Question

【題目】細(xì)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(gè)系統(tǒng)的物質(zhì)組成有助于認(rèn)識(shí)這個(gè)最基本的生命系統(tǒng)。請(qǐng)分析回答下列問題：

（1）參與細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜化合物的組成，對(duì)維持細(xì)胞形態(tài)、酸堿平衡等都具有重要作用的物質(zhì)是___________。

（2）如圖表示了細(xì)胞內(nèi)某些重要化合物的元素組成及相互關(guān)系：

①圖中X代表的化學(xué)元素是_______。

②已知由b個(gè)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(zhì)的分子量約為__________________。

③現(xiàn)從某種真核細(xì)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(jī)物，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(shí)驗(yàn)中所用的培養(yǎng)液相當(dāng)于細(xì)胞內(nèi)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(hào)）。若這些化合物中的氮原子已被15N標(biāo)記，實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到某一多肽含20個(gè)15N，則該多肽最少有____個(gè)肽鍵。

（3）已知某多肽由88個(gè)氨基酸縮合而成，含有游離的氨基6個(gè)，甲硫氨酸5個(gè)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(gè)。若去掉多肽中的甲硫氨酸，肽鍵數(shù)目會(huì)減少______個(gè)，0原子數(shù)目減少_________個(gè)，氨基增加_______個(gè)。

Answer 1

【答案】 無機(jī)鹽 N、P ab-18（b-n） 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 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(zhì)，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(xué)元素是N、P。

（1）無機(jī)鹽的功能有：參與細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜化合物的組成，對(duì)于維持細(xì)胞形態(tài)、酸堿平衡及其他一些生命活動(dòng)都具重要作用。

（2）①根據(jù)以上分析已知，圖中X代表的化學(xué)元素是N、P。

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

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

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