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单元备考特供(一)
01重点题型突破——选择题解题技巧
【题型试解】
下面是三种组成蛋白质的氨基酸的结构式,据图分析下列叙述不正确的是( )
A.以上这三种氨基酸的R基依次分别是-H、-CH3、-CH2OH
B.这三种氨基酸理化性质的不同取决于R基不同
C.甲是最简单的氨基酸
D.从上式可看出,只要含有一个氨基和一个羧基的化合物就是组成蛋白质的氨基酸
解析 根据组成蛋白质的氨基酸的结构通式可判断:甲、乙、丙三种氨基酸的R基分别是-H、-CH3、-CH2OH,不同氨基酸R基的不同决定了其理化性质的不同;组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
答案 D
【方法技巧】
要想准确、快速地解答生物选择题,必须掌握几种常见的解题方法:
(1)直选法:对于比较简单、答案明显的试题,或者是自己十分熟悉、很有把握的试题,可采取直选法,直接选出符合题意的选项。
(2)排除法(淘汰法):如果对四个选项中的某一个选项把握不准,可以通过对其他三个选项进行判断分析,排除不符合题意的选项,获得正确选项。试题的选项中有一些绝对说法,如“完全”“都”“一定”等,需要寻找“特例”对该选项进行排除或判定。
(3)推理法:按照正向思维推理、逆向思维推理、横向思维推理或者假设反证的方法,对试题进行推理判断。
(4)避陷法:对于迷惑性或设陷性试题要特别注意。首先,排除题目中的干扰因素,防止无关因素的干扰;其次,注意挖掘题目中的隐含条件;再次,克服思维定势,对似曾相识的题目更要加倍小心,审出题目中的“变化”之处,以期突破思维定势。
(5)对比分析法:对所提供的四个选项进行对比,或者将四个选项分成两组,分别对两个相互矛盾的选项进行对比,淘汰错误的选项,保留相对正确的选项,然后再对相对正确的两个选项进行对比,获得正确的选项。
【技巧试用】
1.由1分子磷酸、1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b,如下图所示,下列有关叙述正确的是( )
A.若m为腺嘌呤,则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸
B.若a为核糖,则b为DNA的基本组成单位
C.若m为尿嘧啶,则DNA中肯定不含b这种化合物
D.若由b构成的核酸能被吡罗红染成红色,则a为脱氧核糖
E.组成化合物b的元素有C、H、O、N四种
F.a属于不能水解的糖,是生物体内的能源物质
G.若a为核糖,则由b组成的核酸主要分布在细胞核中
H.幽门螺杆菌体内含的化合物m共四种
解析 A错误,若m为腺嘌呤,因五碳糖有2种,则b对应2种核苷酸;B错误,若a为核糖,则b为RNA的基本单位;D错误,a应为核糖,RNA被染成红色;E错误,组成化合物b的元素有C、H、O、N、P五种;F错误,a应为结构物质非能源物质;G错误,RNA主要存在于细胞质中;H错误,因细菌中既含DNA又含RNA,故m共五种。
答案 C
2.(2013·海南卷,23)关于糖分解代谢的叙述,错误的是( )
A.甜菜里的蔗糖经水解可产生葡萄糖和果糖
B.乳汁中的乳糖经水解可产生葡萄糖和半乳糖
C.发芽小麦种子中的麦芽糖经水解可产生果糖
D.枯枝落叶中的纤维素经微生物分解可产生葡萄糖
解析 一分子蔗糖在酶作用下水解可以产生一分子葡萄糖和一分子果糖,一分子乳糖水解可以产生一分子葡萄糖和一分子半乳糖。而纤维素是多糖,其组成单体为葡萄糖。一分子麦芽糖水解则可以产生二分子的葡萄糖。故题中的四个选项中A、B、D正确,C是错误的。
答案 C
02分类实验提升——鉴定类实验
【高考实验】
1.某些特定化学物质的检测方法
验证鉴定类实验
常用试剂或指示物
作用
现象
碘液
检测、鉴定淀粉
淀粉遇碘变蓝
Ca(OH)2溶液
检测、鉴定CO2
CO2使Ca(OH)2溶液变浑浊
斐林试剂
检测、鉴定还原糖
砖红色沉淀
余烬木条
检测、鉴定O2
O2使余烬木条复燃
双缩脲试剂
检测、鉴定蛋白质
紫色
苏丹Ⅲ/Ⅳ染液
检测、鉴定脂肪
橘黄色/红色
2.用于提取或鉴定的试剂及颜色反应
实验
鉴定对象
试剂
颜色
水浴加热
生物材料
糖类的鉴定
淀粉
碘液
蓝色
不
脱色的叶片
还原糖(葡萄糖、果糖、麦芽糖)
斐林试剂
砖红色
需要
含糖量高的白色或近白色的植物组织、尿液等
蛋白质的鉴定
蛋白质
双缩脲试剂
紫色
不
豆浆、牛奶、鸡蛋清、蛋白质类酶
脂肪的鉴定
脂肪
苏丹Ⅲ/Ⅳ
