Question

15．細胞是多種化學(xué)元素和化合物構(gòu)成的生命系統(tǒng)．通過分析這個系統(tǒng)的物質(zhì)組成有助于認識這個最基本的生命系統(tǒng)．請分析回答下列問題：
（1）細胞中的水以結(jié)合水和自由水兩種形式存在，當(dāng)細胞代謝越旺盛時結(jié)合水與自由水的比值會降低．
（2）參與細胞內(nèi)復(fù)雜化合物的組成，維持細胞形態(tài)、酸堿平衡及其他一些生命活動都具重要作用的物質(zhì)是無機鹽．
（3）如圖表示了細胞內(nèi)某些重要化合物的元素組成及相互關(guān)系：

Ⅰ．圖中X代表的化學(xué)元素是氮和磷，Y代表的化學(xué)元素是氮．組成分子a的含氮堿基種類共4種．
Ⅱ．組成細胞的化合物中，分子都是由C、H、O三種元素構(gòu)成的一類有機化合物是糖類（糖類和脂肪）．
Ⅲ．物質(zhì)A決定B的合成是通過轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程來實現(xiàn)．
Ⅳ．現(xiàn)從某種真核細胞中提取出大量核糖體放入培養(yǎng)液里，再加入下列幾種有機物：

其中的氮原子已被¹⁵N標記，模擬化合物B的合成．假設(shè)培養(yǎng)液里含有核糖體完成其功能所需的一切物質(zhì)和條件．其中實驗中所用的培養(yǎng)液相當(dāng)于細胞內(nèi)的細胞質(zhì)基質(zhì)．上述五種化合物中能作為原料合成化合物B的是①⑤（填序號）．若實驗中檢測到某一多肽含20個¹⁵N，則該肽最少有9個肽鍵．

Answer 1

分析 1、細胞內(nèi)的水以自由水和結(jié)合水的形式存在，自由水與結(jié)合水的比值越大細胞代謝越旺盛，反之亦然．
2、許多無機鹽對于維持細胞和生物體的生命活動具有重要功能，有的無機鹽還參與維持酸堿平衡和滲透壓．
3、構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，每種氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基，且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，這個碳原子還連接一個氫和一個R基，氨基酸的不同在于R基的不同．
4、氨基酸在核糖體中通過脫水縮合形成多肽鏈，而脫水縮合是指一個氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一個氨基酸分子的氨基（-NH₂）相連接，同時脫出一分子水的過程；連接兩個氨基酸的化學(xué)鍵是肽鍵，其結(jié)構(gòu)式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽過程中的相關(guān)計算：肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)一肽鏈數(shù)，游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基或羧基數(shù)，至少含有的游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)，氮原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=各氨基酸中氮原子總數(shù)．
5、分析題圖：題圖中的B具有調(diào)節(jié)功能、免疫功能、催化功能、運輸功能等，可推測該化合物是蛋白質(zhì)，決定蛋白質(zhì)的化合物是DNA（題圖中的A），所以分子a和b分別是脫氧核苷酸、氨基酸，組成元素分別是C、H、O、N、P和C、H、O、N，元素X的氮和磷、元素Y是氮．
6、分析題干（3）Ⅳ中幾種有機物的結(jié)構(gòu)式：在①②③④⑤五種化合物中，①和⑤符合構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)通式、是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸，②中無羧基、③和④中的氨基和羧基沒有連在同一個碳原子上，②③④均不是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸．

解答 解：（1）當(dāng)自由水比例增加時，生物體代謝活躍，因此細胞代謝越旺盛時，其中結(jié)合水與自由水的比值會降低．
（2）無機鹽的功能有：參與細胞內(nèi)復(fù)雜化合物的組成，對于維持細胞形態(tài)、酸堿平衡及其他一些生命活動都具重要作用．
（3）Ⅰ．由以上分析知，圖中X代表的化學(xué)元素是氮和磷，Y代表的化學(xué)元素是氮；分子a是脫氧核苷酸，其含有的含氮堿基種類共4種（A、T、G、C）．
Ⅱ．組成細胞的化合物中，分子都是由C、H、O三種元素構(gòu)成的一類有機化合物是糖類（糖類和脂肪）．
Ⅲ．物質(zhì)A是DNA、物質(zhì)B是蛋白質(zhì)，DNA決定蛋白質(zhì)的合成是通過轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程來實現(xiàn)的．
Ⅳ．若從某種真核細胞中提取出大量核糖體放入培養(yǎng)液里，再加入該五種化合物，其中的氮原子已被¹⁵N標記，模擬化合物B（蛋白質(zhì)）的合成，假設(shè)培養(yǎng)液里含有核糖體完成其功能所需的一切物質(zhì)和條件，則實驗中所用的培養(yǎng)液相當(dāng)于細胞內(nèi)的細胞質(zhì)基質(zhì)；上述五種化合物中能作為原料合成化合物B（蛋白質(zhì)）的是①和⑤；①中只含有1個氨基（氮原子）、⑤中含有2個氨基（氮原子），若實驗中檢測到某一多肽含20個¹⁵N，則該肽最少含有的氨基酸數(shù)=20÷2=10個（此時該肽只有⑤構(gòu)成）、此時所含有的肽鍵數(shù)（最少）=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=10-1=9個．
故答案為：
（1）降低
（2）無機鹽
（3）Ⅰ氮和磷 氮 4
Ⅱ糖類（糖類和脂肪）
Ⅲ轉(zhuǎn)錄 翻譯
Ⅳ細胞質(zhì)基質(zhì) ①⑤9

點評 本題考查組成細胞的元素和化合物的知識，考生識記組成細胞的化合物的種類、組成和功能，明確氨基酸脫水縮合過程及相關(guān)計算是解題的關(guān)鍵．