1、组成细胞和生物体的化合物及其功能 水的存在形式及其不同形式的量比与新陈代谢的关系有关蛋白质分子的物质量计算 有关水的综合考查经典易错题会诊命题角度一 组成细胞和生物体的化合物及其功能1在人体内，由某些细胞合成与释放，并影响其他细胞生理功能的一组物质是 A信使RNA、必需氨基酸 B激素、递质 C淀粉酶、解旋酶 D肝糖原、丙酮酸考场错解C专家把脉对酶的分布和功能不熟悉导致错选。淀粉酶可在消化道中起作用，但并不会影响其他细胞，而解旋酶则只能在细胞内起作用；信使RNA并不是分泌物，激素如促甲状腺激素可特异性地作用于甲状腺细胞，而递质可作用于下一个神经元使其产生兴奋或抑制。 对症下药 B2 图为人体内两
2、种重要化合物A与B的化学组成关系，相关叙述中正确的是Aa的种类有8种Ba的结构通式可表示为 CB是人的遗传物质 DA的种类在神经细胞与表皮细胞中相同，B则不同 考场错解 AD 专家把脉 审题失误导致误选A，没注意染色体的主要成分；对蛋白质的功能及分布不清导致错选D。人染色体的主要成分为蛋白质和DNA，因此b的种类为4种脱氧核苷酸，神经细胞和表皮细胞功能不同，所需要的酶不同，因此蛋白质的种类也不同。 对症下药BC专家会诊本题型是考查本考点基础知识的常见题型。解题时先读懂题干所给信息，再根据所学知识作答。如果问某一化合物的作用就要联系其参与的代谢或生理过程，如考查某一过程中起某种作用的是何种物质，
3、可逆向推理。考场思维训练1 生物体内可以把营养物质运送到各个细胞，并把废物运送到有关器官排出体外的物质是 A载体 B无机离子 C自由水 D结合水1C解析：水在各种细胞中的含量都是最多的。在细胞中水以结合水和自由水两种形式存在。大部分自由水是游离的，可以自由流动，许多物质都能溶解在自由水中，随着自由水的流动，把营养物质运送到各个细胞，同时把代谢废物运送到排泄器官或直接排出体外。2 组成蛋白质的氨基酸之间的肽键结构式是 ANHCO BNHCO CNH2C00H DNH2C00H2B解析：熟练掌握氨基酸的结构简式就可顺利做答。命题角度二 水的存在形式及其不同形式的量比与新陈代谢的关系1)下列有关水的
4、叙述中错误的是参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水生物体内化学反应离不开水水是细胞结构的组成成分之一人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大不同细胞内自由水与结合水的比例相差不大 A B C D 考场错解A 专家把脉 对自由水的功能识记不清而错选。自由水是细胞内各种生化反应的介质，自由水含量高能为各种反应提供充足的务件，代谢就自然旺盛。不同细胞内的自由水和结合水的比例相差很大，如晒干的种子中自由水含量就很少，而湿种子则含量较高。 对症下药C2下列有关水与光合作用的叙述，不正确的是 A水是光合作用的原料，光合作用利用水的阶段是在光反应阶段 B在光合作用
5、过程中，分解水的场所是在叶绿体的基粒中 C水也是光合作用的产物，产生水的场所是在叶绿体的基粒中 D导致光合作用强度下降的原因主要是由于气孔关闭所致 考场错解A专家把脉对水在光合作用中的作用不清而错选。本题考查水的作用，即作为反应物参与生化反应。水参与光合作用是在光反应阶段，而暗反应进行的场所是叶绿体基质。 对症下药C专家会诊(1)在生物体或细胞中，如果含水量相同，亲水性物质越多，自由水越少，亲水性物质越少，自由水越多。(2)蛋白质分子中亲水基团最多，脂质分子中疏水基团最多。(3)在细胞中自由水与结合水比值越大，代谢越旺盛；反之代谢越弱。(4)水也可以作为反应物参与生化反应。考场思维训练1 当生
6、物体新陈代谢旺盛生长迅速时，通常结合水/自由水的值 A会升高 B会降低 C不变化 D波动大1B解析：此题考查自由水的功能。自由水是细胞内各种物质的良好溶剂，能流动，为各种生物化学反应提供有利条件；自由水参与各种代谢作用，它的数量制约着植物的代谢强度。自由水占总含水量百分比越大，则代谢越旺盛。结合水不参与代谢作用。分析题干生物体代谢旺盛，可推测细胞自由水含量高，因此结合水/自由水的比值会降低。2 米虫能够在干燥的大米中生活是因为 A米虫生活不需要水 B米虫可以利用空气中的水 C米虫可以利用氧化有机物产生的水 D米虫不向外排水，自身细胞液即可满足需要2C解析：有机物分解的最终产物中一般有二氧化碳和
