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文档简介
第一章走进细胞及组成细胞的分子2025年高考地理专项复习第2节组成细胞的分子目录细胞中的元素和无机物壹检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质贰细胞中的糖类叁蛋白质是生命活动的主要承担者伍细胞中的脂质肆核酸是遗传信息的携带者陆细胞中的元素和无机物壹教材知识萃取1.组成细胞的元素(1)生物体内的元素组成(2)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系2.组成细胞的化合物1.如果在一些人的细胞中检测到汞元素,能否说明汞是组成细胞的化学元素?提示
不能。因为汞元素不是细胞生命活动所必需的元素。组成细胞的元素,是细胞根据生命活动的需要从环境中吸收的,但是细胞膜并不能完全阻挡有害物质的进入,所以在一些人的细胞中可能检测到汞元素。2.氧元素在细胞鲜重中所占比例最大,为什么不是最基本元素?提示生物的组成物质以核酸、蛋白质等生物大分子为核心,而组成生物的大分子都是以碳链为骨架,而不是由氧原子构成,所以碳是最基本元素,而氧不是。
提示玉米细胞干重中主要成分是多糖,其中氧元素所占比例较高,人体细胞干重中主要是蛋白质,碳元素比例较高。深度思考细胞中的无机物(1)细胞中的水①细胞中水的性质、存在形式和生理功能②水与细胞代谢&6&
(1)不同生物体内的含水量一般不同,如水生生物一般大于陆生生物。(2)同一生物体不同生长发育阶段,水的含量也不同,如幼嫩部分大于衰老部分,幼儿时期大于成年时期。(3)同一生物体的不同细胞中,含水量也不同,如代谢旺盛的细胞大于代谢缓慢的细胞。(2)细胞中的无机盐①无机盐的存在形式、吸收方式和功能②图解高考常考的无机盐的功能③对照实验法探究某种元素是不是植物的必需元素深度思考1.水分子为什么是细胞内良好的溶剂?水分子对于维持生命系统的稳定性十分重要,为什么?提示
水分子为极性分子,带正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水分子结合,故水分子是细胞内良好的溶剂;水分子之间存在氢键,导致水分子具有较高的比热容,即水的温度相对不容易发生改变,水的这种特性对于维持生命系统的稳定性十分重要。2.某运动饮料广告词“解口渴,更解体渴”,其中“解体渴”主要是指该饮料中含有大量____和少量________,能补充剧烈运动流失的水分和无机盐。水无机盐3.患急性肠炎的病人输入葡萄糖盐水,大量排汗的人多喝淡盐水,两者均体现了无机盐的何种功能?提示维持细胞和生物体的渗透压和正常的生命活动。4.若要探究某种元素是不是动物的必需元素,如何设计实验?请简要写出实验思路并预期结果和结论。提示&8&
变式1
组成细胞的元素1.[链接苏教版必修1
P6正文]富硒蔬菜越来越受人们欢迎。研究表明缺硒与克山病的发生有显著的相关性,克山病是一种地方性心肌病,急重病人可能会死亡。下列叙述错误的是(
)
CA.硒是人体正常生命活动必需的元素
B.富硒蔬菜有助于人类补充硒元素C.克山病患者在生活中应大量摄入含硒药物
D.硒在人体生长发育过程中的作用不可替代【解析】缺硒与克山病的发生有显著的相关性,克山病是一种地方性心肌病,据此可推测硒是人体正常生命活动必需的元素,在人体生长发育过程中的作用不可替代,A、D正确。人体所需的元素可从食物中获取,故富硒蔬菜有助于人类补充硒元素,B正确。克山病患者在生活中应适量摄入含硒药物,大量摄入可能会导致其他疾病,C错误。教材素材变式变式2
细胞中的水2.[人教版必修1
