寒假作业-第02练 组成细胞的分子

学而优·教有方PAGEPAGE1第02练组成细胞的分子（一）细胞中水的存在形式及功能自由水结合水概念以游离的形式存在，不与其他物质结合的水与细胞内亲水性物质如蛋白质、淀粉等结合的水特点流动性强，易蒸发，具有溶解性，参与代谢。不流动，不蒸发，无溶解性，不参与代谢。作用①良好溶剂②参与生化反应（如光合作用、呼吸作用）的原料③运送营养物质和代谢废物④为细胞提供液体环境细胞结构的重要组成成分含量多，约占细胞内全部水的95.5%少，约占细胞内全部水的4.5%联系1.自由水与结合水在一定条件下可相互转化：2.自由水/结合水比值高，代谢旺盛，但抗逆性差；自由水／结合水比值低，代谢强度降低，但抗寒、抗旱、抗热等抗逆性增强。（二）与蛋白质相关的计算1.蛋白质相对分子量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去水分子数的关系(以直链多肽分析)1)肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数；2)蛋白质分子量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子量-脱去水分子数×18。肽链数目氨基酸数肽键数目脱去水分子数多肽链分子里氨基数目羧基数目1条mm-1m-1am-18(m-1)至少1个至少1个n条mm-nm-nam-18(m-n)至少n个至少n个注：氨基酸平均相对分子质量为a。2.蛋白质中游离氨基或羧基数的计算1)至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数；2）游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。3.蛋白质中含有N、O原子数的计算1)N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子总数；2)O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数-脱去水分子数。一、选择题1．下列关于实验试剂的叙述，不正确的是（）A．斐林试剂和双缩脲试剂都含有NaOH溶液和CuSO4溶液B．斐林试剂的配制是将质量浓度为0．05g/mL的CuSO4溶液滴入等量的质量浓度为0．1g/mL的NaOH溶液中C．鉴定花生子叶细胞中的脂肪需使用显微镜D．用苏丹III鉴定脂肪实验中，观察花生子叶切片时，视野中的脂肪为紫色2．《易经》云∶天生一，一生水，水生万物。水是生命之源，也是文明之源。《汜胜之书》中记载了古人用粪便施肥的事情。下列叙述错误的是（）A．郑板桥云∶东北人参凤阳梨，难及潍县萝卜皮。青萝卜甜脆多汁是因为其含水量较高，糖等多种物质溶解于水中B．谚语霜打后的青菜格外甜，主要是因为霜打后的青菜细胞中的多糖水解成小分子糖，降低冰点，这也是植物对低温的一种适应C．《齐民要术·种谷》中的"谷田必须岁易"指的是在同一块土地上连续多年只种谷子，其产量会逐年下降，出现该现象的原因可能是连续多年的选择性吸收使土壤中谷子生长所必需的矿质元素含量降低D．《汜胜之书》中提到收获的粮食要曝使极燥，曝使极燥后，细胞丧失了全部水分，新陈代谢完全停止3．如图表示油菜种子成熟过程中各种有机物的变化情况，下列有关分析正确的是（）A．第40天，油菜种子很容易被苏丹Ⅲ染液染成红色B．早期可溶性糖减少可能是转化成了蛋白质C．等质量的油菜种子比小麦种子含C、H的比例更高D．将成熟油菜种子磨成匀浆并加入双缩脲试剂不会出现紫色反应4．人体的胆固醇含量过高会使血液粘稠度增高，引发动脉粥样硬化、心脑血管等方面的疾病；长期摄入过多糖类，容易导致糖尿病。下列相关叙述正确的是（）A．合成胆固醇需要氮元素作为原料，而合成糖类则不需要B．胆固醇和糖类摄入过多会导致各种疾病，因此要选择低糖和不含胆固醇的食物C．人体消化道很难消化纤维素，但可以食用一些富含纤维素的食物以促进胃肠蠕动D．胆固醇是所有生物的细胞膜的重要成分，还可参与人体血液中脂质的运输5．科学家使用疏基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶（由124个氨基酸残基组成，有4个—S—S—），处理后该酶活性消失，再通过透析的方法去除尿素和疏基乙醇，将该酶转移到生理盐水缓冲液中，经过一段时间，发现该酶活性得以恢复，下列叙述正确的是（）A．疏基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶与胰蛋白酶处理的作用效果相同B．