,C基因缺失突变体生长发育情况(鲜重)变化不大,而N基因缺失突变体生长(鲜重)明显受到抑制(降低)
(3)空间结构 核孔
(4)分别对野生型拟南芥和转基因拟南芥施加硝酸盐,检测是否发出黄色荧光;若野生型拟南芥不发黄色荧光,转基因拟南芥发出黄色荧光说明构建成功 可以实时监测植物体内硝酸盐的浓度,从而降低对氮肥的依赖,以免过度施肥造成环境污染和浪费以及影响植物生长
【分析】硝酸盐是植物主要的氮肥形式,氮元素在细胞中主要用于合成蛋白质、核酸等含氮有机物;植物根部以主动运输的方式吸收无机盐,以被动运输的方式运输吸水,如果土壤中无机盐浓度过大,可能会造成植物根部难以吸水甚至失水死亡。
【解答】解:(1)植物吸收氮元素后可以用于合成氨基酸、核苷酸等组成生物大分子(蛋白质、核酸)的单体。
(2)C基因缺失突变体缺乏C蛋白拟南芥,N基因缺失突变体拟南芥缺乏N蛋白;由图分析可知,纵坐标为鲜重,鲜重中含量最高的化合物为蛋白质,鲜重的高低体现了拟南芥吸收氮元素的多少;相比于野生型,缺乏C蛋白的突变体氮元素吸收减少得不多,缺乏N蛋白的突变体显著降低了氮元素的吸收,因此N蛋白更可能是硝酸盐的受体,而C蛋白不是。
(3)N蛋白要激活其功能,需要改变空间结构,再通过核孔(大分子进出细胞核通过核孔)进入细胞核行使功能。
(4)该感受器结合硝酸盐后可以发出荧光,要检测该感受器是否构建成功,分别对野生型拟南芥(对照组)和转基因拟南芥施加硝酸盐,检测是否发出黄色荧光;若野生型拟南芥不发黄色荧光,转基因拟南芥发出黄色荧光说明构建成功;要避免过量使用氮肥,需要获得植物体内硝酸盐浓度并实时监控,硝酸盐不足时再施氮肥,过量使用氮肥。
故答案为:
(1)氨基酸、核苷酸
(2)相对于野生型,C基因缺失突变体生长发育情况(鲜重)变化不大,而N基因缺失突变体生长(鲜重)明显受到抑制(降低)
(3)空间结构 核孔
(4)分别对野生型拟南芥和转基因拟南芥施加硝酸盐,检测是否发出黄色荧光;若野生型拟南芥不发黄色荧光,转基因拟南芥发出黄色荧光说明构建成功 可以实时监测植物体内硝酸盐的浓度,从而降低对氮肥的依赖,以免过度施肥造成环境污染和浪费以及影响植物生长
【点评】本题考查细胞中有机物的组成与特点,考查学生探究实验的设计与结果分析能力。
30.某生物兴趣小组在做生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验时,需根据实验要求选择不同的实验材料。请根据表中所列各种材料回答下列问题:
各种可供实验的材料
柑橘 红桃 黑豆 黄豆 花生种子 大米 梨 人体红细胞
(1)根据生物组织中的有机物与某些化学试剂所产生的 颜色 反应,检测生物组织中某种有机物的存在。如将上表材料中的 大米 制成匀浆(选填最佳材料),其中的淀粉遇碘会变成蓝色。
(2)表中适于检测还原糖的最理想材料是 梨 ,鉴定中所用的药品和方法: ①④⑥ (填序号)。
①0.1g/mLNaOH
②0.1g/mLNaCl
③0.01/mLCuSO4
④0.05g/mLCuSO4
⑤分开使用
⑥混合再使用
(3)表中适合于鉴定脂肪的最理想材料是花生种子,用苏丹Ⅲ染色后呈 橘黄色 。鉴定时需将材料切片,并制成临时装片,将装片放在显微镜下观察,如果焦距已经调好,但发现有的地方清晰有的地方模糊,原因最可能是 切片厚薄不均匀 。
(4)选用表中黄豆匀浆鉴定蛋白质时,图中试剂甲、乙的化学成分依次是 质量浓度为0.1g/mL的氢氧化钠溶液、质量浓度为0.01g/mL的硫酸铜溶液 。加入试剂乙后,溶液颜色由 蓝 色变为 紫 色。若提取人红细胞中的血红素(主要成分为蛋白质)来进行蛋白质的检测实验,会出现理想的实验结果吗?为什么? 不可以,因为血红蛋白有颜色,对实验结果有干扰 。
【答案】(1)颜色 大米
(2)梨 ①④⑥
