Question

【題目】細胞是多種化學元素和化合物構成的生命系統。通過分析這個系統的物質組成有助于認識這個最基本的生命系統。請分析回答下列問題：

（1）參與細胞內復雜化合物的組成，對維持細胞形態、酸堿平衡等都具有重要作用的物質是___________。

（2）如圖表示了細胞內某些重要化合物的元素組成及相互關系：

①圖中X代表的化學元素是_______。

②已知由b個氨基酸脫水縮合而成的某種化合物B有n條肽鏈，若氨基酸的平均分子量為a，則該蛋白質的分子量約為__________________。

③現從某種真核細胞中提取出大量核糖體放入培養液里，再加入下列幾種有機物，模擬化合物B的合成。

假設培養液里含有核糖體完成其功能所需的一切物質和條件。其中實驗中所用的培養液相當于細胞內的______________。上述五種化合物中能作為原料合成化合物B的是_________（填序號）。若這些化合物中的氮原子已被15N標記，實驗中檢測到某一多肽含20個15N，則該多肽最少有____個肽鍵。

（3）已知某多肽由88個氨基酸縮合而成，含有游離的氨基6個，甲硫氨酸5個且在肽鏈中的位置為3、25、56、78、88，甲硫氨酸的分子式為C5H11O2NS，那么合成該多肽的氨基酸共有N原子__________個。若去掉多肽中的甲硫氨酸，肽鍵數目會減少______個，0原子數目減少_________個，氨基增加_______個。

Answer 1

【答案】 無機鹽 N、P ab-18（b-n） 細胞質基質 ①⑤ 9 93 9 4 【答題空10】4

【解析】試題分析：分析圖形可知，圖中B表示蛋白質，則b是氨基酸，其組成元素是C、H、O、N，所以Y是N元素；A是DNA，其組成單位a是脫氧核苷酸，由C、H、O、N、P組成，所以X代表的化學元素是N、P。

（1）無機鹽的功能有：參與細胞內復雜化合物的組成，對于維持細胞形態、酸堿平衡及其他一些生命活動都具重要作用。

（2）①根據以上分析已知，圖中X代表的化學元素是N、P。

②已知由某種化合物B有n條肽鏈，b個氨基酸，氨基酸的平均分子量為a，則該蛋白質的分子量約為ab-18（b-n）。

③已知培養液里含有核糖體完成其功能所需的一切物質和條件，則培養液相當于細胞質基質。根據氨基酸的結構通式可知，每個氨基酸中至少含有一個氨基和一個羧基，并且有一個氨基和一個羧基連接在同一個C原子上，因此圖中五種化合物中能作為原料合成蛋白質的是①④⑤。由于⑤中含有2個氨基，因此若某一多肽含20個15N，該多肽鏈至少氨基酸的個數是含有10個⑤氨基酸，因此氨基酸在脫水縮合反應的過程中至少形成9個肽鍵。

（3）由于一個肽鏈中至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基，現肽鏈中共有氨基6個，其中有5個應位于R基上，所以合成該多肽的氨基酸共有N原子數目=氨基酸數目+5個R基上的N原子數=88+5=93個。由于該肽鏈含有5個甲硫氨酸，在中間的4個（分別位于第3、25、56、78位）每水解掉一個就少2個肽鍵，而最后一個（位于第88位）僅少一個肽鍵，所以去掉該多肽中的甲硫氨酸，肽鍵數目會減少2×4+1=9個；由于甲硫氨酸的分子式為C5H11O2NS，R基中沒有游離的羧基，若去掉該多肽中間的每個甲硫氨酸（分別位于第3、25、56、78位），斷裂每個甲硫氨酸兩側的肽鍵共消耗2分子而增加2個氧原子，而去掉末端的甲硫氨酸（第88位）只斷裂一個肽鍵消耗1分子水而增加1個氧原子，所以若去掉該多肽中的甲硫氨酸，O原子數目的減少數=5個甲硫氨酸分子中的氧原子數+斷裂5個甲硫氨酸共消耗的水分子數=5×2-（4×2+1）=1個；由于甲硫氨酸的分子式為C5H11O2NS，R基中沒有游離的氨基和羧基，所以去掉該多肽中的甲硫氨酸，中間的4個（分別位于第3、25、56、78位）每個肽鍵斷裂后都形成一個游離的氨基和一個游離的羧基，而最后一個（位于第88位）不影響氨基和羧基的數量，所以因此形成的幾個多肽中氨基和羧基均分別增加4個。