非折叠状态的该酶相对分子质量比天然状态增加了8C．牛胰核糖核酸酶由天然状态成为非折叠状态后，遇双缩脲试剂不显示紫色D．由氨基酸合成有催化活性的牛胰核糖核酸酶分子后，相对分子质量比原来减少22146．两个氨基酸分子发生脱水缩合的过程如图所示。下列叙述正确的是（）A．甘氨酸和丙氨酸的差异在于空间结构不同B．合成的a氨基酸只能从我们的饮食中获取C．水分子中的氧来自甘氨酸的—COOHD．a表示二肽，只含有一个肽键7．甲图中①②③④表示不同化学元素所组成的化合物，乙图表示由四个单体构成的化合物。以下说法错误的是（）A．若甲图中的②大量存在于皮下和内脏器官周围等部位，则②是脂肪B．若甲图中④在植物叶肉细胞中广泛存在，则④可能与光合作用密切相关C．乙图中若单体是氨基酸，则该化合物彻底水解后的产物中氧原子数增加3个D．乙图中若单体是四种脱氧核苷酸，则该化合物彻底水解后的产物有4种8．某同学的早餐菜单：一杯牛奶、一块面包夹火腿肠和适量蔬菜，下列对其营养成分和价值的评价，正确的是（）A．该早餐中含有水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸B．该早餐中的多糖有蔗糖、淀粉、纤维素和糖原C．该早餐的营养价值包括能提供人体细胞内可合成的必需氨基酸D．该早餐中的DNA可被人体细胞直接吸收利用9．关于细胞中的水的结构与功能，叙述错误的是（）A．水是极性分子，电子的不对称分布使水成为良好的溶剂B．水分子可以与细胞内蛋白质、脂肪等物质结合而成结合水C．北方冬小麦在天气寒冷时，结合水比例会升高D．水分子之间的氢键比较弱，使水具有流动性，从而可以运输营养物质和废物10．下列关于还原糖鉴定的叙述中，正确的是（）A．由于甘蔗中含糖量高，所以是鉴定还原糖的理想材料B．鉴定还原糖所选材料应为白色或近于白色，便于观察反应后的颜色C．鉴定还原糖所用的试剂，也可以直接用于鉴定蛋白质D．鉴定还原糖不需要用显微镜观察，但必须加热至沸腾二、非选择题11．科学家发现一种叫“熊虫”的动物，能耐受-271℃的冰冻数小时（这时它的代谢率几乎可降至0），此时，它的体内会大量产生一种叫做海藻糖的二糖。实验证明该动物体液中的海藻糖可以保护组织细胞，使组织细胞避免受到低温造成的损伤。为了探究海藻糖对普通哺乳动物组织细胞是否也具有上述保护作用，请你分析并设计实验过程。（1）实验材料：①含海藻糖的细胞培养液；②不含海藻糖的细胞培养液；③适量哺乳动物细胞；④其他相关材料。为了确保实验的科学性和准确性，从生理功能看，应选择_____（能/不能）合成海藻糖的哺乳动物细胞，这样选择的目的是为了控制_____。（2）操作过程：①取适量哺乳动物细胞，等分成甲、乙两组，向甲组细胞中添加_____，向乙组细胞中添加_____。②_____。③观察并记录两组细胞的生活状况。（3）预期结果及相应结论：如果实验结果是_____，则说明该海藻糖在低温下对普通哺乳动物组织细胞具有保护作用。如果实验结果是_____，则说明该海藻糖在低温下对普通哺乳动物组织细胞不具有保护作用。一、选择题1．下列关于实验试剂的叙述，不正确的是（）A．斐林试剂和双缩脲试剂都含有NaOH溶液和CuSO4溶液B．斐林试剂的配制是将质量浓度为0．05g/mL的CuSO4溶液滴入等量的质量浓度为0．1g/mL的NaOH溶液中C．鉴定花生子叶细胞中的脂肪需使用显微镜D．用苏丹III鉴定脂肪实验中，观察花生子叶切片时，视野中的脂肪为紫色【答案】D【分析】1、鉴定还原性糖使用的斐林试剂，需要现用现配；斐林试剂是由甲液（质量浓度为0.1g/mL氢氧化钠溶液）和乙液（质量浓度为0.05g/mL硫酸铜溶液）组成，用于鉴定还原糖，使用时要将甲液和乙液混合均匀后再加入含样品的试管中，且需水浴加热。2、双缩脲试剂由A液（质量浓度为0.1g/mL氢氧化钠溶液）和B液（质量浓度为0.01g/mL硫酸铜溶液）组成，用于鉴定蛋白质，使用时要先加A液后再加入B液。【解析】A、由分析可知，斐林试剂和双缩脲试剂都含有NaOH溶液和CuSO4溶液，A正确；B、斐林试剂的配制是质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液中滴入等量的质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，混合使用，B正确；C、对花生子叶切片进行脂肪鉴定需要使用显微镜，C正确；D、用苏丹III鉴定脂肪实验中，观察花生子叶切片时，视野中的脂肪为橘黄色，D错误。