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2016届高三生物二轮复习试题解析专题一 细胞的分子组成和基本结构 第1讲 细胞的分子组成.doc

专题一 细胞的分子组成和基本结构

第 1 讲 细胞的分子组成

1.蛋白质、核酸的结构和功能(Ⅱ)。 2.糖类、脂肪的种类和作用(Ⅱ)。 3.水和无机盐的作用(Ⅰ)。

注:Ⅰ和Ⅱ的含义如下: Ⅰ: 对所列知识要知道其含义, 能够在试题所给予的相对简单的情境中识别和使用它们。 Ⅱ: 理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别, 并能在较复杂的情境中综合运用 其进行分析、判断、推理和评价。

1.(2015· 福建卷)人体内含有多种多样的蛋白质,每种蛋白质(C) A.都含有 20 种氨基酸 B.都是在细胞内发挥作用 C.都具有一定的空间结构 D.都能催化生物化学反应 解析:生物体中组成蛋白质的氨基数约有 20 种,不是每种蛋白质都含 20 种氨基数,A

错误;蛋白质可以在细胞内外发挥作用,甚至可以在体外发挥作用,如唾液淀粉酶等,B 错 误;蛋白质是由肽链经过盘曲、折叠形成其特有的空间结构,C 正确;蛋白质的功能多种多 样,只有作为酶的蛋白质可以催化生物化学反应,D 错误。

2.(2015· 新课标卷Ⅰ)下列叙述错误的是(D) A.DNA 与 ATP 中所含元素的种类相同 B.一个 tRNA 分子中只有一个反密码子 C.T2 噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成 D.控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的 DNA 上 解析:组成 DNA 的单体是脱氧核苷酸,其元素组成是 C、H、O、P、N;而 ATP 的全 称是腺嘌呤核苷三磷酸,与核苷酸的组成相似,其组成元素也是 C、H、O、P、N,A 正确。 tRNA 只含有一个三联体,对应三个碱基,只有一个反密码子,B 正确。T2 噬菌体为 DNA 病毒,其核酸为脱氧核糖核酸,基本组成单位是脱氧核苷酸,C 正确。细菌为原核生物,其 细胞内只有一种细胞器——核糖体,不存在着复杂的细胞器,如线粒体等,D 错误。

3.(2015· 新课标卷Ⅱ)端粒酶由 RNA 和蛋白质组成,该酶能结合到端粒上,以自身的 RNA 为模板合成端粒 DNA 的一条链,下列叙述正确的是(C) A.大肠杆菌拟核的 DNA 中含有端粒 B.端粒酶中的蛋白质为 RNA 聚合酶 C.正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒 DNA D.正常体细胞的端粒 DNA 随细胞分裂次数增加而变长 解析:本题考查有关端粒的知识,考查知识的记忆及信息获取与分析能力,难度较小。 依据端粒学说,端粒酶存在于染色体的两端,以此排除 A 选项(大肠杆菌无染色体);依据端 粒酶以自身 RNA 为模板合成端粒 DNA 判定端粒酶应该是逆转录酶而非 RNA 聚合酶, 故B 错;正常细胞的端粒 DNA 序列在每次分裂后会缩短一截,故 D 项错误。

4.(2014· 广东卷)油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图所示,将不同成熟阶段的 种子匀浆后检测,结果正确的是(C)

选项 A B C D

取样时间 第 10 天 第 20 天 第 30 天 第 40 天

检测试剂 斐林试剂 双缩脲试剂 苏丹Ⅲ试剂 碘液

检测结果 不显色 不显色 橘黄色 蓝色

解析:据图可知,第 10 天时,有可溶性糖,因此加入斐林试剂,水浴加热后能出现砖 红色沉淀,A 错误;第 20 天,细胞正常代谢需各种酶存在,而大多数酶化学本质是蛋白质, 因此加入双缩脲试剂后,能出现紫色反应,B 错误;油菜种子在成熟过程中脂肪含量增加, 图中第 30 天时,脂肪的含量较高,加入苏丹 III 试剂后,出现橘黄色颗粒,C 正确;第 40 天时,淀粉的含量降至 0,因此加入碘液后,不会出现蓝色,D 错误。