橘黄色/红色
不
花生种子等含脂肪较多的种子
叶绿体中色素的提取和分离
叶绿体色素
无水乙醇、层析液
层析后出现四条色素带,从上到下依次是橙黄色的胡萝卜素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素a和黄绿色的叶绿素b
不
新鲜的绿叶
【实验例题】
某同学有喝牛奶的习惯,在学习了细胞的化合物知识后,他想知道牛奶中有无蛋白质和还原糖。下面是其未设计完的实验,请帮助他完成实验设计。
【实验目的】探究某品牌牛奶中有无蛋白质和还原糖。
【实验原理】利用颜色反应检测牛奶中有无蛋白质和还原糖。
【材料用具】略
【实验步骤】请补充表格中a、b、c、d处内容:
探究目的
探究牛奶中有无还原糖
探究牛奶中有无蛋白质
试管步骤
A
B
C
D
E
F
第一步
2 mL牛奶
2 mL蒸馏水
2 mL葡萄糖样液
2 mL牛奶
2 mL蒸馏水
2 mLa样液
第二步
2 mL斐林试剂
2 mL斐林试剂
2 mL斐林试剂
2 mL NaOH溶液
b
2 mL NaOH溶液
第三步
c
水浴加热
水浴加热
d
3滴~4滴CuSO4溶液
3滴~4滴CuSO4溶液
结果
(1)a.________;b.________;c.________;d.________。
(2)请预测A、D两个试管中的现象及其结论:
A:________________________________________________________。
D:______________________________________________________________。
(3)分析该实验设计:试管A和________构成对照实验,对照组为________,设置该组对照的目的是________。
解析 本题要求探究某品牌牛奶中有没有蛋白质和还原糖,实质上是考查可溶性还原糖与蛋白质鉴定的相关知识与技能。实验应设置对照,一般选择空白对照,但为了增强实验的说服力可增加一组标准对照,如探究牛奶中是否含有还原糖可用还原糖如葡萄糖进行对照,而探究牛奶中是否含有蛋白质可用蛋白质如酪蛋白进行对照。
答案 (1)蛋白质 2 mLNaOH溶液 水浴加热
3滴~4滴CuSO4溶液
(2)若出现砖红色沉淀,证明牛奶中含有还原糖,否则无还原糖若出现紫色,证明牛奶中含有蛋白质,否则无蛋白质
(3) B、C试管 B和C试管 通过对照探究牛奶中是否含有还原糖
【实验命题】
1.某实验小组为了验证乙烯的生理作用,进行了下列实验:取甲、乙两箱尚未成熟的番茄(绿色),甲箱用一定量的乙烯利(可释放出乙烯)处理;乙箱不加乙烯利,作为对照。当发现两箱番茄颜色有差异时,从这两箱中取等量的果肉,分别研磨成匀浆,除去匀浆中色素,过滤。取无色的等量滤液分别加入甲、乙两支试管中,再各加入等量的斐林试剂,摇匀加热后观察。下列对该实验过程中出现的实验现象描述错误的是( )
A.甲箱番茄呈红色
B.乙箱番茄呈绿色
C.乙试管中呈红黄色
D.甲试管中呈砖红色,但比乙试管中的颜色浅
解析 乙烯的主要生理作用是促进果实成熟,因此可以用乙烯(乙烯利)来促使未成熟的果实尽快成熟。果实在成熟的过程中,细胞内会发生一系列的生理变化,其中最主要的变化是淀粉在酶的水解作用下大量转化成麦芽糖、葡萄糖等。麦芽糖、葡萄糖等均为还原糖,可用斐林试剂检验鉴定,所以甲试管中呈砖色,但比乙试管中的颜色深。
答案 D
2. 某人身体不适,全身浮肿,去医院做尿液检查时,化验师做了如下操作:①取稀释尿液2 mL;②加0.1 g/mL NaOH溶液2 mL摇匀;③加0.01 g/mL CuSO4溶液3~4滴,摇匀;④观察结果有紫色出现。该人可能患有( )
A.糖尿病 B.肾小球肾炎
C.乙型肝炎 D.营养性贫血
解析 解答本题的突破口是实验操作的②和③两步骤及实验结果,出现紫色是鉴定蛋白质具有的颜色反应现象。因为出现紫色是双缩脲试剂与蛋白质相互作用产生的特定颜色反应,故可知尿液中含有蛋白质;又因血液中的蛋白质只有在肾小球发炎,毛细血管壁通透性增大时,才会渗入尿液中,故可知B项符合题意。
答案 B
03热点考向聚焦——有关蛋白质的计算
与蛋白质有关的计算涉及题目较多,难度较大,但每种题型都有相应的解题方法。
1.有关蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数及蛋白质相对分子质量的计算
【解题依据】
①n个氨基酸脱水缩合形成一条多肽链,则肽键数=(n-1)个;
n个氨基酸脱水缩合形成m条多肽链,则肽键数=(n-m)个;