故选D。2．《易经》云∶天生一，一生水，水生万物。水是生命之源，也是文明之源。《汜胜之书》中记载了古人用粪便施肥的事情。下列叙述错误的是（）A．郑板桥云∶东北人参凤阳梨，难及潍县萝卜皮。青萝卜甜脆多汁是因为其含水量较高，糖等多种物质溶解于水中B．谚语霜打后的青菜格外甜，主要是因为霜打后的青菜细胞中的多糖水解成小分子糖，降低冰点，这也是植物对低温的一种适应C．《齐民要术·种谷》中的"谷田必须岁易"指的是在同一块土地上连续多年只种谷子，其产量会逐年下降，出现该现象的原因可能是连续多年的选择性吸收使土壤中谷子生长所必需的矿质元素含量降低D．《汜胜之书》中提到收获的粮食要曝使极燥，曝使极燥后，细胞丧失了全部水分，新陈代谢完全停止【答案】D【分析】1、细胞中的水包括结合水和自由水，结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水：①良好的溶剂，②运送营养物质和代谢的废物，③参与许多化学反应，④为细胞提供液体环境，⑤维持细胞形态。2、无机盐主要以离子的形式存在，其生理作用有：（1）细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如Fe2+是血红蛋白的主要成分；Mg2+是叶绿素的必要成分。（2）维持细胞的生命活动，如钙可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。（3）维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。【解析】A、青萝卜甜脆多汁是因为其含水量较高，糖等多种物质溶解于水中表现出来的，A正确；B、霜打后的青菜为了不发生冻害，细胞中的多糖水解成小分子糖，增大细胞液浓度降低冰点，这也是植物对低温的一种适应，B正确；C、在同一块土地上连续多年只种一种作物，其产量会逐年下降，出现该现象的原因可能是连续多年的选择性吸收相同的必需的矿质元素，使土壤中该种作物生长所必需的矿质元素含量降低，C正确；D、《汜胜之书》中提到收获的粮食要曝使极燥，曝使极燥后，细胞丧失了大部分自由水，新陈代谢速率降到很低，但没完全停止，D错误。故选D。3．如图表示油菜种子成熟过程中各种有机物的变化情况，下列有关分析正确的是（）A．第40天，油菜种子很容易被苏丹Ⅲ染液染成红色B．早期可溶性糖减少可能是转化成了蛋白质C．等质量的油菜种子比小麦种子含C、H的比例更高D．将成熟油菜种子磨成匀浆并加入双缩脲试剂不会出现紫色反应【答案】C【分析】由曲线图分析可知，种子中可溶性糖类占种子的干重的百分比随天数的增加而减少；淀粉的含量占种子干重的百分比随天数的增加而减少；脂肪的含量随天数的增加而增加；含氮物质随天数的增加含量基本不变，据此推测可知，油菜种子在成熟的过程中，光合作用的产物糖类物质不断的转化成脂肪储存起来。【解析】A、由曲线图分析可知，第40天时脂肪含量高，油菜种子很容易被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，A错误；B、由图分析可知，早期脂肪含量增加，可溶性糖和淀粉减少，可能是可溶性糖和淀粉转化为了脂肪，B错误；C、脂肪中C、H比例高于糖类，油菜种子中富含脂肪，小麦种子中富含淀粉，所以等质量的油菜种子比小麦种子含C、H的比例更高，C正确；D、成熟的油菜种子中含有蛋白质，故将成熟油菜种子磨成匀浆并加入双缩脲试剂会出现紫色反应，D错误。故选C。4．人体的胆固醇含量过高会使血液粘稠度增高，引发动脉粥样硬化、心脑血管等方面的疾病；长期摄入过多糖类，容易导致糖尿病。下列相关叙述正确的是（）A．合成胆固醇需要氮元素作为原料，而合成糖类则不需要B．胆固醇和糖类摄入过多会导致各种疾病，因此要选择低糖和不含胆固醇的食物C．人体消化道很难消化纤维素，但可以食用一些富含纤维素的食物以促进胃肠蠕动D．胆固醇是所有生物的细胞膜的重要成分，还可参与人体血液中脂质的运输【答案】C【分析】脂质分为脂肪、磷脂和固醇，固醇包括胆固醇、性激素和维生素D，与糖类相比，脂肪分子中的氢含量多，氧含量少，氧化分解时产生的能量多，因此是良好的储能物质，磷脂双分子层构成生物膜的基本骨架，固醇中的胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分，也参与脂质在血液中的运输。