7、水，这种水叫代谢水，生活在干旱的沙漠中的骆驼除了自身有水囊储水以外，很大程度上依赖代谢水，同时减少水的散失，比如它的呼吸系统的结构特殊可以减少水的散失；以草为食可以减少尿素的产生，从而减少排尿素所需的水分。米虫的生活在很大程度上依赖代谢水，以大米为食可以少产生尿素，从而减少排尿素所需的水分。命题角度三有关蛋白质分子的物质量计算1 2肽被水解成1个4肽，2个3肽，2个6肽，短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是A6 B 18 C5 D17 考场错解AD 专家把脉 自信此题易解，而易犯低级错误，即计算出错，而误答。 本题考查蛋白质的结构。一个多肽至少含有一个氨基(在多肽一头上)，由题意可知蛋白质分
8、解后有5条多肽，所以至少含有5个氨基(R基中可能还含有，所以用“至少”二字)；多肽中含有的肽键数为氨基酸数减1，所以1条4肽中含有3个肽键，两个3肽中含有22个，两个6肽中含有25个，共17个肽键。对症下药CD2校联考)某蛋白质分子含a条肽链，共有b个氨基酸残基。如果氨基酸的平均相对分子质量是C，则该蛋白质的相对分子质量以及水解时需要的水的相对分子质量分别是 Ab(c-18)+18a和18(b-a) B6(c+18)+18a和18(a+b) Cb(c-18)-18a和18(a-b) D6(c+18)-18a和18(b-a) 考场错解C 专家把脉笔误或其他原因。此题主要考查氨基酸数目、氨基酸相对
9、分子质量与蛋白质相对分子质量之间的数量转换。 (1)先求氨基酸形成蛋白质时失去的水分子数：失去水分子数一氨基酸个数一肽链条数=6-a。 (2)形成蛋白质的相对分子质量为：氨基酸总相对分子质量一失去水的总相对分子质量=bc-18(b-a)= b(c-18)+18a。(3)合成蛋白质时失去的水分子数等于蛋白质水解需要的水分子数。对症下药A专家会诊有关蛋白质物质量的计算如下： (1)蛋白质类物质形成过程中肽键、水分子的计算 由氨基酸分子脱水缩合可知，蛋白质形成过程中每形成一个肽键，同时失去一分子水，即形成的肽键数=失去水分子数。计算方法为：若有 n个氨基酸分子构成有m条肽链的蛋白质，则形成的肽键数=
10、失去水分子数=n-m。 (2)形成的蛋白质分子的相对分子质量 假定每个氨基酸的相对分子质量为a，一个由n个氨基酸分子构成有m条肽链的蛋白质，其相对分子质量=(所有氨基酸分子的相对分子质量的总和)一(失去的水分子的相对分子质量总和)=na-(n-m)18。这里要注意的是，我们有时还要考虑一些其他化学变化过程，如二硫键(-S-S-)形成等。(3)氨基酸与相应DNA及RNA片段中的碱基数之问的关系如下：碱基数6： 碱基数3； 氨基酸数1其中，对真核生物而言，上式中的DNA片段相当于基因结构中的外显子。 (4)氨基酸的排列与多肽的种类 假若有A、B和C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分如下两
11、种情形分析： A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数无限的情况下，可形成肽类化合物的种类， 形成三肽的种类333=33=27种 形成二肽的种类33=32=9种 A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，可形成肽类化合物的种类， 形成三肽的种类32l=6种 形成二肽的种类32=6种考场思维训练1 一个由n条肽链组成的蛋白质分子共有m个氨基酸，该蛋白质分子完全水解共需水分子 An个 Bm个 C(m+n)个 D(m-n)个1D解析：若有m个氨基酸分子缩合成一条肽链，则可形成(m一1)个肽键，脱去(m一1)个水分子，至少有氨基和羧基分别为1个，若有m个氨基酸分子缩合成n条肽链，则可形成(mn)个
