专题一 细胞的分子组成与结构 第1讲 细胞的分子组成

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第一部分知识落实篇专题一细胞的分子组成与结构第1讲细胞的分子组成(时间：50分钟　满分：100分)一、选择题(每小题5分，共60分)1．(2011·安徽合肥月考)下列关于组成细胞的化合物的叙述，不正确的是(　　)。A．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变B．RNA与DNA的分子结构相似，由4种核苷酸组成，可以储存遗传信息C．ATP脱去2个磷酸基团后是RNA的基本组成单位之一D．胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内参与血液中脂质的运输解析　解题时，首先要回忆选项中涉及的化合物的相关知识，然后再逐项判断正误。蛋白质结构的多样性决定了其功能的多样性，当蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时(结构发生改变)，功能也会发生相应的变化。RNA与DNA都是由核苷酸链构成，RNA由4种核糖核苷酸组成，DNA由4种脱氧核苷酸组成，且它们都可以储存遗传信息。ATP是三磷酸腺苷，脱去2个磷酸基团后是腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)，是RNA的基本组成单位之一。答案　A2．(2011·海淀高三期末质检)组成生物的化学元素在生物体中起重要作用。下列关于几种元素与光合作用关系的叙述中，正确的是(　　)。A．C是组成糖类的基本元素，在光合作用中C元素从CO2先后经C3、C5形成(CH2O)B．N是叶绿素的组成元素之一，没有N植物就不能进行光合作用C．O是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自水D．P是构成ATP的必需元素，光合作用中光反应和暗反应过程均有ATP的合成答案　B3．(2011·湖南湘潭二模 )甲型流感病毒的遗传物质为RNA，有囊膜，囊膜上有许多放射状排列的突起糖蛋白。那么组成甲型流感病毒的物质彻底水解后的主要产物是(　　)。A．脱氧核糖、葡萄糖、氨基酸、含氮碱基、磷酸B．核糖、葡萄糖、氨基酸、含氮碱基、磷酸C．脱氧核苷酸、葡萄糖、氨基酸、含氮碱基D．核糖核苷酸、葡萄糖、多肽、含氮碱基、磷酸解析　本题难度中等，考查病毒遗传物质的判断及核酸的基本组成物质。甲型流感病毒的遗传物质是RNA，RNA初步水解产生核糖核苷酸，彻底水解会产生核糖、磷酸、含氮碱基(A、U、G、C)；甲型流感病毒囊膜上的糖蛋白中多糖分解产生葡萄糖，蛋白质分解产生氨基酸。答案　B4．(2011·华中师大一附中)某种植物一片叶子的生长过程中两种物质量的变化(如图所示)。下列分析正确的是(　　)A．a物质可表示叶片中自由水含量的变化趋势B．b物质可表示叶片中K＋含量的变化趋势C．a物质可表示叶片中生长素合成速率的变化趋势D．b物质可表示叶片中Fe2＋含量的变化趋势解析　进行图文转化，找出物质量的变化趋势是解答此题的关键。随着叶龄的增加，叶片成熟衰老，叶片中自由水含量、K＋含量及生长素的合成速率呈下降趋势；而Fe2＋在叶片中以稳定化合物的形式存在，故随叶龄增长，不明显减少。答案　B5．(2011·安徽安庆四校联考)磁共振技术可应用于临床疾病诊断。因为许多疾病会导致组织和器官内的水分发生变化，这种变化恰好能在磁共振图像中反映出来。下列有关叙述错误的是(　　)。A．构成人体的不同组织和器官含水量是不一样的B．水在细胞中的存在形式及功能是不会改变的C．组织发生病变，会影响组织内的化学变化D．发生病变的器官，细胞代谢速率往往会发生改变解析　不同组织和器官的含水量不同，水在细胞中的存在形式是自由水和结合水，二者可以发生转化，所以功能可以改变。组织发生病变，会影响组织内酶的合成和特性，化 学变化会受影响。