专题一 第1讲 生命的物质基础
[基础等级评价]
1．(精选考题·兴义模拟)右图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量，以下按①②③④顺序排列，正确的是( )
A．水、蛋白质、糖类、脂质；N、H、O、C
B．蛋白质、糖类、脂质、水；O、C、N、H
C．水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、C、N
D．蛋白质、水、脂质、糖类；C、O、H、N
解析：主要元素占细胞鲜重依次是O、C、H、N、P、S。化合物占细胞鲜重的顺序依次是H2O、蛋白质、脂质、糖类和核酸。
答案：D
2．精选考题年初春我国许多地方特别是云贵地区出现百年不遇旱情，严重影响农作物的生长。下列有关水对生命活动影响的叙述，正确的是( )
①越冬的植物体内自由水与结合水的比值下降，有利于抵抗不利的环境条件
②细胞内自由水含量的降低是细胞衰老的特征之一
③癌细胞中自由水含量较正常的细胞低
④当人体缺水时，血浆的渗透压会降低，从而产生渴觉
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
解析：癌细胞代谢旺盛，细胞内自由水比例上升；当人体缺水时，血浆渗透压会升高，从而产生渴觉。
答案：A
3．如图所示生物体内两种重要化合物的化学组成关系，相关叙述正确的是( )
A．图中大分子B的空间结构呈双螺旋排列
B．a的种类约20种，b的种类为8种
C．a与a之间通过“—NH—COOH—”相连接，b与b之间通过磷酸二酯键相连接
D．HIV的遗传信息储存在大分子B中
解析：HIV由蛋白质和RNA组成，根据其元素组成可知，小分子物质a为氨基酸、小分子物质b为核糖核苷酸、大分子A为蛋白质、大分子B为RNA。因此，大分子B为单链结构；b的种类为4种；a与a之间通过“—NH—CO—”相连接。HIV的遗传信息储存在RNA中。
答案：D
4．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编码区的碱基对数目一定是153
B．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：D
5．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
1
2
3
4
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10 min，加碘液变蓝；取4号样品与3号样品混合，37℃保温10 min，加碘液不变蓝
根据上述实验结果，你认为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；样品2与三氯乙酸反应，不与碘液反应，说明是蛋白质，样品3与碘液反应，为淀粉，样品4也属于蛋白质，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：C
6．(精选考题·贵阳模拟)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([ ]中填序号)：
①NH2—CH2—COOH ②NH2—CH2—CH2OH
③NH2—CH(COOH)—CH2—COOH
④NH2—CH(NH2)—CH2—COOH
⑤NH2—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，核糖体存在于细胞质基质，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
[发展等级评价]
(限时30分钟，满分100分)
一、选择题(每小题5分，共60分)
1．精选考题年又查出很多乳制品中含有能引起婴幼儿患肾结石的三聚氰胺，添加该物质的主要目的是为了增加蛋白质中某种元素的含量。据此推测三聚氰胺中肯定含有的元素是
( )
A．P B．N C．Fe D．Ca
解析：加入三聚氰胺的目的是增加蛋白质中某种元素的含量，而蛋白质的元素组成是C、H、O、N有些含有S、P，所以三聚氰胺中肯定含有N。
答案：B
2．(精选考题·兰州模拟)构成细胞的有机化合物及其组成元素如下表：
有机化合物
组成元素
甲
C、H、O
乙
C、H、O、N、P
丙
C、H、O、N，很多种类还含有P、S
丁
C、H、O，很多种类还含有N和P
请根据上表判断下列叙述中正确的是( )
A．细胞核中不含甲类化合物
B．细胞膜中不含乙类化合物
C．细胞质基质中不含丙类化合物
D．线粒体中不含丁类化合物
解析：由相应组成元素可推断甲～丁化合物依次为糖类、核酸、蛋白质和脂质。细胞核中可含核糖、脱氧核糖；细胞质基质中有多种蛋白质；线粒体膜上含脂质；细胞膜上不含核酸。
答案：B
3．下列关于无机盐的叙述，错误的是( )
A．铁是合成血红蛋白不可缺少的成分
B．细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在
C．植物缺Mg2＋会影响光合作用
D．食盐中加碘可预防地方性甲状腺肿
解析：细胞中的无机盐大多以离子状态存在。
答案：B