5.(2014· 四川卷)生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述,错误的是(C) A.在最基本生命系统中,H2O 有自由水和结合水两种存在形式 B.由氨基酸形成多肽链时,生成物 H2O 中的氢来自氨基和羧基 C.有氧呼吸时,生成物 H2O 中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解 D.H2O 在光下分解,产生的[H]将固定的 CO2 还原成(CH2O) 解析: 细胞中, 水的存在形式有自由水和结合水, A 正确。 氨基酸脱水缩合形成肽链时, 脱水缩合形成水是一个氨基酸的羧基脱去—OH,另一个氨基酸的氨基脱去 H,B 正确。有 氧呼吸时,生成的水中的氢既来自丙酮酸的分解,也来自糖等呼吸底物的分解,C 错误。光 合作用过程中水的光解生成的[H]用于暗反应三碳化合物的还原,D 正确。

填充关键点

(1)细胞中化合物的含量与其功能有相关性吗? 提示:有,但不能认为含量低,所起的作用就小。 (2)细胞中的六类化合物均有物种特异性吗? 提示:蛋白质、核酸有,而糖类、脂质、水、无机盐无物种特异性。 思维连接处 (3)斐林试剂与双缩脲试剂在浓度和使用方法上有什么不同? 提示:浓度不同:斐林试剂中 CuSO4 溶液浓度为 0.05 g/mL,双缩脲试剂中 CuSO4 溶液 浓度为 0.01 g/mL;使用方法不同:斐林试剂是先将 NaOH 溶液与 CuSO4 溶液等量混合 后形成 Cu(OH)2 再使用; 双缩脲试剂是先加入 NaOH 溶液形成碱性环境, 再滴加 CuSO4 溶液。

1.(2015· 佛山一模)下列有关蛋白质说法正确的是(C)

A.蛋白质不参与生物膜系统的构成 B.抗体蛋白质在细胞内液和细胞外液中都起作用 C.人体蛋白类激素都可以起到信息分子的作用 D.蛋白质进出细胞需要载体蛋白的参与 解析:生物膜主要由磷脂分子和蛋白质分子组成,A 错误;抗体作为分泌蛋白,在细胞 外液中起作用,B 错误;人体蛋白类激素都可以起到信息分子的作用,激素具有调节生命活 动的功能,C 正确;蛋白质是大分子,以胞吞胞吐间形式进出细胞,不需要载体蛋白,D 错 误。

2.下列关于生物体中化合物的叙述,不正确的是(B) A.核糖和脱氧核糖都属于五碳糖 B.构成蛋白质、核酸、淀粉等生物大分子的单体在排列顺序上都具有多样性 C.DNA,RNA 和 ATP 的化学组成中均有糖类分子参与 D.蔗糖、乳糖和麦芽糖水解产物中都有葡萄糖,脂质中的性激素具有调节功能 解析:核糖和脱氧核糖都属于五碳糖,A 正确;构成淀粉的单体是葡萄糖,在排列顺序 上没有多样性,B 错误;DNA,RNA 和 ATP 的化学组成中分别含有脱氧核糖、核糖和核 糖,C 正确;1 分子蔗糖由 1 分子果糖和 1 分子葡萄糖组成,1 分子乳糖由 1 分子半乳糖和 1 分子葡萄糖组成,1 分子麦芽糖由 2 分子葡萄糖组成,水解产物中都有葡萄糖,脂质中的 性激素具有调节功能 , D 正确。

3.如图所示的图解表示构成细胞的元素、化合物,a、b、c、d 代表不同的小分子物质, A、B、C 代表不同的大分子物质,请分析回答下列问题。( )

(1)a 是细胞生命活动所需要的主要能源物质,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、植物细胞中均可含有,并且作为细

胞内最理想的储能物质,则 A 是________。 (2)图中的物质 b 是________,其分子结构的特点是________________,物质 c 在人体 细胞中共有________种。若 B、C 构成了细胞膜的基本结构,则 B、C 分别是________。 (3)物质 d 是________。 解析:(1)糖类是主要的能源物质,最理想的储能物质是脂肪。植物细胞内的储能物质 是淀粉,动物细胞内的储能物质是糖原。 (2)核糖体的主要成分是 RNA 和蛋白质, 由此可确定 B 是蛋白质, b 是氨基酸, C 是 RNA, c 是核糖核苷酸。细胞膜的基本结构主要是由蛋白质和磷脂组成的。磷脂含有 P 元素。 (3)雄性激素可促进生殖器官的发育,激发并维持雄性动物的第二性征。 答案:(1)葡萄糖 糖原 脂肪 (2)氨基酸 至少含有一个氨基和一个羧基,并且都有

一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上 4 蛋白质和磷脂 (3)雄性激素

4.(原创题)在生物体内,某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。其中 X、Y 代表元素,A、B、C、E 代表生物大分子。请回答下列问题。