无论蛋白质中有多少条肽链,始终有:脱水数=肽键数=氨基酸数-肽链数
②蛋白质的相对分子质量=氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量-脱水数×18(水的相对分子质量)。
比如有m个氨基酸,形成n个肽链,每个氨基酸的平均相对分子质量为a,公式:蛋白质相对分子质量为=m·a-(m-n)·18[其中(m-n)为失去的水分子数,18为水的相对分子质量]。
注:①环状肽特点是肽键数与氨基酸数相同。即肽键的数目=脱去的水分子的数目=氨基酸的数目。
②如果形成二硫键,需考虑每形成一个二硫键需去掉两个H。
【典型研析】
免疫球蛋白IgG的结构示意图如下,其中-S-S-表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该IgG由m个氨基酸构成,则该IgG有肽键数( )
A.m个 B.(m+1)个
C.(m-2)个 D.(m-4)个
解析 从题中图示可看出,该免疫球蛋白IgG由m个氨基酸经脱水缩合形成的4条肽链构成,即脱去的水分子数为(m-4)个,肽键个数与水分子数是一一对应的,肽键个数也为(m-4)个。
答案 D
【高考命题】
1. (2013·上海卷)如图某蛋白质由124个氨基酸组成,其中有8个-SH,在肽链形成空间结构时,生成4个二硫键(-S-S-),若氨基酸平均分子量为125,则该蛋白质的分子量约为( )
A.13278 B.13286
C.13294 D.15500
解析 氨基酸形成肽链的脱水缩合过程中脱去水分子数为124-1=123个,蛋白质相对分子质量为na-18(n-m)=124×125-18(124-1)=13286,在肽链形成空间结构时,还生成了4个二硫键(-S-S-),脱去了8个H,因此蛋白质的相对分子质量为13278。
答案 A
2. 若某蛋白质的分子量为11935,在合成这个蛋白质分子的过程中脱水量为1908,假设氨基酸的平均分子量为127,则组成该蛋白质分子的肽链有( )
A. 1条 B. 2条
C. 3条 D. 4条
解析 据脱水量,可求出脱水数=1908÷18=106,形成某蛋白质的氨基酸的分子质量之和=11935+1908=13843,则氨基酸总数=13843÷127=109,所以肽链数=氨基酸数-脱水数=109-106=3。
答案 C
2.有关蛋白质中游离的氨基或羧基数目的计算
【解题依据】
氨基酸之间脱水缩合时,原来的氨基和羧基已不存在,形成的多肽的一端是-NH2,另一端是-COOH,所以对于n条肽链的多肽,每1条肽链至少应有1个-NH2,1个-COOH,若还有-NH2或-COOH,则存在于R基中。
(1)至少含有的游离氨基或羧基数目=肽链条数
(2)游离氨基或羧基数目=肽链条数+R基中含有的氨基或羧基数
【典例研析】
某蛋白质分子含有4条肽链,共有96个肽键,则此蛋白质分子中至少含有-COOH和-NH2的数目分别为( )
A. 4、 100 B. 4、 4
C. 100、100 D. 96、96
解析 以一条由n个氨基酸组成的肽链为例:在未反应前,n个氨基酸至少含有的-COOH和-NH2的数目都为n(因每个氨基酸至少含有1个-COOH和 1个-NH2),由于肽链中包括(n-1)个肽键,而形成1个肽键分别消耗1个-COOH和 1个-NH2,所以共需消耗(n-1) 个-COOH和 (n-1)个-NH2 ,所以至少含有的-COOH和-NH2的数目都为1,与氨基酸R基团中-COOH和-NH2 的数目无关。本题中蛋白质包含4条肽链,所以至少含有-COOH和-NH2的数目都为4。
答案 B
【高考命题】
3.一个蛋白质分子由四条肽链组成,364个氨基酸形成,则这个蛋白质分子含有的-COOH和-NH2 数目分别为( )
A. 366、366 B. 362、362
C.4、 4 D.无法判断
解析 本题与上题的不同之外在于要求出-COOH和-NH2 的确切数目,所以必须知道氨基酸R基团中-COOH和-NH2 的具体数目,本题无从知晓,所以无法判断。
答案 D
4.某蛋白质分子由3条多肽链组成,内有肽键109个,则此分子中含有-NH2或-COOH的数目至少为:( )
A. 112、112 B. 109、109
C. 9、9 D. 3、3
解析 每1条多肽链至少含有1个氨基和1个羧基,并且分别位于这条肽链的两端。3条多肽链应至少含有3个氨基和3个羧基。
答案 D
3.有关蛋白质中与各原子有关的计算
【解题依据】 多肽中各原子数目
(1)碳原子数=氨基酸的分子数×2+R基上的碳原子数。