(3)橘黄色 切片厚薄不均匀
(4)质量浓度为0.1g/mL的氢氧化钠溶液、质量浓度为0.01g/mL的硫酸铜溶液 蓝 紫 不可以,因为血红蛋白有颜色,对实验结果有干扰
【分析】某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。糖类中的还原糖,如葡萄糖,与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。蛋白质与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。因此,可以根据有机物与某些化学试剂所产生的颜色反应,检测生物组织中糖类、脂肪或蛋白质的存在。
【解答】解:(1)某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应,以此来检测生物组织中某种有机物的存在。大米中富含淀粉,将大米制成匀浆,其中的淀粉遇碘变成蓝色。
(2)检测组织中还原糖利用的是颜色反应,所以所选的材料需要满足材料中富含还原糖和材料无色或为白色,因此表中适合于鉴定可溶性还原糖的最理想材料是梨。还原糖与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀,其中斐林试剂甲液为质量浓度为0.1g/mL的氢氧化钠溶液,斐林试剂乙液为质量浓度为0.05g/mL的硫酸铜溶液,鉴定还原糖时,先将甲液和乙液等量混合,摇匀后加入待测样液,所以鉴定中所用的药品和方法有①④⑥。然后还要经水浴加热操作后才能观察到砖红色沉淀。
(3)脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。用苏丹Ⅲ溶液染色时,常用体积分数50%的酒精洗去浮色,原因是苏丹Ⅲ溶液溶于50%的酒精。将装片放在显微镜下观察,如果焦距已经调好,但发现有的地方清晰有的地方模糊,原因是切片厚薄不均匀,导致透光不均匀。
(4)黄豆中富含蛋白质,蛋白质用双缩脲试剂检测,鉴定蛋白质时先加1mL双缩脲试剂A液(质量浓度为0.1g/mL的氢氧化钠溶液),摇匀后再加3~4滴双缩脲试剂B液(质量浓度为0.01g/mL的硫酸铜溶液)。加入试剂乙,溶液颜色由蓝色变为紫色。鉴定组织中的蛋白质运用的是颜色反应,血红素有颜色,对实验结果有干扰,所以若直接选血红素做蛋白质鉴定实验,不可以出现预期实验结果。
故答案为:
(1)颜色 大米
(2)梨 ①④⑥
(3)橘黄色 切片厚薄不均匀
(4)质量浓度为0.1g/mL的氢氧化钠溶液、质量浓度为0.01g/mL的硫酸铜溶液 蓝 紫 不可以,因为血红蛋白有颜色,对实验结果有干扰
【点评】本题考查生物组织中化合物的鉴定,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等,需要考生在平时的学习过程中注意积累。
四.解答题(共4小题)
31.如图所示某化合物的结构式,据图回答:
(1)该化合物中有 2 个氨基和 2 个羧基。
(2)该化合物有 3 种氨基酸,造成这种不同的基团编号是 ②④⑥ 。
(3)该化合物是由 3 个氨基酸失去 2 分子水而形成的,水分子中的氧来自于 羧基 ,氢来自于 羧基和氨基 ,肽键的编号是 ③和⑤ 。
(4)请写出氨基酸的结构通式: 。
【答案】见试题解答内容
【分析】分析题图:图示为化合物的结构简式,其中①是氨基(﹣NH2);②、④和⑥都是R基(依次是﹣CH3、﹣CH2﹣COOH、﹣CH2﹣CONH2);③和⑤是肽键(﹣CO﹣NH﹣);⑦是羧基(﹣COOH)。
【解答】解:(1)该化合物中有2个氨基(在①和⑥处)和2个羧基(在④和⑦处)。
