2022版高考生物选考江苏专用一轮总复习集训：专题1细胞的分子组成 专题检测

这是一份2022版高考生物选考江苏专用一轮总复习集训：专题1细胞的分子组成 专题检测，共15页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
专题检测A组
一、单项选择题
1.(2020届浙江绿色联盟10月联考,2)下列关于生物体内水和脂质的叙述,错误的是( )
A.水具有缓和温度变化的作用
B.叶绿体中有水的生成和分解
C.磷脂是食物中最常见的脂质
D.胆固醇是人体所必需的脂质
答案 C 由于水分子之间的氢键,使得水具有缓和温度变化的作用,A正确;叶绿体是光合作用的场所,光合作用过程中有水的分解与生成,B正确;食物中最常见的脂质是油脂,磷脂主要存在于动物脑、卵细胞、肝脏和大豆的种子中,C错误;胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分,在人体内还参与血液中脂质的运输,是人体所必需的,D正确。
2.(2020海南东方第一次月考,14)下列关于生物体内氨基酸的叙述正确的是( )
A.组成蛋白质的氨基酸约有20种,所以R基也约有20种
B.每个氨基酸都只含C、H、O、N四种元素
C.构成蛋白质的氨基酸都可以在人体内合成
D.每个氨基酸都只含有一个氨基和一个羧基
答案 A 不同氨基酸的R基不同,组成蛋白质的氨基酸约有20种,所以R基也约有20种,A正确;氨基酸主要由C、H、O、N四种元素组成,有的氨基酸R基中还含有S等元素,B错误;组成蛋白质的氨基酸中,能在人体细胞内合成的氨基酸称为非必需氨基酸,不能在人体细胞内合成的氨基酸称为必需氨基酸,C错误;每个氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基,D错误。
3.(2020河北张家口期末,3)无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。下列关于无机盐的叙述,错误的是( )
A.Fe2+是血红蛋白的重要组成成分,缺Fe2+会患贫血
B.Mg2+是叶绿素必需的成分,缺Mg2+影响光合作用
C.细胞外液渗透压90%以上来源于Na+和K+
D.碘是合成甲状腺激素的重要原料,缺碘会患地方性甲状腺肿
答案 C Fe2+是构成血红蛋白的重要成分,缺Fe2+会影响血红蛋白的合成而患贫血,A正确;Mg2+是叶绿素的组成成分,缺Mg2+会影响叶绿素的合成进而影响光合作用,B正确;细胞外液渗透压90%以上来源于Na+、Cl-,C错误;碘是合成甲状腺激素的重要原料,缺碘会患地方性甲状腺肿,D正确。
4.(2020浙江大学附属中学期末,13)如图为部分细胞结构及胞外环境示意图,对与之相关的几种蛋白质的叙述,错误的是( )
A.若①蛋白使细胞间的黏着性增强,用胰蛋白酶处理可使细胞分散开
B.若②蛋白参与跨膜运输,其方式可能是主动运输或协助扩散
C.若③蛋白与多糖结合,形成的物质在细胞癌变后含量将增多
D.若④蛋白具有催化功能,其有可能是催化葡萄糖分解成丙酮酸的酶
答案 C 若①蛋白使细胞间的黏着性增强,则①蛋白可能为胶原蛋白,胰蛋白酶可以水解胶原蛋白使细胞分散开,A正确;主动运输或协助扩散需要载体蛋白的协助,若②蛋白参与跨膜运输,则方式可能为主动运输或协助扩散,B正确;③蛋白与多糖结合可形成糖蛋白,细胞癌变后,细胞膜表面的糖蛋白减少,C错误;葡萄糖分解成丙酮酸发生于细胞质基质中,若④蛋白具有催化功能,说明其属于酶,有可能是催化葡萄糖分解成丙酮酸的酶,D正确。
5.(2020山东聊城一中期中,3)关于细胞中化合物,下列叙述正确的是( )
A.多糖、蛋白质、核苷酸等生物大分子均以碳链为基本骨架