答案　B6．右图表示生物体内某些有机物的组成关系及其功能，其中C、D、E1、E2为小分子化合物，F、G、H、I、J均为高分子化合物。下列分析不正确的是(　　)。A．控制生物性状的物质是FB．C和D共有的元素有C、H、O、NC．E1与E2的区别是空间结构不同D．G可从细胞核通过核孔进入细胞质解析　从图示看出C为核苷酸、D为氨基酸、E1为脱氧核苷酸、E2为核糖核苷酸，F为DNA，G为mRNA，E1与E2的区别是碱基种类和五碳糖不同。答案　C7．脂质具有的生物学功能是(　　)。①构成生物膜　②调节生理代谢　③储存能量　④携带遗传信息A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④解析　生物膜中含有磷脂双分子层，某些激素(如性激素)能调节代谢，脂肪能储存大量能量。所以，①②③都是脂质具有的生物学功能，而携带遗传信息的是核酸。答案　A8．下图中为生物体内几种有机物组成以及它们各自功能的关系图，a、b、c、d分别是大分子物质A、B、C、D的组成单位。下列说法正确的是(　　)。A．在合成含有两条链的C的过程中，共有49个水分子产生，则控制合成C的基因编码区的碱基对数目一定是153B．细菌细胞中的质粒主要是由C和D组成C．大肠杆菌体内分解A类物质的酶都为诱导酶D．相同质量的A和B彻底氧化分解，耗氧多的是B解析　分析图示可知：a、b、c、d依次是葡萄糖、甘油和脂肪酸、氨基酸、核苷酸；A、B、C、D依次是糖类、脂肪、蛋白质、核酸。51个氨基酸脱水缩合形成含有两条肽链的蛋白质，则控制该蛋白质合成的原核细胞基因的编码区中至少有碱基对51×3＝153个(在不考虑终止密码前提下)，真核细胞基因编码区中存在有内含子，其碱基对数将远远大于153；细菌质粒就是一些小型环状DNA分子，其组成成分中没有蛋白质；大肠杆菌分解葡萄糖的酶属于组成酶，分解乳糖的酶属于诱导酶。 答案　D9．(2011·浙江金华模拟)2007年7月25日，加拿大食品检疫局公布第10例疯牛病调查报告。报告认为，这起病例是由于使用受污染饲料所致。疯牛病病原体(朊病毒)是不同于细菌和病毒的生物形式，只含畸形蛋白质，没有(不利用)DNA或RNA的复制，而是利用正常细胞中与其氨基酸排列顺序一致的蛋白质进行复制。下列方法中可以用来检测饲料中的朊病毒的是(　　)。A．用双缩脲试剂检测牛饲料中的提取液B．用DNA探针检测牛饲料的提取液C．提取牛饲料中的蛋白质，然后进行氨基酸测序，看是否与朊病毒的氨基酸序列相同D．以上方法均不可取解析　本题围绕疯牛病有关信息，考查阅读获取信息的能力、课本知识的迁移能力以及理解能力。从题干信息可知“只含畸形蛋白质，没有(不利用)DNA或RNA的复制”可排除B项；由“利用正常细胞中与其氨基酸排列顺序一致的蛋白质进行复制”可排除C项；朊病毒和饲料中均含蛋白质，可排除A项。答案　D10．(2011·长沙雅礼中学第四次月考)下图表示两个脱氧核苷酸分子在DNA聚合酶作用下的聚合过程。若由脱氧核苷酸分子聚合形成的小分子DNA共有500个碱基对，则其缩合过程中形成的磷酸二酯键数、产生的水分子数、该DNA分子中羟基(－OH，碱基中不含羟基)数分别是(　　)。A．499,499,502B．499,498,501C．998,998,1004D．999,999,1002解析　本题考查DNA的结构特点，中等难度。DNA是双螺旋结构，若DNA分子共有500个碱基对，则每一条链中分别有500个脱氧核苷酸，因此其缩合过程中形成的磷酸二酯键数、产生的水分子数分别为998、998。每形成1分子水需消耗2个羟基，形成998分子水需要消耗1996个羟基，1000个脱氧核苷酸含有3000个羟基，故该DNA分子中羟基数为1004个。答案　C 11．