(2)组成该化合物的3个氨基酸的R基依次是﹣CH3、﹣CH2﹣COOH、﹣CH2﹣CONH2,可见该化合物是有由3种氨基酸组成的;组成蛋白质的氨基酸约有20种,这20种氨基酸的区别在于R基不同,图中②④⑥表示R基。
(3)该化合物是由3个氨基酸失去2分子水而形成的,水分子中的氧来自于羧基,氢来自于羧基和氨基;图中③和⑤表示肽键。
(4)氨基酸的结构通式为。
故答案为:
(1)2 2
(2)3 ②④⑥
(3)3 2 羧基 羧基和氨基 ③和⑤
(4)
【点评】本题结合化合物的结构简图,考查蛋白质的合成﹣﹣氨基酸脱水缩合,首先要求考生识记氨基酸的结构通式和氨基酸脱水缩合的概念,能准确判断图中各数字的名称;还要求考生掌握氨基酸脱水缩合过程中的简单计算。
32.抗体由2条相同的H链和2条相同的L链通过链间二硫键连接而成的结构。整个抗体分子可分为恒定区(C)和可变区(V)两部分(如图所示)。在同一个物种中,不同抗体分子的恒定区都具有相同的或几乎相同的氨基酸序列。请回答:
(1)合成此抗体时,氨基酸之间发生 脱水缩合 反应;若某种抗体的一条H链有450个氨基酸,一条L链的有212个氨基酸,则该抗体中含有 1320 个肽键。
(2)同一个体中抗体的结构不尽相同,主要是因为V区中的 空间结构(或氨基酸种类或氨基酸排列顺序或氨基酸数量) 不同。
(3)抗体中 V 区具有识别和结合抗原的功能;根据图中该区的形状判断,此抗体能与抗原 a (填a、b或c)结合。
(4)蛋白质除具有免疫功能外,还具有 催化功能、运输的载体、细胞的结构物质、信息传递功能(任写2个均可得分) 等功能(至少写2点)。
(5)在生产上常用Na2SO4从血清中盐析并分离出所需抗体,获得的抗体仍有活性,这说明在盐析过程中,蛋白质结构 没有发生变化(或没有被破坏) 。
【答案】见试题解答内容
【分析】蛋白质是在核糖体上,由氨基酸脱水缩合形成;蛋白质中的肽键数=氨基酸个数﹣肽链数;蛋白质结构多样性的原因有氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构不同;蛋白质的功能有催化、运输、免疫、调节、信息传递、结构等功能;蛋白质的结构决定功能,结构不变功能就不变。
【解答】解:(1)蛋白质是在核糖体上,由氨基酸脱水缩合形成;蛋白质中的肽键数=氨基酸个数﹣肽链数,根据题中信息可知,抗体由2条H链和2条L链组成,因此含有的肽键数为(450+212)×2﹣4=1320。
(2)蛋白质结构多样性的原因有氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构不同。
(3)根据题中信息,在同一个物种中,不同抗体分子的恒定区都具有相同的或几乎相同的氨基酸序列,说明恒定区没有特异性,因此可变区有特异性,与抗原结合。根据图中抗原的图形及抗体V区的形状,a能与抗体的V区结合。
(4)蛋白质的功能有催化、运输、免疫、调节、信息传递、结构等功能。
(5)蛋白质的结构决定功能,盐析后代的抗体由活性,说明抗体的结构没有变化。
故答案为:
(1)脱水缩合 1320 (2)空间结构(或氨基酸种类或氨基酸排列顺序或氨基酸数量)
(3)V a (4)催化功能、运输的载体、细胞的结构物质、信息传递功能(任写2个均可得分)
(5)没有发生变化(或没有被破坏)
【点评】本题主要考查蛋白质的合成、结构和功能,意在考查学生对基础知识的记忆、获取信息的综合能力。
33.某细菌能产生一条“毒性肽”,其分子式是C55H70O19N10,将它彻底水解后只能得到下列四种氨基酸
(1)该多肽进行水解,需要消耗 9 个水分子,得到 4 个谷氨酸分子。
【答案】见试题解答内容