P38非选择题T1变式]在冬季来临过程中,随着气温的逐渐降低,植物体内发生了一系列适应低温的生理生化变化,抗寒能力逐渐增强。如图为冬小麦在不同时期含水量变化关系图。下列叙述错误的是(
)
BA.冬小麦细胞中的自由水在一定条件下可转化为结合水B.我国北方晚秋及早春时作物易发生冻害与结合水含量高有关C.随着结合水与自由水的比值上升,细胞的代谢水平会降低D.冬小麦细胞内的结合水主要与蛋白质、多糖等物质结合【解析】自由水和结合水之间可以相互转化,自由水主要与代谢相关,结合水可以增强抗逆性,A正确。我国北方晚秋及早春时作物易发生冻害与自由水的含量高有关,B错误。在正常情况下,自由水含量与细胞代谢呈正相关,细胞内自由水所占的比例越低,细胞的代谢越弱,C正确。细胞内结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合,这样水就失去流动性和溶解性,成为生物体的构成成分,D正确。变式3
细胞中的无机盐3.[链接人教版必修1
P22思考·讨论]适宜温度和光照下,在缺少某无机盐的培养液中培养水稻幼苗,植物叶片显出缺绿症状,当补充镁盐并培养一段时间后,上述症状消失,下列有关叙述错误的是(
)
A
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质贰还原糖的检测蛋白质的检测脂肪的检测原理步骤注意事项①材料选择还原糖含量高、颜色为白色或浅色的植物组织#b#②斐林试剂需现配现用使用双缩脲试剂时,先加A液再加B液教材实验攻略1.糖类、脂肪、蛋白质的检测(1)还原糖的检测
橘黄色(3)蛋白质的检测2.区分斐林试剂和双缩脲试剂的“一同四不同”选材(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料,否则会干扰实验结果的观察。(2)蛋白质检测中,若用大豆作为材料,必须提前浸泡;若用蛋清作为材料,必须稀释,防止其黏在试管上不易刷洗;且该实验应预留部分组织样液作为对比设置对照物质检测实验一般不设立对照实验,若需设立对照实验,对照组应加入成分已知的物质,如验证唾液淀粉酶是蛋白质,对照组可加入稀释的鸡蛋清3.实验成功的2个关键点&19&
(1)非还原糖加入斐林试剂,试管中的颜色不是无色,而是蓝色,即斐林试剂本身的颜色。(2)三个检测实验中,需要加热的是还原糖的检测,需要显微镜的是花生子叶中脂肪的检测,需要酒精的是脂肪的检测。情境应用1.无糖奶粉中因不含葡萄糖等糖类而受到糖尿病患者的喜爱,若要检测某种无糖奶粉是否合格,可能用到哪些试剂?提示符合要求的无糖奶粉应该无葡萄糖等糖类,但含有蛋白质和脂肪等,因此可能要用到斐林试剂、双缩脲试剂和苏丹Ⅲ染液。2.现有两瓶没有标记的糖尿病患者(尿液中含有葡萄糖)和肾小球肾炎患者(尿液中含有蛋白质)的尿液样品,如何进行区分?提示方法一:用斐林试剂对两瓶尿样进行检测,有砖红色沉淀生成的是糖尿病患者的尿样,没有的则是肾小球肾炎患者的尿样。方法二:用双缩脲试剂检测,有紫色反应的是肾小球肾炎患者的尿样,没有的则是糖尿病患者的尿样。深度思考1.鉴定还原糖时使用的斐林试剂为什么要现配现用?
2.能否利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水用来鉴定蛋白质?提示能。因为斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂的A液、B液成分相同,只是斐林试剂的乙液的质量浓度比双缩脲试剂的B液大,故只需将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释即可。3.蛋白质检测时,先加A液再加B液,B液为什么不能过量?