B.淀粉、纤维素和糖原的差异与其单体的种类、排列顺序密切相关
C.Fe、Mg等微量元素参与细胞内某些复杂化合物的合成
D.磷脂分子的主要成分为甘油、脂肪酸和磷酸,元素组成与核酸相同
答案 D 核酸的基本组成单位核苷酸不属于生物大分子,A错误;淀粉、纤维素和糖原的单体相同,均是葡萄糖,B错误;Fe属于大量元素,C错误;磷脂分子的主要成分为甘油、脂肪酸、磷酸,磷脂和核酸的元素组成均为C、H、O、N、P,D正确。
6.(2020广东佛山实验中学高三月考,4)下列关于细胞中化合物的叙述,不正确的是( )
A.水是生化反应的介质,也为细胞提供生存的液体环境,所以没有水就没有生命
B.蛋白质是生命活动的主要承担者,细胞中蛋白质的合成离不开氨基酸、蛋白质和RNA
C.核酸能贮存遗传信息,但在最基本的生命系统中,DNA是遗传物质,RNA不是
D.糖类是细胞中主要的能源物质,主要原因是糖类在活细胞中的含量比脂质高
答案 D 水是生化反应的介质,也为细胞提供生存的液体环境,所以细胞的一切生命活动离不开水,没有水就没有生命,A正确;蛋白质是生命活动的主要承担者,蛋白质的合成包括转录和翻译过程,转录形成RNA,翻译中需要氨基酸作为原料,mRNA作为模板,tRNA转运氨基酸等,上述两个过程都需要酶(多数为蛋白质)的催化,B正确;核酸包括DNA和RNA,能贮存遗传信息,最基本的生命系统是细胞,具有细胞结构的生物的遗传物质是DNA,不是RNA,C正确;糖类是细胞中主要的能源物质,和糖类含量的高低无关系,D错误。
7.(2020浙江温州一模,1)下列关于糖类的叙述,错误的是( )
A.葡萄糖不能水解成更简单的糖
B.果糖和葡萄糖的分子式都是C6H12O6
C.1分子蔗糖是由2分子葡萄糖组成的
D.淀粉和纤维素的结构单元都是葡萄糖
答案 C 葡萄糖属于单糖,不能再水解成更简单的糖,A正确;果糖和葡萄糖都是六碳糖,分子式都是C6H12O6,B正确;1分子蔗糖是由1分子葡萄糖和1分子果糖组成的,C错误;淀粉和纤维素的结构单元都是葡萄糖,D正确。
8.(2020浙江超级全能生联考,6)下列事例与蛋白质功能对应正确的是( )
A.通过注射疫苗来预防对应的疾病,体现了蛋白质的调节功能
B.人们在锻炼过程中会服用蛋白粉,因为蛋白质是构成生物体结构的重要物质
C.将细胞放在高浓度蔗糖溶液中,细胞会皱缩,体现了蛋白质的运输功能
D.甲状腺激素能促进个体物质与能量代谢,体现了蛋白质的调节作用
答案 B 通过注射疫苗产生抗体来预防对应的疾病,体现了蛋白质的免疫功能,A错误;人们在锻炼过程中会服用蛋白粉,因为蛋白质是构成生物体结构的重要物质,B正确;将细胞放在高浓度蔗糖溶液中,细胞会皱缩,这是细胞渗透失水的结果,该过程不需要载体蛋白,C错误;甲状腺激素属于氨基酸衍生物,不是蛋白质,D错误。
9.(2020浙江宁波一模,6)下列关于生物实验原理、方法和结果的叙述,正确的是( )
A.甘蔗中含有较多的糖且近于白色,可用于可溶性还原糖的鉴定
B.用苏丹Ⅲ染液鉴定含油脂多的植物组织时,显微镜下可观察到染成橙黄色的颗粒
C.用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液和B液要混合均匀后使用,且必须现配现用
D.提取光合色素时,加入少量碳酸钙可防止研磨过程中类胡萝卜素被破坏
答案 B 甘蔗中含有较多的蔗糖,蔗糖不属于还原糖,因此不适合用于可溶性还原糖的鉴定,A错误;苏丹Ⅲ染液可用于鉴定植物组织中的油脂,显微镜下可观察到染成橙黄色的颗粒,B正确;鉴定蛋白质时,先加双缩脲试剂A液,再添加B液,C错误;提取光合色素时,加入少量碳酸钙可防止研磨过程中叶绿素被破坏,D错误。
二、不定项选择题