【分析】组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,组成蛋白质的氨基酸的分子式是C2H4O2NR,氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链,脱水缩合反应过程中形成的肽键数=脱去的水分子数=氨基酸水﹣肽链数。
【解答】解:(1)由题意知,该肽链的分子式是C55H70O19N10,水解形成的氨基酸都只有一个N原子,因此该分子是由10个氨基酸脱水缩合形成的十肽化合物;氨基酸脱水缩合反应过程中脱去的水分子数是10﹣1=9,因此彻底水解需要消耗9分子水;四种氨基酸中,只有谷氨酸含有4个氧原子,因此含有的谷氨酸数目是[(19+9)﹣20]÷2=4个。
故答案为:
(1)9 4
【点评】本题旨在考查学生对氨基酸的脱水缩合反应过程,并应用相关知识结合元素守恒进行推理、计算。
34.如图所示的图解表示构成细胞的元素、化合物及其作用,a、b、c、d代表不同的小分子物质,A、B、C代表不同的生物大分子,请分析回答下列问题:
(1)物质a是 葡萄糖 ,在动物细胞内,与物质A作用最相近的物质是 糖原 .若物质A在动物、植物细胞均含有,并作为细胞内的最理想的储存能量的物质,不仅含能量多而且体积较小,则A是 脂肪 .
(2)物质b是 氨基酸 ,其结构通式为 .若某种B分子由n个b分子(平均相对分子质量为m)组成的2条链组成,则该B分子的相对分子质量大约为 mn﹣(n﹣2)×18 .
(3)物质c在人体细胞中共有 4 种,分子中 碱基 不同,决定了c的种类不同.
(4)物质C分子结构的特异性是由 脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序 决定的.
【答案】见试题解答内容
【分析】1、分析题图可知,A是植物细胞的储能物质,可能是淀粉或脂肪,a是葡萄糖,B是蛋白质,b是氨基酸,C是DNA,c是脱氧核糖核苷酸,d是性激素.
2、染色体的主要成分是DNA和蛋白质,DNA是由C、H、O、N、P五种元素组成的大分子有机物,携带遗传信息,主要分布于细胞核中,叶绿体和线粒体中也含有少量的DNA.DNA的基本单位是脱氧核苷酸,因为4种碱基(A、G、T、C)的不同,脱氧核苷酸分成4种.每种DNA分子的不同在于脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序不同.蛋白质主要由C、H、O、N等元素组成,是生命活动的主要承担着,蛋白质的基本组成单位是氨基酸,合成的场所是核糖体,蛋白质功能的多样性在于蛋白质的结构具有多样性.
【解答】解:(1)淀粉是植物细胞的储能物质,淀粉是由葡萄糖聚合形成的多聚体,动物细胞的储能物质是糖原,脂肪是良好的储能物质.
(2)蛋白质的基本组成单位是氨基酸.根据题意可知,n个氨基酸的总分子量为nm,在脱水缩合的过程中脱去了n﹣2个水分子,所以蛋白质的分子量为氨基酸分子量×氨基酸个数﹣水的个数×18=mn﹣(n﹣2)×18.
(3)DNA的基本单位是脱氧核苷酸,因为4种碱基(A、G、T、C)的不同,脱氧核苷酸分成4种.
(4)每种DNA分子的不同在于脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序不同.
故答案为:
(1)葡萄糖 糖原 脂肪
(2)氨基酸 mn﹣(n﹣2)×18
(3)4 碱基
(4)脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序
【点评】本题的知识点是糖类的分类、分布和功能,蛋白质的基本组成单位和功能,核酸的分类、分布、基本组成单位和功能,脂质的分类和功能,对于相关知识点的理解和区分记忆并把握知识点间的内在联系是本题考查的重点.
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