(1)X、Y 代表的元素分别是________和________。 (2)控制细胞遗传性状的物质是________(填字母), 构成它的单体是[ ]________(括号内 填字母,横线上填中文名称),在人体内该单体有________种。SARS 病毒的遗传物质彻底 水解后的产物为________。 (3) 图 中 ________ 是 组 成 染 色 体 的 主 要 成 分 , __________ 是 组 成 核 糖 体 的 成 分 , ________________是组成噬菌体的成分。 (4)在 A 和 C 的一条链中连接两个 a 和两个 c 之间的化学键分别是________和________。

(5)图中大分子物质在人体下丘脑和垂体细胞中,可能不同的是__________,出现这种 稳定性差异的根本原因是______________。图中 a 和 b 的区别是______________。 (6)过程Ⅱ可以发生在________、________、________(填细胞结构)中。过程Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ 中遵循的碱基互补配对原则分别为__________、__________、__________。 (7)若 C 是由 n 个单体 c 脱水缩合形成的, 则相应的 A 片段中至少有________个碱基对。 解析:该题考查两种核酸及蛋白质的结构和功能有关知识,包括 DNA 和 RNA 的组成 元素 C、H、O、N、P;蛋白质的基本单位氨基酸,DNA 基本组成单位是脱氧核苷酸,RNA 基本组成单位核糖核酸; 生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性; 合成蛋白质要经过氨基 酸的脱水缩合;蛋白质的分子量=氨基酸的平均分子量×氨基酸分子数-水分子量×脱去水 分子数;脱去水分子数=肽键数=氨基酸分子数-肽链数;基因控制蛋白质的合成(转录、 翻译)。 答案:(1)N、P N (2)A a 脱氧核苷酸 4 核糖、磷酸、含氮碱基(A、G、C、U)

(3)A 和 C B 和 C A 和 C

(4)磷酸二酯键 肽键 (5)B、 C、 D、 E 基因的选择性表达 a

中有脱氧核糖和碱基 T,b 中有核糖和碱基 U (6)细胞核 线粒体 叶绿体 A—T、T—A、 G—C、C—G A—U、T—A、G—C、C—G A—U、U—A、G—C、C—G (7)3n

5.下表列出了细胞结构甲~戊在不同生物材料中的分布情况。已知甲、乙、丙均由双 层膜构成,其中甲的膜上具有小孔,而乙、丙的膜上没有小孔。 细胞结构 枯草杆菌(细菌) 菠菜叶肉细胞 兔肝细胞 甲 无 有 有 乙 无 有 有 丙 无 有 无 丁 无 无 有 戊 有 有 有

(1)结构乙、丙、戊(均为细胞器)的名称是乙__________、丙________、戊________。 (2)从上述生物材料中进一步提取了 A、B、C、D、E 五种物质(或结构),进行了相关鉴 定实验。鉴定试剂与结果如下(“+”表示有显色反应;“-”表示无显色反应):

物质(或结构)

A

B

C

D

E

来源 枯草杆菌 染色反应 甲基绿溶液 斐林试剂 苏丹Ⅲ溶液 双缩脲试剂 碘液 - - - + - - - - - - - - - + - - - + - - + - - + - 菠菜叶肉 兔血 兔肝 兔表皮

已知:①将适量的 A 溶液加入盛有 B 的试管中,在适宜条件下混合一段时间后,混合 液能与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。②C 为红色,且检测发现 C 中含有 Fe 元素。 请根据以上实验结果,推断出 A~E 的名称: A:________;B:________;C:________;D:________;E:________。

解析:(1)结构乙存在于动植物细胞,有双层膜,膜上无孔,是线粒体;丙只存在于植 物细胞,有双层膜,无小孔,是叶绿体;戊在原核细胞与真核细胞中都有,是核糖体。 (2)A 来源于枯草杆菌,用双缩脲试剂可显色,说明是蛋白质类物质,能将 B 分解成还 原糖,说明是(半)纤维素酶;B 来源于菠菜叶肉,能被 A 分解成可溶性还原糖,说明最可能 是糖类中的(半)纤维素;C 来源于兔血, 含有 Fe,为红色,且可与双缩脲试剂发生颜色反应, 说明是蛋白类物质,可判断为血红蛋白;D 从兔肝中获取,用苏丹Ⅲ染液鉴定为脂肪(或“甘 油三酯”);E 是从兔表皮中获取,分别用甲基绿溶液和双缩脲试剂鉴定都有颜色反应,说明 由蛋白质和 DNA 组成,应该是染色质(或“染色体”)。 答案:(1)线粒体 叶绿体 核糖体 (2)纤维素酶(或“半纤维素酶”) 纤维素(或“半纤维素”) 血红蛋白 脂肪(或“甘油三酯”) 染色质(或“染色体”)