10.(2020山东济南期中,2)下列关于核酸、糖类、脂质的叙述,正确的是( )
A.玉米细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制
B.淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖
C.tRNA分子中含有一定数量的氢键
D.脂质不参与生命活动的调节
答案 ABC 线粒体和叶绿体均含有少量DNA和RNA,是半自主复制的细胞器,故玉米细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制,A正确;淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖,B正确;tRNA分子中含有部分碱基对,碱基对之间通过氢键连接,故tRNA分子含有一定数量的氢键,C正确;脂质包含脂肪、磷脂和固醇,固醇又包括胆固醇、性激素和维生素D,其中性激素可参与生命活动的调节,D错误。
11.(2020山东日照月考,1)下列关于细胞内化合物的叙述,错误的是( )
A.细胞内的无机盐都是以离子状态存在的
B.细胞内结合水与自由水的比例与植物的代谢旺盛程度为正相关
C.细胞内的多糖都是由葡萄糖构成的,其分子式表示为(C6H12O6)n
D.在蛋清液中加入一定量食盐,会析出白色絮状物,该过程中蛋白质结构未发生改变
答案 ABC 本题通过细胞内化合物的辨析考查科学思维中的归纳与概括能力。细胞内的无机盐主要是以离子状态存在的,少数是以化合物的形式存在,A错误;细胞内结合水与自由水的比例与植物的代谢旺盛程度为反相关,B错误;细胞内的多糖都是由葡萄糖构成的,其分子式表示为(C6H10O5)n,C错误;在蛋清液中加入一定量食盐,会析出白色絮状物,这是盐析,该过程中蛋白质结构未发生改变,D正确。
三、非选择题
12.(2020江苏宿迁修远中学期初,26)下列是某化合物的结构简图,请据图回答:
(1)此化合物的名称是 ,它含有 个—NH2。
(2)图中可表示肽键的标号是 ,图中表示R基的标号有 。
(3)形成该化合物的过程中,生成水中的氢来自 (填基团名称)。在这个过程中,相对分子质量减少了 。
(4)该化合物可用 试剂鉴定,呈现 色,其原因是该化合物中含有的 与试剂发生了颜色反应。
答案 (1)三肽 1 (2)④ ②③⑤ (3)氨基和羧基 36 (4)双缩脲 紫色 肽键
解析 本题借助多肽的结构简图,考查氨基酸脱水缩合生成蛋白质的相关知识点,考查考生的理解能力和运算能力,试题通过图解分析、判断、计算和蛋白质的鉴定体现了模型分析、归纳与概括、推理与计算等科学思维素养。
(1)由题图知图中①是氨基,②③⑤是R基,④是肽键,⑥是羧基。该化合物的R基是三个,因此含有三个氨基酸,叫三肽;含有一个氨基和一个羧基。(2)该化合物中的肽键-CO-NH-是2个,图中的④就是一个肽键;②③⑤表示氨基酸的R基。(3)氨基酸脱水缩合生成的水中,氢一部分来自氨基,一部分来自羧基。该化合物是由3个氨基酸脱水缩合反应形成的,在氨基酸脱水缩合反应过程中脱去了2分子水,因此相对分子质量减少了36。(4)该化合物能与双缩脲试剂反应呈现紫色,因此可用双缩脲试剂进行鉴定,其反应的原理是在碱性条件下,Cu2+与肽键反应生成紫色络合物。
13.(2020河南名师联盟联考,27)据图回答:
(1)大分子丙中特有的化学键是 。
(2)A图中的三种物质都是由许多 连接而成的,其中属于植物细胞中储能物质的是 。
(3)B图所示化合物的基本组成单位可用图中字母 表示,其彻底水解的产物有 种。
答案 (1)肽键 (2)葡萄糖 淀粉 (3)b 6
