Question

14．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(guò)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(wèn)題：
（1）細(xì)胞中的水以結(jié)合水和自由水兩種形式存在，當(dāng)細(xì)胞代謝越旺盛時(shí)結(jié)合水與自由水的比值會(huì)降低．
（2）參與細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜化合物的組成，維持細(xì)胞形態(tài)、酸堿平衡及其他一些生命活動(dòng)都具重要作用的物質(zhì)是無(wú)機(jī)鹽．
（3）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：

Ⅰ．圖中X代表的化學(xué)元素是N和P，Y代表的化學(xué)元素是N．
Ⅱ．組成細(xì)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(jī)化合物是_糖類（糖類和脂肪）．
Ⅲ．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：

其中的氮原子已被¹⁵N標(biāo)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(shí)驗(yàn)中所用的培養(yǎng)液相當(dāng)于細(xì)胞內(nèi)的細(xì)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(hào)）．若實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到某一多肽含20個(gè)¹⁵N，則該肽最少有9個(gè)肽鍵．
Ⅳ．已知某種化合物B由n條肽鏈組成，氨基酸的平均分子量為a，控制該蛋白質(zhì)合成的基因含b個(gè)堿基對(duì)，則該蛋白質(zhì)的分子量約為（ab/3）-（b/3-n）×18  ．
Ⅴ．B物質(zhì)具有多種功能的原因是B具有多樣性．B具有多樣性的原因在于：
①?gòu)腷角度分析是由于組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序不同．
②從A角度分析是由于DNA的多樣性（或不同DNA的堿基排列順序不同）．

Answer 1

分析 1、分析題圖可知，B是蛋白質(zhì)，b是氨基酸，Y是N元素；A是DNA，a是脫氧核苷酸，X是N、P元素．
2、組成蛋白質(zhì)的氨基酸都至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上；
3、圖中的肽鏈片段中含有2個(gè)肽鍵（-CO-NH-），因此含有3個(gè)氨基酸，是三肽化合物；
4、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性與組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，根本原因是DNA分子的多樣性．

解答 解：（1）當(dāng)自由水比例增加時(shí)，生物體代謝活躍，因此細(xì)胞代謝越旺盛時(shí)，其中結(jié)合水與自由水的比值會(huì)降低．
（2）無(wú)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．
（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(xì)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(jī)化合物是糖類（糖類和脂肪）．
Ⅲ．若從某種真核細(xì)胞中提取出大量核糖體放入培養(yǎng)液里，再加入該五種化合物，其中的氮原子已被¹⁵N標(biāo)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(shí)驗(yàn)中所用的培養(yǎng)液相當(dāng)于細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)．
Ⅳ．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(gè)氨基（氮原子）、⑤中含有2個(gè)氨基（氮原子），若實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到某一多肽含20個(gè)¹⁵N，則該肽最少含有的氨基酸數(shù)=20÷2=10個(gè)（此時(shí)該肽只有⑤構(gòu)成）、此時(shí)所含有的肽鍵數(shù)（最少）=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=10-1=9個(gè)．
解：轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程中堿基對(duì)和氨基酸的比例是3：1可以推出氨基酸的個(gè)數(shù)是$\frac{3}$，氨基酸的總分子量為$\frac{ab}{3}$，脫水縮合中失去的水分子個(gè)數(shù)為$\frac{3}$-n，水的分子量（$\frac{3}$-n）×18，該蛋白質(zhì)的分子量約為$\frac{ab}{3}$-（$\frac{3}$-n）×18．
Ⅴ．蛋白質(zhì)多樣性從氨基酸水平分析是組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序不同；從DNA分子水平分析是DNA分子的多樣性．
故答案為：
（1）降低       
 （2）無(wú)機(jī)鹽
（3）
Ⅰ．N和P    N
Ⅱ．糖類（糖類和脂肪）
Ⅲ．細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)    ①⑤9
Ⅳ．（ab/3）-（b/3-n）×18
Ⅴ．①組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序不同
②DNA的多樣性（或不同DNA的堿基排列順序不同）

點(diǎn)評(píng) 本題是知識(shí)點(diǎn)是蛋白質(zhì)的組成元素、基本單位和功能，氨基酸的結(jié)構(gòu)通式和氨基酸的脫水縮合反應(yīng)，DNA的組成元素、基本單位和功能，DNA與蛋白質(zhì)的關(guān)系，分析題圖獲取信息是解題的突破口，對(duì)于相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用是解題的關(guān)鍵．