12、肽键，脱去(m一n)个水分子，至少有氨基和羧基数都是n个。而蛋白质的水解过程是氨基酸缩合形成肽链的反过程。2 某多肽415 g在小肠液作用下完全水解得到氨基酸505 g。经分析知道组成此多肽的氨基酸的平均相对分子质量为100，此多肽由甘氨酸、丙氨酸和半胱氨酸3种氨基酸组成，每摩尔此多肽含有S元素51 mol.(1)小肠液为多肽的水解提供的物质是什么?(2)一分子的此多肽由多少个氨基酸组成?(3)此多肽分子中3种氨基酸的数量比是多少 (4)控制此多肽合成的基因片段至少有脱氧核苷醒多少个?2(1)肽酶(2)101(3)5：45：51(4)606解析：(2)由题意知：415 g此多肽完全水解需要水5
13、05 g-415 g=90 g，即形成415 g此多肽要脱去90 g水，415 g此多肽形成时，需要氨基酸505/100=505(mol)，脱水90/18=5(m01)，在形成每条多肽链时，脱去水的数目比参加缩合的氨基酸的数目少1个。据分析知第101个氨基酸可以缩水100个，即此多肽为101肽。(3)由题意知每一分子此多肽含半胱氨酸51个，设一分子此多肽中的甘氨酸x个，则一分子此多肽含丙氨酸(50-x)个。依据多肽形成的过程知：101100=51121+75x+79(50-z)，得x=5，3种氨基酸的数量比为5：45：51。由于每个氨基酸的形成需要6个脱氧核苷酸，所以基因片段含脱氧核苷酸101
14、6=606个。探究开放题解答综合问题有关水的综合考查1欧洲航天局1月23日发布公告称，正在环火星轨道上运行的欧洲“火星快车”探测器在火星表面发现了水的痕迹。据悉，这是人类首次在火星表面发现水。在欧洲航天局当天举行的新闻发布会上，“火星快车”探测器项目负责人福尔米萨诺说：“我们已经确认在火 星南极地区存在水，不过它们不是液态的，而是冰冻水。这些冰冻水部分裸露在火星表面。它们并没有被由二氧化碳凝固形成的干冰全部覆盖。”欧洲“火星快车”探测器和美国的“勇气”号和“机遇”号孪生火星探测器成功登上火星后，相继探测到火星上有水的存在，人类探索自己星球以外的高级生命和追求地外栖息地的愿望将成为现实。下列关于
15、水与生命关系的叙述错误的是 A各种生物体的一切生命活动都不能离开水 B水在细胞内以自由水和结合水两种形式存在 C人体所需水的主要来源是食物，排出水最主要的途径是肾脏排尿 D水在光合作用中分解的反应式是： 解题思路 根据所学知识判断，A、B、D选项可排除。人体所需的水主要来源包括饮水和食物中的水，排出水的途径主要是肾脏泌尿和皮肤汗腺排出汗液。 解答C2代谢旺盛的成熟植物细胞和同种休眠细胞相比，下列各项中不会上升的是 A自由水的比例 B线粒体的数量 C核内DNA分子数量 D核糖体数量 解题思路代谢旺盛的成熟植物细胞与同种休眠细胞都与正常体细胞核中染色体数目相等，核内DNA分子数量也相等。 解答C规
16、律总结(1)水的存在形式包括自由水和结合水两种。(2)在细胞中结合水的绝对量是基本不变的，但也受温度的影响，在一定温度范围内，随温度上升，结合水会相对下降。如果温度过高，结合水的丢失会破坏细胞的结构，如种子被烘干时。(3)自由水的含量随代谢程度的增强而上升。 (4)水可作为反应物参与各种代谢，如光合作用、呼吸作用等。考点高分解题综合训练1 由DNA分子蕴藏的信息所支配合成的RNA在完全水解后，得到的化学物质是 A氨基酸、葡萄糖、碱基 B氨基酸、核苷酸、葡萄糖 C核糖、碱基、磷酸 D脱氧核糖、碱基、磷酸1C解析：RNA的基本单位是核糖核苷酸，每个核糖核苷酸分子由一个核糖、一个碱基和一个磷酸分子构
17、成。2 伴随蛋白质的水解过程，检测氨基酸的氨基和羧基，它们的数量关系可表现为 A相等 B氨基多于羧基 C氨基少于羧基 D很难预测2D解析：每个氨基酸的R基团上含有的氨基和羧基数目具有不确定性，所以无从预测。 3 下列物质中与其他物质明显不同的是 A干扰素 B胰高血糖素 C脂肪氧化酶 D醛固酮 3D解析：干扰素、胰高血糖素、脂肪氧化酶的化学本质都是蛋白质，而醛固酮不是蛋白质，属于类脂或类固醇。 4 蛋白质分子能被肽酶降解，至于哪一肽键被断裂则决定于肽酶的类型。肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的氨基基团之间的肽键。下列说法正确的是 A上图所示肽链由四种氨基酸脱水缩合而成学科王 B在肽酶