解析 (1)染色体的主要成分是蛋白质和DNA,由甲、丙的元素组成知,甲为DNA,丙为蛋白质,丙中特有的化学键是肽键。(2)淀粉、糖原和纤维素都属于多糖,都由许多葡萄糖脱水缩合而成。淀粉为植物细胞储能物质。(3)B图为核苷酸链片段,其彻底水解产物为磷酸、五碳糖和含氮碱基,共6种。
专题检测 B组
一、单项选择题
1.(2020浙江金华十校4月联考,1)用含32P的培养基培养醋酸杆菌一段时间,能在醋酸杆菌中检测出的放射性化合物是( )
A.油脂 B.腺苷
C.核苷酸 D.丙酮酸
答案 C 用含32P的培养基培养醋酸杆菌一段时间,细胞中含P的化合物会带上放射性标记,油脂和丙酮酸的元素组成是C、H、O,腺苷的元素组成是C、H、O、N,核苷酸的元素组成是C、H、O、N、P,C正确。
2.(2020江苏连云港东海二中期初,4)下列关于碳元素的叙述,不正确的是( )
A.碳元素在生物体内含量最多
B.组成细胞的有机物都含有碳元素
C.组成蛋白质的氨基酸以碳链为基本骨架
D.碳是构成细胞的最基本的元素
答案 A 氧元素在生物体内含量最多,A错误;组成细胞的有机物糖类、脂质、核酸和蛋白质都含有碳元素,B正确;组成蛋白质的氨基酸以碳链为基本骨架,C正确;在干重中C含量达到55.99%,这表明C是构成细胞的最基本的元素,D正确。
3.(2020江苏扬州中学月考,2)生物大分子是由许多单体连接而成的多聚体。下列有关单体与多聚体的叙述,正确的是( )
A.有的多聚体在胞内合成、分泌到胞外发挥作用
B.多聚体不一定是以碳链为基本骨架
C.单体进入细胞的方式都是主动运输
D.多聚体最终水解产物一定是单体
答案 A 本题以多聚体为知识载体,考查考生运用所学知识对相关问题进行解释、判断的能力。抗体等分泌蛋白属于多聚体,它们在胞内合成、分泌到胞外发挥作用,A正确;多聚体都是以碳链为基本骨架,B错误;单体进入细胞的方式不一定是主动运输,如葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式是协助扩散,C错误;多聚体最终水解的产物不一定是单体,如核酸,其彻底水解的产物不是核苷酸,而是磷酸、碱基和五碳糖,D错误。
名师点睛 每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。
4.(2020广东实验学校高三月考,3)组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。下列有关细胞内含磷化合物的叙述,错误的是( )
A.磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的
B.ADP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成,其中没有高能磷酸键
C.细胞膜、染色体、核糖体的组成中都有含磷化合物
D.叶绿体基质中C3的还原需要含磷化合物的参与
答案 B 磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的,A正确;ADP是二磷酸腺苷,是由腺嘌呤、核糖和磷酸组成的,其含有一个高能磷酸键,B错误;细胞膜含有磷脂分子,染色体主要由DNA和蛋白质组成,DNA中含有磷酸,核糖体主要是由蛋白质和rRNA组成的,rRNA中含有磷酸,C正确;C3的还原需要利用ATP水解释放的能量,ATP是高能磷酸化合物,属于含磷化合物,D正确。
5.(2020北京海淀期中,2)下列关于RNA和蛋白质的叙述,正确的是( )
A.RNA和蛋白质分子都含C、H、O、N四种元素
B.RNA在细胞核中以脱氧核苷酸为原料合成
C.叶绿体和线粒体中的RNA和蛋白质完全相同
D.RNA聚合酶在核糖体中催化氨基酸合成蛋白质