【解析】A、胆固醇的元素组成为CHO，不需要氮元素作原料，A错误；B、胆固醇可参与构成动物细胞膜，此外还可参与血液中脂质的运输，故食物中应适当含有胆固醇，B错误；C、人体消化道很难消化纤维素，但纤维素等膳食纤维能够促进胃肠的蠕动和排空，故应多吃一些富含膳食纤维的食物，C正确；D、胆固醇可参与构成动物细胞膜，而非所有生物细胞膜的成分，D错误。故选C。5．科学家使用疏基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶（由124个氨基酸残基组成，有4个—S—S—），处理后该酶活性消失，再通过透析的方法去除尿素和疏基乙醇，将该酶转移到生理盐水缓冲液中，经过一段时间，发现该酶活性得以恢复，下列叙述正确的是（）A．疏基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶与胰蛋白酶处理的作用效果相同B．非折叠状态的该酶相对分子质量比天然状态增加了8C．牛胰核糖核酸酶由天然状态成为非折叠状态后，遇双缩脲试剂不显示紫色D．由氨基酸合成有催化活性的牛胰核糖核酸酶分子后，相对分子质量比原来减少2214【答案】B【分析】1、某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。糖类中的还原糖，如葡萄糖，与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。因此，可以根据有机物与某些化学试剂所产生的颜色反应，检测生物组织中糖类、脂肪或蛋白质的存在。2、链状肽：（1）肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。（2）蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18。(不考虑形成二硫键)【解析】A、巯基乙醇和尿素处理没有破坏肽键，但胰蛋白酶处理破坏肽键，两者处理的作用效果不同，A错误；B、非折叠状态的牛胰核糖核酸酶4个二硫键被打开，形成8个—SH，相对分子质量比天然状态多8，B正确；C、牛胰核糖核酸酶在非折叠状态时，肽键没有破坏，仍能与双缩脲试剂反应呈紫色，C错误；D、图中牛胰核糖核酸酶一共有124个氨基酸，由于该酶只由一条肽链组成，因此在形成牛胰核糖核酸酶时会形成124-1=123个肽键，脱去的水分子数目=形成的肽键数=123个，由于两个巯基脱氢后形成一个二硫键，则在该过程中分子量减少了=水分子的分子量+脱去的氢=18×123+4×2=2222，D错误。故选B。6．两个氨基酸分子发生脱水缩合的过程如图所示。下列叙述正确的是（）A．甘氨酸和丙氨酸的差异在于空间结构不同B．合成的a氨基酸只能从我们的饮食中获取C．水分子中的氧来自甘氨酸的—COOHD．a表示二肽，只含有一个肽键【答案】D【分析】氨基酸通过脱水缩合形成多肽链，而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基（-COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（-NH2）相连接，同时脱出一分子水的过程。【解析】A、氨基酸的种类是由R基决定，甘氨酸和丙氨酸的差异在于R基不同，A错误；B、题图中的a表示由甘氨酸和丙氨酸经脱水缩合反应形成的二肽，不是氨基酸，B错误；C、水分子中的氧来自羧基，甘氨酸和丙氨酸都含有一COOH和-NH2，当甘氨酸和丙氨酸反应，可以发生甘氨酸-丙氨酸脱水缩合，也可以发生丙氨酸-甘氨酸脱水缩合，因此水分子中的氧来自甘氨酸的一COOH，也可以来自丙氨酸的-COOH，C错误；D、题图中的a表示由甘氨酸和丙氨酸经脱水缩合反应形成的二肽链，只含有一个肽键，D正确。故选D。7．甲图中①②③④表示不同化学元素所组成的化合物，乙图表示由四个单体构成的化合物。以下说法错误的是（）A．若甲图中的②大量存在于皮下和内脏器官周围等部位，则②是脂肪B．若甲图中④在植物叶肉细胞中广泛存在，则④可能与光合作用密切相关C．乙图中若单体是氨基酸，则该化合物彻底水解后的产物中氧原子数增加3个D．乙图中若单体是四种脱氧核苷酸，则该化合物彻底水解后的产物有4种【答案】D【分析】1、化合物的元素组成：(1)蛋白质是由C、H、O、N元素构成，有些含有P、S；(2)核酸是由C、H、O、N、P元素构成；(3)脂质是由C、H、O构成，有些含有N、P；(4)糖类是由C、H、O组成。2、分析题图甲：①的组成元素是C、H、O、N，最可能是蛋白质或氨基酸；②的组成元素只有C、H、O，可能是糖类或脂肪；③的组成元素是C、H、O、N、P，可能是ATP或核酸；④的组成元素是C、H、O、N、Mg，可能是叶绿素。