题目内容
【题目】细胞是多种化学元素和化合物构成的生命系统。通过分析这个系统的物质组成有助于认识这个最基本的生命系统。请分析回答下列问题：
（1）参与细胞内复杂化合物的组成，对维持细胞形态、酸碱平衡等都具有重要作用的物质是___________。
（2）如图表示了细胞内某些重要化合物的元素组成及相互关系：
①图中X代表的化学元素是_______。
②已知由b个氨基酸脱水缩合而成的某种化合物B有n条肽链，若氨基酸的平均分子量为a，则该蛋白质的分子量约为__________________。
③现从某种真核细胞中提取出大量核糖体放入培养液里，再加入下列几种有机物，模拟化合物B的合成。
假设培养液里含有核糖体完成其功能所需的一切物质和条件。其中实验中所用的培养液相当于细胞内的______________。上述五种化合物中能作为原料合成化合物B的是_________（填序号）。若这些化合物中的氮原子已被15N标记，实验中检测到某一多肽含20个15N，则该多肽最少有____个肽键。
（3）已知某多肽由88个氨基酸缩合而成，含有游离的氨基6个，甲硫氨酸5个且在肽链中的位置为3、25、56、78、88，甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS，那么合成该多肽的氨基酸共有N原子__________个。若去掉多肽中的甲硫氨酸，肽键数目会减少______个，0原子数目减少_________个，氨基增加_______个。
【答案】 无机盐 N、P ab-18（b-n） 细胞质基质 ①⑤ 9 93 9 4 【答题空10】4
【解析】试题分析：分析图形可知，图中B表示蛋白质，则b是氨基酸，其组成元素是C、H、O、N，所以Y是N元素；A是DNA，其组成单位a是脱氧核苷酸，由C、H、O、N、P组成，所以X代表的化学元素是N、P。
（1）无机盐的功能有：参与细胞内复杂化合物的组成，对于维持细胞形态、酸碱平衡及其他一些生命活动都具重要作用。
（2）①根据以上分析已知，图中X代表的化学元素是N、P。
②已知由某种化合物B有n条肽链，b个氨基酸，氨基酸的平均分子量为a，则该蛋白质的分子量约为ab-18（b-n）。
③已知培养液里含有核糖体完成其功能所需的一切物质和条件，则培养液相当于细胞质基质。根据氨基酸的结构通式可知，每个氨基酸中至少含有一个氨基和一个羧基，并且有一个氨基和一个羧基连接在同一个C原子上，因此图中五种化合物中能作为原料合成蛋白质的是①④⑤。由于⑤中含有2个氨基，因此若某一多肽含20个15N，该多肽链至少氨基酸的个数是含有10个⑤氨基酸，因此氨基酸在脱水缩合反应的过程中至少形成9个肽键。
（3）由于一个肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，现肽链中共有氨基6个，其中有5个应位于R基上，所以合成该多肽的氨基酸共有N原子数目=氨基酸数目+5个R基上的N原子数=88+5=93个。由于该肽链含有5个甲硫氨酸，在中间的4个（分别位于第3、25、56、78位）每水解掉一个就少2个肽键，而最后一个（位于第88位）仅少一个肽键，所以去掉该多肽中的甲硫氨酸，肽键数目会减少2×4+1=9个；由于甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS，R基中没有游离的羧基，若去掉该多肽中间的每个甲硫氨酸（分别位于第3、25、56、78位），断裂每个甲硫氨酸两侧的肽键共消耗2分子而增加2个氧原子，而去掉末端的甲硫氨酸（第88位）只断裂一个肽键消耗1分子水而增加1个氧原子，所以若去掉该多肽中的甲硫氨酸，O原子数目的减少数=5个甲硫氨酸分子中的氧原子数+断裂5个甲硫氨酸共消耗的水分子数=5×2-（4×2+1）=1个；由于甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS，R基中没有游离的氨基和羧基，所以去掉该多肽中的甲硫氨酸，中间的4个（分别位于第3、25、56、78位）每个肽键断裂后都形成一个游离的氨基和一个游离的羧基，而最后一个（位于第88位）不影响氨基和羧基的数量，所以因此形成的几个多肽中氨基和羧基均分别增加4个。