答案 A RNA的元素的组成是C、H、O、N、P,蛋白质分子的元素组成是C、H、O、N等,A选项正确。RNA在细胞核中以核糖核苷酸为原料合成,B选项错误。叶绿体和线粒体是半自主性细胞器,都能自主合成部分蛋白质,另一部分由细胞核基因控制合成,虽然两者都含有DNA,但是携带的遗传信息不同,两者的结构和功能不同,所以两者的RNA和蛋白质不完全相同,C选项错误。RNA聚合酶是转录过程所需要的酶,催化以DNA为模板、核糖核苷酸为底物、指导合成RNA的过程,D选项错误。
6.(2020浙江绍兴一模,4)β-乳球蛋白是鲜奶中一种重要的球状蛋白质。下列有关叙述错误的是( )
A.β-乳球蛋白的合成场所是粗面内质网上的核糖体
B.组成β-乳球蛋白的丙氨酸由C、H、O、N、S元素组成
C.高温处理后的β-乳球蛋白能和双缩脲试剂产生紫色反应
D.加热和改变pH均可以影响β-乳球蛋白的生物学活性
答案 B β-乳球蛋白是鲜奶中一种重要的蛋白质,属于分泌蛋白,它的合成场所是粗面内质网上的核糖体,A正确;丙氨酸中的R基团是—CH3,因此丙氨酸的元素组成是C、H、O、N,B错误;高温处理后的β-乳球蛋白的肽键未断裂,仍能与双缩脲试剂发生紫色反应,C正确;加热和改变pH均会影响β-乳球蛋白的空间结构,从而影响其生物学活性,D正确。
7.(2020浙江湖丽衢联考,15)如表关于实验操作和现象的叙述,正确的是( )
答案 B 本题主要考查相关生物学实验的操作及现象。本尼迪特试剂鉴定还原糖,需要热水浴加热,A错误;胃蛋白酶的最适pH约为2,当胃蛋白酶提取液的pH为7时,该酶已失去活性,pH调至2该酶活性不会恢复,底物蛋白块体积不变,B正确;观察洋葱根尖细胞的有丝分裂,需要进行解离、漂洗、染色、制片,才能在显微镜下特定视野观察到深色的染色体,C错误;鉴定蛋白质需要先加双缩脲试剂A液,再加B液,D错误。
二、不定项选择题
8.(2020湖北四地七校二联,6改编)下列有关蛋白质和核酸的叙述,不正确的是( )
A.α-鹅膏蕈碱是一种环状八肽,分子中含有7个肽键
B.DNA是双链结构,有氢键,RNA是单链结构,没有氢键
C.细胞内蛋白质水解时,通常需要另一种蛋白质的参与
D.蛋白质变性过程中肽键没有断裂
答案 AB α-鹅膏蕈碱是一种环状八肽,分子中含有8个肽键,A错误;一般情况下,RNA是单链结构,但也可能有氢键,比如tRNA,B错误;细胞内蛋白质水解时,通常需要蛋白酶的参与,C正确;蛋白质变性是由空间结构改变引起的,肽键并没有断裂,D错误。
三、非选择题
9.(2020届宁夏银川一中月考一,30)取生长状态相同的两组番茄幼苗,置于表中(+表示有,-表示无)所列A、B两种培养液中,在相同的适宜条件下培养,甲组用A培养液,乙组用B培养液。
(1)若干天后发现,两组番茄苗只有下部叶片颜色不同,乙组下部叶片颜色呈现 色;向乙组补充适量Mg2+,继续在相同条件下培养,一段时间后乙组叶片颜色恢复正常。该实验说明 。
(2)为了验证发生此现象的原因,分别取两组下部不同颜色的等量叶片进行 。层析结果表明,两组叶片的类胡萝卜颜色相同,但是乙组叶绿素的颜色比甲组的浅,其原因是Mg2+是可再度利用的元素,老叶中的叶绿素分解后能够将Mg2+ ,从而导致 减少而呈现黄色。
答案 (1)黄 Mg2+是番茄生长发育的必需元素 (2)叶绿体色素的提取和分离实验 转移到新叶中 下部叶片叶绿素含量
解析 (1)表中A为完全营养液,B培养液为缺Mg营养液。镁是组成叶绿素的重要元素,缺镁会影响叶绿素的合成,叶片中叶绿素含量少,叶片会呈现黄色。验证某元素是否是植物必需的矿质元素的实验设计思路是没有该元素时,植物不能正常生长(或出现某一症状),加入该元素,植物恢复正常生长(或症状消失)。(2)分别取两组下部不同颜色的等量叶片提取并分离叶绿体色素,层析结果表明,两组叶片的类胡萝卜素颜色相同,但是乙组叶绿素的颜色比甲组的浅,其原因是缺Mg2+可导致下部叶片(老叶)叶绿素分解,Mg2+被运至上部新叶片中,造成下部叶片叶绿素含量减少而呈现黄色。