1.[链接人教版必修1
P18~P19探究·实践]生物学实验常呈现“五颜六色”的变化,实验中可以通过颜色变化来确定某些化学成分或结构的存在。下列叙述正确的是(
)
CA.将糖尿病患者的尿液与斐林试剂混合,即出现砖红色沉淀B.在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂,混匀后会逐渐变成紫色C.花生子叶细胞经苏丹Ⅲ染液染色后,显微镜下可见橘黄色颗粒D.在小麦种子匀浆中滴加碘液,需经水浴加热才会变蓝【解析】将糖尿病患者的尿液与斐林试剂混合后,需要水浴加热才能出现砖红色沉淀,A错误。氨基酸不能与双缩脲试剂发生紫色反应,在蛋白质或多肽(【必知】与双缩脲试剂发生反应的实际上是蛋白质或多肽中的肽键。)溶液中加入双缩脲试剂,混匀后会逐渐变成紫色,B错误。花生子叶细胞中富含脂肪,加入苏丹Ⅲ染液后,显微镜下可见被染成橘黄色的脂肪颗粒,C正确。小麦种子富含淀粉,在小麦种子匀浆中滴加碘液会变蓝,该过程无需水浴加热,D错误。教材实验变式2.[链接人教版必修1
P18~P19探究·实践]科研人员在重庆三峡地区发现一种植物新物种,中国科学院武汉植物园和重庆自然博物馆、重庆五里坡国家级自然保护区联合发表并将其命名为三峡白前。若想对其组织中的糖类、脂肪和蛋白质进行检测,下列有关叙述正确的是(
)
D
两个唯一唯一需要#b#加热还原糖检测,水浴加热,不能用酒精灯直接加热唯一需要#b#显微镜脂肪检测,观察花生子叶切片染色后细胞中的脂肪颗粒两种易混试剂还原糖检测,斐林试剂甲液和乙液等量混匀后注入待测样液蛋白质检测,双缩脲试剂先加A液,后加B液三种颜色变化脂肪检测,脂肪被苏丹Ⅲ染液染为橘黄色归纳总结三类有机物检测上的差异3.[链接人教版必修1
P18~P19探究·实践]采摘后的香蕉果实在自然成熟过程中,淀粉、葡萄糖的含量变化如图所示。将不同成熟阶段的果实去皮并研磨成匀浆后检测,下列叙述不正确的是(
)
AA.将第10天的果实匀浆与碘液混合后不会出现蓝色反应B.将第25天的果实匀浆与双缩脲试剂混合后会出现紫色反应C.鉴定第15天的果实细胞中是否含有脂肪时可借助显微镜观察D.将第15天的果实匀浆与斐林试剂混合后需经水浴加热才会出现砖红色沉淀【解析】图示分析:第25天的果实匀浆中存在蛋白质(如酶),与双缩脲试剂混合后会出现紫色反应,B正确。鉴定第15天的果实细胞中是否含有脂肪时,制作临时装片后需要用显微镜观察,C正确。细胞中的糖类叁教材知识萃取糖的种类与功能&11&
(1)葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、乳糖等是还原糖。(2)并非所有的糖类都是能源物质,如核糖、脱氧核糖、纤维素参与细胞结构组成,其主要功能不是为细胞提供能量。(3)二糖的水解产物:一分子麦芽糖、蔗糖和乳糖的水解产物都含有一分子葡萄糖,另一分子分别是葡萄糖、果糖和半乳糖。(4)常见多糖的彻底水解产物是葡萄糖。&12&
(1)[必修1
P24图2-3]构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖分子,但是葡萄糖的连接方式不同。(2)[必修1
P25“批判性思维”]科学家将纤维素等其他糖类称为人类的“第七类营养素”。(3)[必修1
P25正文]几丁质也是一种多糖,又称壳多糖,广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中。深度思考人类很难消化膳食纤维,可为什么还将其称为“第七类营养素”?提示膳食纤维能够促进胃肠的蠕动和排空,可预防便秘,并且减少患大肠癌的机会;膳食纤维有利于降低过高的血脂等,有助于维护心脑血管的健康、预防糖尿病、维持体重正常等。变式1
糖类的种类和组成1.[链接人教版必修1
P25正文]几丁质是一种多糖,广泛存在于真菌细胞壁、甲壳类动物和昆虫的外骨骼中。下列相关叙述正确的是(
)