(2)氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数-脱去的水分子数×2。
(3)氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去的水分子数=氨基酸数目+肽链数+R基的O原子数目
(4)氮原子数=肽链数+肽键数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数。
(5)由于R基上的碳原子数不好确定,且氢原子数较多,因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口,计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
【典例研析】 分析多肽E和多肽F得到以下结果(单位:个)
元素或基团
C
H
O
N
氨基
羧基
多肽E
201
348
62
53
3
2
多肽F
182
294
55
54
6
1
两种多肽中氨基酸的数目最可能是( )
选项
A
B
C
D
多肽E
199
340
58
51
多肽F
181
281
53
49
解析 组成生物体蛋白质的氨基酸中N全部存在与-NH2或-CO-NH-中,而O不仅在-COOH中,在-CO-NH-、-OH中还有,因此要计算氨基酸的种类需要按照N的数目进行计算。多肽E中氨基为3个,则说明R基中含有2个N,则氨基酸数目为53-2=51;多肽F,说明R基中含有5个N,则氨基酸数目为54-5=49。
答案 D
【高考命题】
5.已知氨基酸的平均分子量为128,测得某蛋白质的分子量为5646,试判断该蛋白质的氨基酸数和肽链数依次是( )
A.51和1 B.51和2
C.44和1 D.44和2
解析 蛋白质的分子量确定后,氨基酸的数量与肽链的数量存在着必然的函数关系,如设氨基酸的数量与肽链的条数分别为x和y,则有 128x-18(x-y)=5646,尽管1个方程包含2个未知数,但x和y必须都为符合题意的整数解,这样可解得:x=51,y=2。
答案 B
6.今有一化合物,其分子式为C55H70O19N10,已知将它完全水解后只得到下列四种氨基酸:
(1)该多肽是________肽。
(2)该多肽进行水解后,需________个水分子,得到________个甘氨酸分子,________个丙氨酸分子。
解析 (1) 从该多肽水解后得到的4种氨基酸的结构式可以看出,每种氨基酸都仅含有一个N原子,而此多肽中共含有10个N原子,所以该多肽是由10个氨基酸缩合形成的,因而为十肽。
(2)十肽水解显然需要9个水分子。根据4种氨基酸的分子结构,可分别写出它们的分子式:甘氨酸为C2H5O2N,丙氨酸为C3H7O2N,苯丙氨酸为C9H11O2N,谷氨酸为C5H9O4N,由于该多肽形成时失去9个水分子,所以10个氨基酸中共有:C原子55个,H原子88个(70+2× 9),O原子28个(19+19 ×1),N原子10个。设此多肽中这四种氨基酸的数目分别为a、b、c、d个,则有2a+3b+9c+5d=55,5a+7b+11c+9d=88,2a+2b+2c+4d=28,a+b+c+d=10。解得,a=1,b=2,即该多肽水解后得到1个甘氨酸分子,2个丙氨酸分子。
答案 十 9 1 2
4. 有关蛋白质种类的计算
【解题依据】
多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。对于氨基酸数目相同的多肽来说,则取决于氨基酸的种类和排列顺序。可以借助下面的示意图(以20种氨基酸形成的四肽化合物为例)
若每种氨基酸数目无限(允许重复)的情况下,可形成肽类化合物的种类有204种(即1号位置安放氨基酸的情况有20种,2、3、4号也是如此,即20×20×20×20=204种)。
【典例研析】
由4种氨基酸,每种氨基酸数量不限,最多能合成不同结构的三肽有( )
A. 4种 B.43种
C.34种 D. 12种
解析 三肽总共有三个氨基酸,第一个氨基酸可以为4种中的任何一种,有4种可能;第二个氨基酸也有4种可能;第三个氨基酸也有4种可能。
答案 B
【高考命题】
7.现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸,它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有( )
A.9种,9种 B.6种,3种
C.18种,6种 D.27种,6种