10.(2020河南名师联盟联考,26)如图表示小麦开花数天后测定种子中主要物质的变化,请据图回答下列问题:
(1)成熟小麦种子中主要的营养物质是 。
(2)检测还原糖的试剂是 ,还原糖的多少可通过 来判断。
(3)小麦种子成熟过程中,蔗糖与还原糖含量比较,两者的变化趋势 (填“相同”或“不同”)。
(4)种子成熟时,淀粉的形成与一种磷酸化酶的活性有密切关系,为验证磷酸化酶是否是蛋白质,进行实验,实验过程中实验组试管加入 ,对照组试管中加入2mL豆浆,然后加入等量的 ,如果均出现 现象,则证明磷酸化酶是蛋白质。
(5)播种等量的小麦种子和花生种子, 种子需要浅播,因为该种子中 (填化合物)含量多,该化合物元素组成特点是 。
答案 (除标注外,每空1分,共11分)(1)淀粉 (2)斐林试剂 砖红色的深浅 (3)相同 (4)2mL磷酸化酶溶液 双缩脲试剂 紫色 (5)花生 脂肪 含H多、耗氧多、产水产能多(或C、H比例高、耗氧多、产水产能多)(2分)
解析 (1)成熟小麦种子主要的营养物质是淀粉。(2)检测还原糖的试剂是斐林试剂,还原糖含量越高,其与斐林试剂反应产生的砖红色沉淀量越大,颜色也就越深。(3)小麦种子中储存的淀粉是由还原糖和蔗糖转化而成的,种子成熟过程中,蔗糖、还原糖含量均降低。(4)可设置对照实验,用双缩脲试剂检验蛋白质,对照组加入适量的蛋白液,实验组加入等量的磷酸化酶溶液,两组均加入等量的双缩脲试剂,观察是否出现紫色反应。(5)与糖类相比,脂肪C、H含量高,氧化分解耗氧多,故适宜浅播。
知识拓展 等质量的脂肪较糖类C、H含量高,氧化分解产能多,故脂肪是良好的储能物质。因糖类氧化分解供能速度更快,故糖类是主要的能源物质。
11.(2020北京海淀期中,26)请阅读科普短文,回答问题。
氨基酸家族的新成员
氨基酸是蛋白质的基本单位,在遗传信息的传递过程中,由A、U、C、G四种碱基构成的“核酸语言”,通过三个碱基形成的密码子转变成约20种常见的天然氨基酸组成的“蛋白质语言”。人们很早就破译得到包括64个密码子的传统密码子表(下表中为部分密码子)。
1986年,科学家在研究谷胱甘肽过氧化物酶的作用时,发现了硒代半胱氨酸(Sec)。通过比较含硒(Se)多肽链的基因序列和氨基酸序列,证实了终止密码子UGA是编码Sec的密码子。因为这种新发现的氨基酸在结构上可视为半胱氨酸(如图)侧链上的S元素被Se取代的产物,所以它被称为Sec。又因为它是在约20种常见的天然蛋白质氨基酸之后发现的,所以又称为第21种蛋白质氨基酸。
研究发现,密码子UGA通常作为蛋白质合成的终止密码子,但当mRNA链UGA密码子后面出现一段特殊序列时,UGA才成为Sec的密码子,使Sec掺入到多肽链中去。后来科学家发现某些古细菌以及包括哺乳动物在内的动物体中的Sec也都是由UGA编码的。
Sec是蛋白质中硒的主要存在形式,也是唯一的含有准金属元素的氨基酸。迄今为止,Sec已经被发现是25种含硒酶的活性中心,是含硒酶的灵魂,如果没有这第21种氨基酸,含硒酶就无法工作,人就会出现各种各样的病症。如谷胱甘肽过氧化物酶是人体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶,它能催化有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物,从而保护细胞膜的结构及功能不受有毒的过氧化物的干扰及损害。