DA.几丁质是细胞中的重要储能物质之一B.蘑菇、虾壳中的几丁质能被人体细胞直接吸收C.几丁质的组成元素与糖原、脂肪、脱氧核糖相同D.几丁质的单体以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架
教材素材变式2.[链接苏教版必修1
P13图1-2-5]如图是两种二糖的组成示意图,相关叙述正确的是(
)
B
变式2
糖类的功能
BA.维生素
B.葡萄糖
C.氨基酸
D.核苷酸【解析】由题中信息“所用示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来……可以反映细胞摄取能源物质的量”可推知,示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质葡萄糖改造而来,B符合题意。4.[链接人教版必修1
P23~P24正文]细胞内糖类是主要的能源物质。下列关于糖类的叙述,正确的是(
)
CA.常被形容为“生命的燃料”的是糖原
B.食物中的蔗糖在人体消化道中可被直接吸收C.肝脏中的糖原可以分解产生葡萄糖及时补充血糖
D.淀粉、纤维素、糖原均是细胞内重要的储能物质【解析】葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,常被形容为“生命的燃料”,A错误。食物中的蔗糖需要被水解成葡萄糖和果糖后才能被人体细胞吸收,B错误。肝脏中的糖原可以分解产生葡萄糖及时补充血糖,该过程需要胰岛素的调节,C正确。淀粉是植物细胞内的储能物质,糖原是人和动物细胞内的储能物质,但纤维素不是储能物质,D错误。
CA.有些糖类是细胞结构的重要组成成分
B.麦芽糖和乳糖是生物体内常见的二糖C.酵母菌中的脱氧核糖是主要的能源物质
D.糖原和蔗糖彻底水解后的产物均有葡萄糖
种类分子式分布功能或应用单糖五碳糖核糖动、植物细胞等构成核酸的重要物质脱氧核糖六碳糖葡萄糖细胞的主要能源物质二糖蔗糖植物细胞一般情况下,分解为单糖后才能被细胞吸收利用麦芽糖乳糖动物细胞多糖淀粉植物细胞植物细胞的储能物质纤维素植物细胞细胞壁的组成成分之一糖原动物细胞人和动物细胞中的储能物质几丁质(壳多糖)广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中用于废水处理;用于制作食品的包装纸和食品添加剂;用于制作人造皮肤等归纳总结细胞中常见的糖类细胞中的脂质肆教材知识萃取1.脂质的种类和功能
&15&
(1)[必修1
P26正文小字部分]构成脂肪的脂肪酸的种类和分子长短不相同,具体如下:比较项目结构特点物理性质饱和脂肪酸相邻碳原子间全以单键连接熔点较高,易凝固不饱和脂肪酸相邻碳原子间存在双键熔点较低,不易凝固(2)[必修1
P27“练习与应用·概念检测”]磷脂是所有细胞必不可少的脂质。2.细胞中糖类与脂质的关系情境应用1.为什么医生建议糖尿病患者要控制馒头、米饭的摄入量?提示因为馒头、米饭的主要成分是淀粉,经人体消化分解为葡萄糖后被人体吸收,从而使血糖升高。2.为什么医生给病人输液时不能用蔗糖,而是用葡萄糖?提示蔗糖属于二糖,必须经消化分解成单糖才能进入细胞。3.与小麦种子相比,在种植花生种子时应该浅种,从种子中的组成成分角度分析原因是什么?提示花生种子中脂肪含量高,脂肪中氧含量低,碳氢含量高,氧化分解消耗的氧气多,即种子萌发时耗氧量大,故需浅种。深度思考1.为什么饮食中要注意控制胆固醇的摄入量?提示胆固醇摄入过少,会影响新生细胞膜的构建,以及血液中脂质的运输等;胆固醇摄入过多,会在血管壁上沉积,造成血管堵塞。2.医生建议缺钙的婴幼儿服用钙片的同时,还要服用少量鱼肝油,为什么?提示鱼肝油含丰富的维生素D,维生素D能有效地促进肠道对钙的吸收。3.为什么“吃胖容易减肥难”?提示
摄入糖类较多时,糖类可大量转化为脂肪储存起来,因此“吃胖容易”;通过运动或控制饮食减肥时,机体首先消耗的是体内的糖类,糖类代谢出现障碍时,才会消耗脂肪,因此“减肥难”。4.为什么等量的脂肪比糖类含能量多,却不是生物体利用的主要能源物质?提示
与糖类相比,脂肪在细胞内的氧化速率慢,耗氧量大。此外,糖类既可以在有氧条件下也可在无氧条件下进行分解。变式1