没到终点线,请一直向前。

有关蛋白质计算的问题 一、利用排列组合解答 【例 1】 现有 a、b 两种氨基酸,则这两种氨基酸脱水缩合可以形成几种二肽(C) A.2 种 B.3 种 C.4 种 D.5 种

解析: 二肽由两个氨基酸组成, 这个问题实际上是求两种氨基酸在两个位置上的排列方 式的种类。二肽的第一个位置上的氨基酸有两种选择(a 或者 b),第二个位置上的氨基酸也 有两种选择,所以种类数为 2× 2=4,即有 a-a、b-b、a-b、b-a 4 种,a-b 中 a 提供羧 基,b 提供氨基形成肽键,b-a 中 b 提供羧基 a 提供氨基形成肽键,这是两种不同的二肽。 此结果可以推而广之,n 种氨基酸形成 m 肽的种类数为 nm 种。

二、利用原子数目守恒和分子式中的数字特点解答 【例 2】 某多肽链为 199 肽,其分子式为 CxHyNaObS2(a>199,b>200),并且由下列 5 种氨基酸组成。那么该多肽彻底水解后将会分别得到赖氨酸、天冬氨酸的个数为 (A) A.a-199、(b-200)/2 C.a-199、(b-199)/2 B.a-200、b-200 D.a-200、(b-200)/2

解析:从题意知该多肽为 199 肽,则它是由 199 个氨基酸组成的;又知该多肽分子式为 CxHyNaObS2,其中 N 有 a 个,则可知组成该多肽的 199 个氨基酸共有 a 个氨基;又知组成 该多肽的 5 种氨基酸中只有赖氨酸含有 2 个氨基,所以赖氨酸个数为 a-199。由于组成该 多肽的 5 种氨基酸中只有天冬氨酸含有 2 个羧基, 设该多肽共含有天冬氨酸为 d 个, 反应前 199 个氨基酸中氧原子共有 4d+(199-d)× 2,形成 199 肽时脱去 198 个水分子,每个水分子 含一个氧原子, 所以该多肽分子中尚存在氧原子数为 b=4d+(199-d)× 2-198=2d+200, d =(b-200)/2。

三、利用肽键、肽链、氨基酸的数目关系解答 【例 3】 现有 1 000 个氨基酸,其中氨基有 1 020 个,羧基 1 050 个,则由此合成的 4

条肽链中氨基、羧基的数目分别是多少?(A) A.24 和 54 C.4 和 4 B.20 和 50 D.54 和 24

解析:根据题意知有氨基酸 1 000 个,其中氨基有 1 020 个,羧基 1 050 个,因每一个 氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基,且连接在同一个中心碳原子上,所以这 1 000 个氨基 酸上面有 20 个氨基和 50 个羧基是位于 R 基上的,在氨基酸脱水缩合过程中 R 基上的氨基 和羧基不参与反应, 在 4 条肽链的两端含有游离的氨基和羧基各 4 个, 所以 4 条多肽链中具 有的氨基是 24 个,羧基是 54 个。

四、利用方程组解答 【例 4】 现有一种“十三肽”,分子式为 C54H95N17O20,已知将它彻底水解后只得到下列 氨基酸。

(1)将该“十三肽”彻底水解后有______个丙氨酸,______个赖氨酸,________个天冬氨 酸。 (2)和未水解的化合物相比,水解后哪几种元素的数目增加了?________________。

哪几种元素的数目减少了? ______________________________________________________。 解析:(1)“十三肽”是由 13 个氨基酸脱水缩合而生成的,所以“十三肽”的 C、N 数目为 全部氨基酸中的 C、N 数之和。设水解后有 x 个丙氨酸、y 个赖氨酸、z 个天冬氨酸,依题 意有: x+y+z=13 (按氨基酸数建立等式) ? ? ?3x+6y+4z=54(按C原子数建立等式) ? ?x+2y+z=17(按N原子数建立等式) 解方程组得 x=6,y=4,z=3。 (2)水解时肽键打开,水分子中的—OH 和肽键中的—CO—相连,水分子中的—H 和肽

键中的—NH—相连,因此和未水解的多肽相比,水解后 H 和 O 两种元素的数量增加了,其 他元素的数目都没有减少。 答案:(1)6 4 3 (2)H 和 O 无


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