人体“第21种氨基酸——硒代半胱氨酸”的发现说明科学是一个发展的过程,科学知识也随着研究的深入而不断改变着。
(1)请根据上述文章内容对传统密码子表提出一处修正意见: 。Sec的密码子为UGA,DNA分子上与该密码子对应的碱基序列是 。
(2)请画出Sec的侧链基团(R基): 。
(3)当核糖体进行翻译时,终止密码子没有相应的tRNA结合,而是与终止因子(一种蛋白质)结合,翻译终止。mRNA上的密码子UGA是对应翻译终止还是编码Sec呢?有人曾经提出过“终止因子与携带Sec的tRNA竞争结合密码子UGA”的假设。请结合文中内容判断研究结果是否支持该假设,并在下表中相应位置写出理由。
(4)文中提到“某些古细菌以及包括哺乳动物在内的动物体中的Sec也都是由密码子UGA编码的”,这也为“现存的丰富多样的物种是由 长期进化形成的”提供了证据。
(5)硒是人体生命活动不可缺少的微量元素,被国内外医药界和营养学界称为“长寿元素”,请根据文中提供的资料进行解释:
。
答案 (1)传统密码子表中UGA位置可以是终止或硒代半胱氨酸 ACT
(2)—CH2—SeH
(3)不支持,只有UGA后面有特殊序列时,UGA才成为Sec的密码子,该位置是终止还是编码Sec是确定的,二者不是竞争关系
(4)共同祖先
(5)硒元素可以构成含有Sec的蛋白质,补充硒元素能够保证含硒酶的正常合成并发挥作用,减少由于有毒过氧化物造成的细胞损伤和衰老,达到长寿的结果
解析 (1)由题目中信息可知,更正内容是传统密码子表中UGA位置可以是终止或硒代半胱氨酸,即改变了UGA只是终止密码子的片面认识。(2)硒代半胱氨酸在结构上可视为半胱氨酸侧链上的S元素被Se取代的产物,所以其R基为—CH2—SeH。(3)不支持,只有UGA后面有特殊序列时,UGA才成为Sec的密码子,该位置是终止还是编码Sec是确定的,二者不是竞争关系;从细胞功能稳定性角度分析,如果是竞争机制,那很难保证蛋白质结构和功能的稳定性。(4)“某些古细菌以及包括哺乳动物在内的动物体中的Sec也都是由密码子UGA编码的”,这也为“现存的丰富多样的物种是由共同祖先长期进化形成的”提供了证据。(5)Sec是蛋白质中硒的主要存在形式,也是唯一的含有准金属元素的氨基酸。迄今为止,Sec已经被发现是25种含硒酶的活性中心,是含硒酶的灵魂,如果没有这第21种氨基酸,含硒酶就无法工作,人就会出现各种各样的病症。如谷胱甘肽过氧化物酶是人体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶,它能催化有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物,从而保护细胞膜的结构及功能不受有毒的过氧化物的干扰及损害。总结:硒元素可以构成含有Sec的蛋白质,补充硒元素能够保证含硒酶的正常合成并发挥作用,减少由于有毒过氧化物造成的细胞损伤和衰老,达到长寿的结果。实验操作
现象
A
白萝卜汁加入本尼迪特试剂,振荡均匀
有红黄色沉淀生成
B
将胃蛋白酶提取液的pH由7调至2,加入蛋白块
蛋白块体积不变
C
取洋葱根尖2~3mm,解离、漂洗和制片
显微镜下能看到深色的染色体
D
稀释的蛋清液加入双缩脲试剂A和B的混合液,振荡均匀
溶液显紫色
培养液成分
A
B
Ca(NO3)2
KH2PO4
KCl
MgSO4
FeSO4
其他微量元素
蒸馏水
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
+
+
+
第一
字母
第二字母
第三字母
U
C
A
G
U
苯丙氨酸
丝氨酸
酪氨酸
半胱氨酸
U
C
A
G
苯丙氨酸
丝氨酸
酪氨酸
半胱氨酸
亮氨酸
丝氨酸
终止
终止
亮氨酸
丝氨酸
终止
色氨酸
支持
不支持