脂质的种类和作用1.[链接人教版必修1
P26~P27正文]脂质是生物体中重要的有机物,某同学按功能对脂质进行了分类。下列对①~⑥处内容的补充,正确的是(
)
功能分类化学本质组成元素主要功能储能脂类脂肪③结构脂类磷脂①生物膜的重要成分调节脂类②胆固醇构成动物细胞膜的重要成分;④性激素⑤;激发并维持第二性征⑥⑦A
教材素材变式
变式2
脂质与糖类的关系2.[苏教版必修1
P19思辨题T3变式]节食减肥是指通过减少饮食、控制热量摄入来降低体重的一种减肥方式。过度节食会引起营养不良、头晕甚至昏迷等情况,节食终止后会导致体内脂肪快速积累并复胖。下列叙述正确的是(
)
DA.脂肪比等量糖类含能量多,脂肪是生物体内主要的能源物质B.脂肪被分解为甘油、脂肪酸和胆固醇后才能用于氧化分解供能C.开始节食后,为满足能量供应,体内脂肪可以大量转化为糖类D.节食终止后,糖类转化为脂肪的过程中氧元素的含量降低【解析】脂肪比等量糖类含有的氢元素多、氧元素少,因此脂肪在氧化分解时释放的能量比等量糖类更多,脂肪是生物体内良好的储能物质,A错误。脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯,因此脂肪被分解的产物为甘油、脂肪酸,没有胆固醇,B错误。开始节食后,机体会供能不足,为满足能量供应,体内脂肪可以分解供能,但不能大量转化为糖类,C错误。与糖类相比,等量的脂肪含有的氢元素多、氧元素少,因此,节食终止后,糖类转化为脂肪的过程中氧元素的含量降低,D正确。项目糖类脂肪水解终产物单糖代谢终产物等质量氧化分解结果消耗氧气少多生成水少多释放能量少多易错辨析糖类和脂肪的水解产物与氧化分解产能情况3.[链接人教版必修1
P25~P27正文]糖类和脂肪都是人体的能源物质,随运动强度的变化,人体内脂肪与糖类供能比例的变化如图所示,有关叙述正确的是(
)
CA.脂肪与糖类都参与构成细胞膜的基本支架B.中等强度运动消耗的糖类和脂肪的质量相等C.高强度运动时脂肪供能比例低,不利于减肥D.糖类代谢发生障碍时,脂肪可以大量转化为糖类,分解供能【解析】细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,脂肪与糖类不参与构成细胞膜的基本支架,A错误。与糖类相比,脂肪分子中的氢含量多,氧含量少,相同质量的糖类与脂肪氧化分解时,脂肪产生的能量多,结合题图可知,中等强度运动时,脂肪与糖类的供能比例相等,故中等强度运动消耗的糖类质量大于脂肪质量,B错误。据图可知,随运动强度增大,脂肪供能比例减少,故高强度运动时脂肪供能比例低,不利于减肥,C正确。糖类能大量转化为脂肪,但脂肪不能大量转化成糖类,D错误。蛋白质是生命活动的主要承担者伍教材知识萃取1.蛋白质的功能(1)组成蛋白质的氨基酸2.蛋白质的结构(2)蛋白质的形成及其多样性①二肽的形成
(2)在核糖体上合成的是多肽,多肽要经过加工后才能形成有一定结构和功能的蛋白质。②蛋白质的结构层次&5&
(1)[必修1
P30“与社会的联系”]组成人体蛋白质的必需氨基酸有8种,巧记为甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。
(3)[必修1
P30正文]血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的蛋白质,含有4条多肽链。③蛋白质结构多样性的原因及其与功能的关系情境应用1.某种脑啡肽具有镇痛作用,可以作为药物来使用,若组成脑啡肽的氨基酸顺序发生了改变,它还会具有脑啡肽的功能吗?为什么?提示
不能,因为氨基酸的排列顺序决定了脑啡肽的结构,结构决定功能,如果氨基酸排列顺序变了,新的物质就不具有脑啡肽的镇痛功能。2.从氨基酸角度分析,抗体和头发的主要成分均为蛋白质,为什么功能却相差极大?提示组成抗体和头发的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同。
深度思考1.8种必需氨基酸是人体细胞不能合成的,说明了什么?提示