18、P的作用下，经过脱水缩合可以形成两条肽链学科王 C肽酶P可以催化3处的化学键断裂 D在有丝分裂间期的细胞核中可能会发生1、3键的形成4C解析：肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的氨基基团之间的肽键，即在3处的化学键断裂。肽酶P将特定的肽键分解，形成一个四肽化合物和一个氨基酸。有丝分裂的间期有蛋白质的合成，细胞核控制蛋白质的合成，但在细胞核内只是完成mRNA的合成，而蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上完成的。5 胰岛素是在胰岛B细胞中合成的，刚合成的多肽称前胰岛素原，在信号肽酶的作用下，前胰岛素原的信号肽被切除，而成为胰岛素原，最后胰岛素原通过蛋白酶的水解作用，生成胰岛素和一个C肽(如下
19、图)。前胰岛素原水解时水中的氢用于 A形成-C00H和-SH B形成-COOH和连接碳的-H C形成-SH和-OH D形成NH2和-C00H5D解析：本题考查构成蛋白质的肽键结构，肽键结构为 ，肽键断裂时形成NH2和COOH都需H20中氢的加入。6 用氨基酸自动分析仪测定几种肽类化合物的氨基酸，数目如下： (1)表中的氨基酸数目虽然相同，但其生理作用彼此不同，这是因为它们的 不同。肽类化合物名称催产素学科王牛加压素血管舒张素平滑肌舒张素猪促黑色素细胞激素学科王人促黑色素细胞激素氨基酸数目学科王9个9个9个10个13个22个 (2)表中与、与虽然功能相似，但各具专一性，它们之间的差异取决于 。(
20、3)在不知血管舒张素肽的具体结构情况下，推知这种肽类化合物至少有 个氨基和 个羧基。(4)中常见的氨基酸最多有 种，它的合成过程中，能转运这些氨基酸的转运RNA可达 种，但实际的转运RNA最多只有种。(5)假若构成这六种肽类化合物的每一种氨基酸的平均分子量均为m，则的分子量比的分子量多 。6(1)氨基酸种类和排列顺序 (2)氨基酸种类、数目和排列顺序不同(3)1 1(4)20 61 22(5)3m- 54 解析：(1)(2)蛋白质(多肽)种类不同是由于其氨基酸种类、数目、排列顺序不同(3)每个多肽最少含有一个氨基和羧基。 (4)虽然转运RNA有61种，但中只含有22个氨基酸，所以实际用到的转运
21、RNA最多有22种。(5)多肽的相对分子质量在计算时应用所有氨基酸相对分子质量的和减去形成肽键时脱去的水的总相对分子量。考点小资料蛋白质工程 所谓蛋白质工程，就是利用基因工程手段包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。 蛋白质是生命活动的体现者，离开了蛋白质，生命将不复存在。可是，生物体内存在的天然蛋白质有的往往不尽人意，需要进行改造。由于蛋白质是由许多氨基酸按一定顺序连接而成的，每一种蛋白质都有自己独特的氨基酸顺序，所以改变其中关键的氨基酸就能改变蛋白质的性质。而氨基酸是由三联体密码决定的，因此只要改变构成遗传密码的一个或两个碱基就能达到改造蛋白
22、质的目的。蛋白质工程的一个重要途径就是根据人们的需要，对负责编码某种蛋白质的基因重新进行设计，使合成的蛋白质变得更符合人类的需要。这种通过造成一个或几个碱基定位突变，以达到修饰蛋白质分子结构目的的技术，称为基因定位突变技术。 蛋白质工程在食品工业、日用品工业等方面有着广泛的应用前景。比如，用经过改造的稳定性能好的酶，可由价格便宜的棕榈油生产出价格昂贵的可可脂，从而创造很高的经济效益。荷兰一家公司设计了一种能和漂白剂一同起作用的去污酶，并且通过对这种酶上的两个氨基酸的修改，使这种酶具有较高的抵抗力，在洗涤过程中不受破坏。因此，通过蛋白质工程可实现常规酶工程手段不能实现的目标。 在医学上，蛋白质工程也具有广泛的应用前景。比如，用人工手段去改造某些致癌基因的产物蛋白质，使它失去致癌作用，从而开辟治疗癌症的新途径。我国的蛋白质工程具有国际先进水平，这些工程包括重组人胰岛素和溶血栓药物，重组人尿激酶等。 对动植物体内参与重要活动的酶加以修饰和改造，是蛋白质工程未来发展的一个重要目标。有朝一日，人们一定能够通过蛋白质工程来设计、控制那些与DNA相互作用的调控蛋白质，到那时，人为控制遗传、改造生命就不再是天方夜谭了。