【解析】A、②的组成元素只有C、H、O，且存在于皮下和内脏器官周围等部位，可能是脂肪，A正确；B、④的组成元素是C、H、O、N、Mg，则④可能是叶绿素，与光合作用有关，B正确；C、乙图中若单体是氨基酸，则为四肽，则该化合物彻底水解需要3分子水。所以水解后的产物中氧原子数增加3个，C正确；D、乙图中若单体是四种脱氧核苷酸，则为DNA，该化合物彻底水解后的产物有脱氧核糖、磷酸和四种碱基A、C、G、T，共6种，D错误。故选D。8．某同学的早餐菜单：一杯牛奶、一块面包夹火腿肠和适量蔬菜，下列对其营养成分和价值的评价，正确的是（）A．该早餐中含有水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸B．该早餐中的多糖有蔗糖、淀粉、纤维素和糖原C．该早餐的营养价值包括能提供人体细胞内可合成的必需氨基酸D．该早餐中的DNA可被人体细胞直接吸收利用【答案】A【分析】1、糖类分为单糖、二糖和多糖，葡萄糖、核糖、脱氧核糖等不能水解的糖称为单糖，由2个单糖脱水缩合形成的糖称为二糖，多糖有淀粉、纤维素和糖原，糖原是动物细胞的储能物质，淀粉是植物细胞的储能物质，纤维素是植物细胞壁的成分。2、蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸，必需氨基酸指人体（或其它脊椎动物）不能合成或合成速度远不能适应机体需要，必须由食物蛋白质供给的氨基酸。【解析】A、牛奶中含水、糖类、脂质、蛋白质等，面包夹火腿肠和适量蔬菜中含水、纤维素、糖原、淀粉、脂质、蛋白质等，A正确；B、蔗糖属于二糖，B错误；C、必需氨基酸在人体细胞中不能合成，必须从外界获得，C错误；D、DNA是大分子物质，被相应酶催化水解为小分子物质后，才可被人体细胞吸收，D错误。故选A。9．关于细胞中的水的结构与功能，叙述错误的是（）A．水是极性分子，电子的不对称分布使水成为良好的溶剂B．水分子可以与细胞内蛋白质、脂肪等物质结合而成结合水C．北方冬小麦在天气寒冷时，结合水比例会升高D．水分子之间的氢键比较弱，使水具有流动性，从而可以运输营养物质和废物【答案】B【分析】1、水在细胞中以两种形式存在：自由水和结合水。2、水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水分子成为一个极性分子。【解析】A、水分子是一个极性分子，带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂，A正确；B、水在细胞中有两种存在形式：自由水和结合水。其中结合水是和蛋白质、多糖等物质结合，成为生物体的构成成分，B错误；C、冬季植物休眠，代谢缓慢，自由水含量下降，结合水含量上升，自由水/结合水比例降低，C正确；D、水分子之间的氢键比较弱，易被破坏，只能维持较短的时间，这样氢键不断地断裂，又不断地形成，使水在常温下能够维持液体状态，具有流动性，从而可以运输营养物质和废物，D正确。故选B。10．下列关于还原糖鉴定的叙述中，正确的是（）A．由于甘蔗中含糖量高，所以是鉴定还原糖的理想材料B．鉴定还原糖所选材料应为白色或近于白色，便于观察反应后的颜色C．鉴定还原糖所用的试剂，也可以直接用于鉴定蛋白质D．鉴定还原糖不需要用显微镜观察，但必须加热至沸腾【答案】B【分析】生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉、蔗糖）。（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液（或苏丹Ⅳ染液）鉴定，呈橘黄色（或红色）。【解析】A、蔗糖不是还原糖，因此甘蔗的茎不能用于可溶性还原糖的鉴定，A错误；B、还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀，所以鉴定还原糖所选材料应为白色或近于白色，便于观察反应后的颜色，B正确；C、鉴定还原糖用斐林试剂，鉴定蛋白质用的是双缩脲试剂，斐林试剂甲液与双缩脲试剂A液相同，但斐林试剂乙液与双缩脲试剂B液不相同，因此斐林试剂甲液和乙液不可直接用于蛋白质鉴定，C错误；D、鉴定还原糖不需要用显微镜观察，但必须加热至50℃-60℃，D错误。故选B。二、非选择题11．科学家发现一种叫“熊虫”的动物，能耐受-271℃的冰冻数小时（这时它的代谢率几乎可降至0），此时，它的体内会大量产生一种叫做海藻糖的二糖。实验证明该动物体液中的海藻糖可以保护组织细胞，使组织细胞避免受到低温造成的损伤。为了探究海