4．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．①②③ B．①②④
C．①③④ D．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：A
5．下列哪一项是对多糖功能进行的正确分类( )
解析：糖元和淀粉分别是动物和植物细胞内的储能物质，属于一类，纤维素是植物细胞壁的主要成分，一般不能作为能源物质，属于另一类。
答案：C
6．(精选考题·宜宾模拟)下图是有关蛋白质分子的简要概念图，对图示分析正确的是( )
A．a肯定含有P元素
B．①过程有水生成
C．多肽中b的数目等于c的数目
D．d表示氨基酸种类的多样性
解析：a一定有C、H、O、N，但未必有P；图中b、c、d依次为氨基酸、肽键及蛋白质功能多样性。由氨基酸缩合成多肽过程中，可产生水，多肽中b的数目往往多于c。故A、C、D所述均不正确。
答案：B
7．瑞典研究人员新发现一种能促使脂肪细胞生成的蛋白质—抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)，这一发现有望为治疗肥胖症开辟新途径。下列有关推断或叙述不正确的是( )
A．TRAP与脂肪中相同的元素有3种
B．TRAP的形成必须有核糖体、内质网和高尔基体等细胞器的参与
C．脂肪细胞是胰岛素的靶细胞之一，胰岛素可促进血糖进入脂肪细胞并转化为脂肪
D．理论上肥胖症患者体内的TRAP水平很可能超过正常人，通过抑制TRAP的功能有望治疗肥胖症
解析：酶的化学本质一般为蛋白质，它与脂肪共有的元素为C、N、O，酶未必分泌出细胞，故酶的形成未必有高尔基体等参与。
答案：B
8．在证明DNA是遗传物质的实验中，赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质，在下图中标记元素所在部位依次是 ( )
A．①、④ B．②、④
C．①、⑤ D．③、⑤
解析：DNA的基本组成单位为脱氧核苷酸，每分子脱氧核苷酸由1分子脱氧核糖②、1分子含氮碱基③和1分子磷酸①构成，蛋白质分子的基本组成单位为氨基酸，氨基酸分子中④位置为R基团(⑤为肽键)，某些特殊元素(如S)应位于R基团上，故A选项正确。
答案：A
9．(精选考题·重庆模拟)下列有关生物体化学成分的叙述正确的是( )
A．瘦肉中含量最多的物质是蛋白质
B．组成细胞壁主要成分的单位是氨基酸
C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素
D．雄性激素的化学本质属于脂质
解析：瘦肉中含量最多的物质是水；细胞壁的主要成分是纤维素，纤维素的单体是葡萄糖；T2噬菌体的遗传物质是DNA，其含有的元素是C、H、O、N、P，不含S；雄性激素的化学本质是脂质。
答案：D
10．如图所示，由1分子磷酸、1分子化合物m和1分子化合物a构成了化合物b。相关叙述不正确的是( )
A．若m为腺嘌呤，则b为腺嘌呤脱氧核苷酸
B．在甲型H1N1禽流感病毒体内b为4种
C．ATP脱去两个高能磷酸基，可形成b中的一种
D．在人体内，a有2种、b有8种、m有5种
解析：若m为腺嘌呤，则b可能为腺嘌呤脱氧核苷酸，也可能是腺嘌呤核糖核苷酸。甲型H1N1禽流感病毒体内只有RNA，因此，b为4种；ATP为三磷酸腺苷，含有3个磷酸分子、1个核糖和1个含氮的腺嘌呤碱基，ATP脱去两个高能磷酸基后还有1个磷酸分子、1个核糖和1个含氮的腺嘌呤碱基，该结构即为腺嘌呤核糖核苷酸；人体内有DNA和RNA，因此核苷酸b有8种、五碳糖a有核糖和脱氧核糖2种、碱基m有A、T、G、C、U 5种。
答案：A
11．人的某种缺钾症是由于基因突变造成的，患者合成K＋载体的能力下降，对此分析正确的是( )
A．该患者应多吃含钾丰富的食物，否则心律失常
B．K属于构成细胞的大量元素
C．该病不会遗传给后代，属于不可遗传的变异
D．该患者应该大量补充氨基酸
解析：由题意可知，缺钾症是由于基因突变造成的，基因突变是一种可遗传的变异；患者合成K＋载体的能力下降，所以患者即使多吃含钾丰富的食物也不能及时被吸收；患者是合成K＋载体的能力下降，并不是缺乏合成载体的原料，补充氨基酸也是不对的；构成细胞的大量元素有：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
答案：B
12．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H1N1流感
分子杂交
血液中甲型H1N1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．(8分)如图表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系，其中A、B代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是生物大分子，图中X、Y、Z、P分别为构成生物大分子的基本单位，请回答下列问题：
(1)图中X是________________，Ⅰ在小麦种子中主要是指______________________。
(2)图中2是______________，使用甲基绿、吡罗红混合染色剂染色，可使Ⅲ呈现__________色。