解析 由题意很容易计算出足量的3种氨基酸构成的三肽有33=27种。对于包含3种氨基酸的三肽种类的理解,可借用示意图“ ”来分析,即第一个位置的氨基酸有3种情况,第二个位置只能从另外2种氨基酸中任选1种,第三个位置只能安放剩余的1种,虽然这3种氨基酸足量,即3×2×1=6种。
答案 D
04专家预测考题——高考大猜想
【预期考情】
本单元包含细胞的多样性和统一性、细胞中的元素和化合物及有机物的鉴定与DNA、RNA分布观察,重点内容为原核细胞和真核细胞的区别和联系、使用高倍镜观察几种细胞、蛋白质的结构和功能、核酸的结构和功能、糖类及脂质的种类和作用、无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。这也是高考考查的重难点,根据高考变化趋势,预计在2015年仍然会以细胞中的有机物为考查重点。
【预测题例】
1.下图表示糖类的化学组成和种类,相关叙述正确的是( )
A.所有的糖类都用于细胞呼吸
B.①、②、③分别表示单糖、二糖和多糖
C.线粒体和叶绿体中都含有的糖类是核糖、脱氧核糖和葡萄糖
D.⑤和肝糖原都可以在胰高血糖素的促进作用下水解补充血糖
解析 核糖、脱氧核糖及纤维素(④)等不用于细胞呼吸;从图中可以看出,①、②、③分别表示单糖、二糖和多糖;线粒体中无葡萄糖;肌糖原不可以水解补充血糖。
答案 B
2.不能发生如下图所示水解反应的化合物是( )
A.核苷酸 B.胰高血糖素
C.唾液淀粉酶 D.糖原
解析 胰高血糖素属于多肽,唾液淀粉酶属于蛋白质,组成多肽、蛋白质的单体是氨基酸。糖原属于多糖,组成多糖的单体是葡萄糖。核苷酸是组成核酸的单体,不是生物大分子。
答案 A
3.下图表示细胞中4类有机化合物的关系,每个椭圆代表一类有机物,则列出这4种化合物名称中最合理的一组是( )
A.①~④:脂质、酶、蛋白质、激素
B.①~④:激素、脂质、蛋白质 、酶
C.①~④:酶、蛋白质、激素、脂质
D.①~④:激素、脂质、酶、蛋白质
解析 绝大多数酶是蛋白质,激素有蛋白质类激素、脂质类激素、氨基酸衍生物类激素等。
答案 C
4. “瘦素”是最近由英国研究人员发现的人体中一种重要激素,它能控制人的食欲。注射“瘦素”后,人的食欲会下降,从而对人体是否发胖起到至关重要的作用。请回答下列问题:
(1)肥胖是由体内脂肪过多引起的,检验脂肪的试剂是________,颜色反应是________。
(2)在“5·12汶川大地震”后期的救援中,从废墟下救出的生还者女性较男性多。其原因在于女性皮下脂肪厚,在没有食物和饮水的条件下,女性的生存期限会比男性长。请从脂肪的元素组成及主要作用角度分析出现上述现象的原因:
________________________________________________________________________。
(3)某校生物兴趣小组想利用以下材料,设计实验探究“瘦素”能否控制动物的食欲以及能否起到减肥作用,请帮他们完成下列实验设计。
材料用具:大鼠若干只、普通饲料、一定剂量的“瘦素”溶液、生理盐水,其他所需条件均满足。
实验步骤:
第一步:__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第二步:___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第三步:______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第四步:一段时间后,观察大鼠的食欲状况,称量并统计各组大鼠的体重。
解析 (1)检验脂肪应选用苏丹Ⅲ(Ⅳ)染色,颜色反应为橘黄色(红色)。(2)脂肪是生物体的重要储能物质 其含氢量高,氧化分解时释放的能量多,并且产生的水多。(3)实验设计时应遵循对照原则和单一变量原则,此实验的自变量是是否注射“瘦素”,因变量是大鼠的食欲和体重变化。
答案 (1)苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液 橘黄色(红色)
(2)脂肪是重要的储能物质,其含氢量高,氧化分解时释放能量多,产生的水多
(3)第一步:选取身体健康、生长状况基本相同的大鼠若干只,随机平均分为两组,并编号为甲、乙
第二步:甲组每天注射一定剂量的“瘦素”溶液,乙组每天注射等量的生理盐水
第三步:在正常饲养的基础上,在相同且适宜的条件下分别饲养一段时间
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