现有四种样品：水、淀粉溶液、蛋白质溶液、淀粉酶溶液，某学生用三氯乙酸(一种蛋白质变性剂)和碘液正确鉴定出这四种样品，其实验步骤和结果见下表：样品号1234第一步加三氯乙酸无变化浑浊无变化浑浊第二步加碘液不变蓝不变蓝变蓝不变蓝第三步取2号样品与3号样品混合，37℃保温10min，加碘液变蓝；取4号样品与3号样品混合，37℃保温10min，加碘液不变蓝根据上述实验结果，下列判断中正确的是(　　)。A．1水、2淀粉酶、3淀粉、4蛋白质B．1淀粉、2蛋白质、3淀粉酶、4水C．1水、2蛋白质、3淀粉、4淀粉酶D．1蛋白质、2淀粉酶、3淀粉、4水解析　样品1不与三氯乙酸反应也不与碘液反应，说明既不是蛋白质，也不是淀粉，应是水；样品2与三氯乙酸反应，不与碘液反应，说明是蛋白质或淀粉酶溶液，样品3与碘液反应，为淀粉，样品4也属于蛋白质或淀粉酶溶液，而样品2不能水解淀粉，说明不是淀粉酶，则样品4为淀粉酶。答案　C12．下列关于一些辅助诊断疾病的分析中，不正确的是(　　)。选项化学试剂诊断疾病检测原理检测对象A基因探针甲型HINI流感分子杂交血液中甲型HINI流感病毒B斐林试剂糖尿病与还原糖的显色反应尿液中葡萄糖C单克隆抗体肺结核与抗原基因特异性结合肺炎双球菌D双缩脲试剂肾炎与蛋白质的显色反应尿液中的蛋白质解析　单克隆抗体只能与肺结核杆菌的抗原进行特异性结合，不能与抗原的基因特异性结合。答案　C二、非选择题(共40分)13．(13分)(2011·山西介休)下图示细胞中由C、H、O三种元素组成的某种化合物的形成过程，请回答下面的问题。 ―→(1)A是指______，其中细胞内的重要能源物质是________，参与细胞内遗传物质组成的是________________________________________________________________________。(2)若B是由2分子的A脱水缩合形成的，则B是_________________________________，在植物细胞中最重要的B是________和________，其中在________溶液中加入新配制的________并加热煮沸2min，会出现砖红色沉淀；在人和哺乳动物乳汁中含量丰富的是________。(3)若B是由大量的A脱水缩合形成的，则B是________，在人和动物的肝脏中存在的是________，在高等植物细胞分裂末期，高尔基体内形成的是________，在小麦、玉米种子胚乳中大量存在的是____________。解析　由C、H、O组成的细胞内重要的能源物质是葡萄糖，属于单糖。细胞内的遗传物质是DNA，其组成成分中的脱氧核糖由C、H、O组成。由两分子单糖组成的化合物是二糖，植物细胞中的二糖是麦芽糖和蔗糖。蔗糖属于非还原性糖，麦芽糖属于还原性糖，麦芽糖与新配制的斐林试剂共热出现砖红色沉淀。人和动物乳汁中含有大量的乳糖。单糖大量脱水缩合形成多糖，人和动物的肝脏中存在肝糖元，植物细胞分裂末期由高尔基体合成的纤维素是组成细胞壁的重要物质，小麦和玉米种子的胚乳中大量存在着淀粉。答案　(1)单糖　葡萄糖　脱氧核糖　(2)二糖　蔗糖　麦芽糖　麦芽糖　斐林试剂　乳糖　(3)多糖　肝糖元　纤维素　淀粉14．(11分)从一种真核细胞中提取大量核糖体，放入含下列几种物质(其中N已经被15N标记)的培养液中，假设培养液里含有核糖体完成其功能的一切物质和条件。请回答下列相关问题([　　]中填序号)。①NH2—CH2—COOH　②NH2—CH2—CH2OH③NH2—CH(COOH)—CH2—COOH④NH2—CH(NH2)—CH2—COOH⑤NH2—CH(COOH)—CH2SH(1)在实验中，核糖体的功能就是把上述物质中的[　　]、[　　]、[　　]通过________方式合成多肽(蛋白质)。(2)实验中所用的培养液相当于细胞内的________。(3)由上述所需有机物(每种1个)合成的多肽分子含有________个氨基和________个羧基。(4)实验中检测到一多肽含有200个15N，则该多肽最多有________个肽键。(5)如果看到的一条肽链长度不变，组成的氨基酸的种类和数目也不变，改变其中的________，就可以改变其性质。 (6)实验中得到的多肽可用________试剂鉴定，呈现________色，其原因是该化合物中含有的________与试剂发生了颜色反应。解析　氨基酸可以通过脱水缩合方式合成多肽(蛋白质)。蛋白质合成场所是核糖体，游离的核糖体存在于细胞质基质中，因此培养液相当于细胞中的细胞质基质。由于③R基团还含有一个羧基，所以①③⑤合成的多肽分子含有1个氨基和2个羧基。每个氨基酸至少有一个氨基，该多肽含有200个15N，最多由200个氨基酸合成，一个多肽中的氮原子主要分布在游离氨基和肽键中，根据题中所给条件可得该多肽中最多肽键数＝氮原子数－1，故最多有199个肽键。蛋白质的多样性是由氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构决定的。多肽中含有肽键，其可与双缩脲试剂发生颜色反应，呈现紫色。答案　(1)①　③　⑤　脱水缩合　(2)细胞质基质　(3)1　2　(4)199　(5)氨基酸的排列顺序和肽链的空间结构　(6)双缩脲　紫　肽键15．(16分)(探究创新)红薯和土豆都富含淀粉，但红薯吃起来比土豆甜。为探究其原因，某兴趣小组在温度不同、其他条件相同的情况下对处于休眠期的红薯块根与土豆块茎处理30min后测定还原糖的含量。结果如图：(1)由图中曲线可知，60℃时红薯还原糖含量最高，原因是__________________________________________________________________________________________________。(2)与红薯相比土豆不含还原糖的可能原因是________________________________________________________________________________________________________________。(3)为了确定土豆中不含还原糖的原因，请完成以下实验。实验原理：①淀粉能被淀粉酶水解为还原糖；②________________________________________________________________________。备选材料与用具：去掉淀粉与还原糖的红薯提取液，去掉淀粉的土豆提取液，双缩脲试剂A液，双缩脲试剂B液，斐林试剂甲液，斐林试剂乙液，苏丹Ⅲ染液，质量分数为3%的淀粉溶液，质量分数为3%的蔗糖溶液等。实验步骤： 第一步第二步向A、B两支试管中各加入等量的水浴加温至60℃的________________溶液，水浴保温5min第三步将____________________________后，向A、B试管内各加入2mL，然后________________实验结果预测：该实验最可能的结果是________________________________________________。解析　(1)淀粉在淀粉酶的作用下可产生还原糖。由图分析可知，随着温度的升高，还原糖的含量变化趋势是先增后减，60℃时还原糖含量最高，说明此时淀粉酶的活性最大。(2)土豆含有大量的淀粉，但不含还原糖，最可能的原因是缺少淀粉酶，淀粉不能被水解为还原糖。(3)此小题是简单的条件限制性实验设计。分析该实验的题目是“确定土豆中不含还原糖的原因”，可知单一变量是有无淀粉酶，根据题目所给材料，实验的自变量为土豆提取液(去淀粉)，用红薯提取液(去淀粉和还原糖)设置对照，因变量为还原糖，用斐林试剂进行检测。试管A中没有淀粉酶，不反应，仍为斐林试剂的蓝色，试管B中有淀粉酶，与淀粉反应生成还原糖，用斐林试剂检测，能产生砖红色沉淀。答案　(1)还原糖是酶促反应的产物，60℃是相关酶的最适温度条件　(2)土豆不含淀粉酶　(3)②还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀　第二步：质量分数为3%的淀粉溶液第三步：等量的斐林试剂甲液和斐林试剂乙液注入C试管混合均匀　沸水浴加热2min实验结果预测：A试管内液体为蓝色，B试管内液体为砖红色