说明人体内缺乏催化这8种氨基酸合成的酶。2.(1)为什么熟鸡蛋更容易消化?提示因为高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解。(2)熟鸡蛋的蛋白质还能用双缩脲试剂检测吗?提示能。因为蛋白质变性后虽然空间结构改变,但没有破坏氨基酸之间的肽键。3.向蛋白质溶液中加入硫酸铵溶液、沸水均可以使蛋白质形成沉淀而析出。通过这两种方式析出的蛋白质在空间结构和理化性质上有无差别?为什么?提示有差别。加入硫酸铵溶液析出的蛋白质,其空间结构没有遭到不可逆破坏,其理化性质和生物活性(如溶解度、催化功能、免疫功能等)仍会保留。经高温处理的蛋白质发生变性,其空间结构遭到不可逆破坏,理化性质改变、生物活性丧失。4.从蛋白质结构方面分析,为什么胰岛素在核糖体上合成后还不具有降低血糖的生物学活性?提示
由于在核糖体上合成的只是具有一定氨基酸排列顺序的多肽链,还需要内质网和高尔基体加工成具有一定空间结构的蛋白质——胰岛素才具有降低血糖的生理作用。变式1
蛋白质的功能1.[链接人教版必修1
P28图2-8,2021辽宁卷]蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关叙述错误的是(
)
D
教材素材变式变式2
蛋白质的结构及多样性2.[链接浙科版必修1
P15课外读,2023浙江卷·6月]我国科学家在世界上首次人工合成结晶牛胰岛素,其化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同。结晶牛胰岛素的化学本质是(
)
CA.糖类
B.脂质
C.蛋白质
D.核酸【解析】结晶牛胰岛素的化学结构与天然胰岛素完全相同,天然胰岛素的化学本质是蛋白质,C符合题意。3.[链接人教版必修1
P28问题探讨,2022湖南卷]胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一,其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列叙述正确的是(
)
CA.胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中
B.皮肤表面涂抹的胶原蛋白可被直接吸收C.胶原蛋白的形成与内质网和高尔基体有关
D.胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高
4.[人教版必修1
P32拓展应用T2变式]如图是某多肽的结构式。据此判断,下列说法正确的是(
)
CA.该多肽是由7种氨基酸组成的七肽B.组成该多肽的氨基酸在脱水缩合前共含有7个氨基和9个羧基C.若图中的氨基酸顺序发生改变,该多肽将失去原有功能D.向高温处理的该多肽溶液中加入双缩脲试剂,溶液不会变为紫色
5.[链接人教版必修1
P32与社会的联系,2023湖北卷改编]球状蛋白分子空间结构为外圆中空,氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧,而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后,会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是(
)
AA.蛋白酶不能使变性的蛋白质发生水解
B.球状蛋白多数可溶于水C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质
D.变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏【解析】蛋白酶能催化肽键断裂,而变性的蛋白质仍含肽键,所以蛋白酶能使变性的蛋白质发生水解,A错误;结合题意“球状蛋白分子空间结构为……分布在内侧”可知,球状蛋白多数可
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