(3)图中P的结构通式为__________，填写出由P形成Ⅳ的结构层次__________________。
(4)Ⅱ和Ⅳ都具有多样性，两者多样性的关系是前者____________________后者。
(5)用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物颜色反应如下表，其中“＋”的数量代表颜色反应深浅程度，下列有关说法不正确的是( )
试剂
种类
碘液
苏丹Ⅲ染液
双缩脲试剂
甲
＋＋＋＋
＋＋
＋
乙
＋＋
＋＋＋＋
＋＋
丙
＋
＋＋
＋＋＋＋
A．乙种子中主要含蛋白质
B．碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色
C．在观察颜色时有可能用到光学显微镜
D．这三种试剂使用均不需要水浴加热
解析：糖类是生物体的主要能源物质。小麦种子中贮存的多糖是淀粉，其组成单位是葡萄糖。携带遗传信息的是核酸，DNA主要分布在细胞核，其组成单位是脱氧核苷酸；RNA主要分布在细胞质，其组成单位是核糖核苷酸。生命活动的主要承担者是蛋白质，其组成单位是氨基酸。分析图表可知，甲种子中主要含淀粉，乙种子中主要含脂肪，丙种子中主要含蛋白质。在脂肪的鉴定中需要用光学显微镜进行观察。
答案：(1)葡萄糖 淀粉 (2)脱氧核苷酸 红
(3) 氨基酸→多肽→蛋白质
(4) 决定 (5)A
14．(16分)分析下列化合物的结构，回答下列问题：
(1)图中①示________，④示________，⑦示________。
(2)该化合物由________个氨基酸通过________方式而形成，形成的场所是________，直接决定上述氨基酸种类和顺序的是_______________________________________________。
(3)该化合物含有________个肽键，该化合物叫________。
(4)该化合物中的氨基酸种类不同是由________决定的，其编号是__________。
(5)该化合物含有________个氨基，________个羧基，若完全水解成为氨基酸则需要________个水分子。
(6)牛胰岛素是由51个氨基酸组成的两条肽链，共有________个肽键，两条肽链至少含有________个氨基和________个羧基，氨基和羧基可分别表示为________和________，指导此胰岛素分子形成的基因中至少含________个碱基对。
(7)假定一个由m个氨基酸构成的含有n条肽链的蛋白质分子，氨基酸的平均分子量为a，那么，这个蛋白质分子的相对分子量表达式是________，肽链的首端与末端分别是________和________。
解析：氨基酸缩合时失去几分子水，则缩合而成的化合物再水解时即需几分子H2O。蛋白质的相对分子量应为所有氨基酸分子量之和再减去失去的水分子的总相对分子质量。
答案：(1)氨基 肽键 羧基
(2)4 缩合 核糖体 信使RNA上核苷酸(或碱基)的排列顺序
(3)3 四肽
(4)R基 ②③⑤⑥
(5)2 2 3
(6)49 2 2 －NH2 －COOH 153
(7)ma－(m－n)×18 氨基(羧基) 羧基(氨基)
15．(16分)下面是某同学未设计完的实验，请帮助他完成实验设计。
实验目的：探究某品牌牛奶中有没有蛋白质和还原糖。
实验原理：利用颜色反应检测牛奶中有无蛋白质和还原糖。
材料用具：略。
实验步骤：请补充表格中b、c、d处内容。
探究目的
探究牛奶中有没有还原糖
探究牛奶中有没有蛋白质
试管
步骤
A
B
C
D
E
F
第一步
2 mL牛奶
2 mL a
2 mL葡萄糖样液
2 mL牛奶
2 mL蒸馏水
2 mL e样液
第二步
2 mL斐林试剂
2 mL斐林试剂
2 mL斐林试剂
2 mL NaOH溶液
b
2 mL NaOH溶液
第三步
c
沸水浴加热
沸水浴加热
d
3～4滴CuSO4溶液
3～4滴CuSO4溶液
b．________________；c.________________；d．________________。
实验预期：___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
预期试管A的现象及其结论：______________________________________________。
实验分析：
A和________构成对照实验，对照类型依次是________对照、________对照。该实验组合的自变量依次为________、________、________。
解析：本题要求“探究某品牌牛奶中有没有蛋白质和还原糖”，考查的就是教材中可溶性还原糖与蛋白质鉴定实验的相关知识与技能。但实验应该设置对照，一般选择空白对照，但为了增强实验说服力可增加一组条件对照：探究牛奶中是否具有还原糖可用还原性糖如葡萄糖，而探究牛奶中是否具有蛋白质可用蛋白质如酪蛋白。
答案：实验步骤：2 mL NaOH溶液 沸水浴加热 3～4滴CuSO4溶液 实验预期：若出现砖红色沉淀，证明牛奶中含有还原糖，否则无还原糖 实验分析：B、C 空白 条件 牛奶 蒸馏水 葡萄糖
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