微专题2　细胞中有机物的推断

[找规律]

1.“集合法”确定物质之间的关系(如图所示)

2.判断化合物的种类与功能的四种方法

(1)元素组成分析法

(2)特征元素提示法

(3)代谢产物推理法

(4)组成与功能分析法

3.利用“中心法则”判断核酸与蛋白质

根据中心法则，可以推断出图中A为DNA，B为RNA，C为蛋白质，甲是DNA复制，乙是转录，丙是翻译；单体a、b、c分别为脱氧核糖核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸；元素X为N、P，Y为N等。

[对点小练]

1.(2020·四川德阳期末)如图①～⑥表示不同化学元素所组成的化合物，以下说法正确的是(　　)

A.若②为多聚体，且能贮存生物的遗传信息，则②一定是DNA

B.若④存在于皮下和内脏器官周围等部位，则④这类物质只存在于动物细胞中

C.若②是细胞膜的脂质成分，则不具有物种的特异性

D.若⑥主要在人体肝脏和肌肉内合成，则③只存在于动物细胞中

解析　分析题图可知，①是含有C、H、O、N四种元素的小分子化合物，可能是氨基酸，⑤是大分子化合物蛋白质；②的组成元素为C、H、O、N、P，可能是核酸、磷脂等；③、⑥、④的组成元素是C、H、O，可能是糖类或脂肪。若②为多聚体，且能贮存生物的遗传信息，则②是核酸，可能是DNA或RNA，A错误；若④存在于皮下和内脏器官周围等部位，则④应为脂肪，植物细胞如花生种子的细胞中也有脂肪存在，B错误；若②是细胞膜的脂质成分，则为磷脂，不同物种的磷脂分子相同，不具有物种的特异性，C正确；若⑥主要在人体肝脏和肌肉内合成，则⑥是糖原，包括肝糖原和肌糖原，③是它们的基本组成单位，应为葡萄糖，葡萄糖不仅存在于动物细胞中，也存在于植物细胞中，D错误。

答案　C

2.(2020·湖北八校质检)如图是细胞内几种有机物及其功能的关系图，m1、m2、m3、m4分别是有机物M1、M2、M3、M4的组成成分。下列说法正确的是(　　)

A.相同质量的M1和M2被彻底氧化分解，则M1的耗氧量多

B.M3具有物质运输、催化、调节、免疫等多种功能

C.m3和m4之间的区别主要是五碳糖和碱基的种类不同

D.将HIV中的M4彻底水解可得到5种碱基，2种五碳糖

解析　由题图知，M1和M2分别是糖类和脂肪，与脂肪相比，糖类中的H元素含量少，氧化分解过程中消耗的氧气少，A错误；由题图知，M3是蛋白质，具有物质运输、催化、调节、免疫等多种功能，B正确；m3是蛋白质的基本组成单位氨基酸，m4是核酸的基本组成单位核苷酸，五碳糖和碱基的种类不同是脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸的区别，不是氨基酸和核苷酸的区别，C错误；将HIV中的M4彻底水解可得到4种碱基，1种五碳糖，D错误。

答案　B

3.(2020·四川南充期末)生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。其中X、Y代表元素，a、b、c是组成甲、乙、丙三种生物大分子的单体，这三种单体的结构可用d或e表示。据图分析下列相关叙述正确的是(　　)

A.人体细胞中单体a、b的结构可用d表示，人体中d的种类有4种

B.大肠杆菌细胞内单体c的结构可用e表示，e的种类约有20种

C.a、b是生物体内遗传信息的携带者，丙是生命活动的主要承担者

D.甲、乙的多样性由d中的n充分体现，丙的多样性由e中的R基充分体现

解析　根据图示可判断，甲代表DNA，乙代表RNA，丙代表蛋白质，a、b、c分别代表脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸，d为核苷酸，e为氨基酸，m为磷酸，f为五碳糖，n为碱基。人体中d的种类有8种，脱氧核苷酸和核糖核苷酸各4种，A错误；e为氨基酸，在生物体内约有20种，B正确；遗传信息的携带者是核酸而不是核苷酸，C错误；DNA和RNA的多样性由d的数量、排列顺序以及d中n的种类充分体现，蛋白质的多样性由e的数量、排列顺序以及e中R基的种类和蛋白质的空间结构充分体现，D错误。

答案　B

4.(2020·高考预测)如图表示生物体中某些有机化合物及元素组成，其中x、y代表化学元素，a、b、c、d代表不同的有机小分子，A、B、C、D、E代表不同的生物大分子，下列有关说法错误的是(　　)

A.若A为动物特有的储能物质，则A表示糖原

B.若x为氮元素，则多个b可脱水缩合形成B

C.大肠杆菌的细胞器由B和D组成

D.若d为胆固醇，则其是构成动物细胞膜的成分

解析　动物中储能的多糖是糖原，A正确；若x代表氮元素，则b为氨基酸，B为蛋白质，B正确；大肠杆菌为原核生物，其细胞中只含一种细胞器——核糖体，由B蛋白质和RNA组成，C错误；动物细胞膜中含有胆固醇，D正确。

答案　C

课后·分层训练

(时间：35分钟)

1.(2020·四川雅安调研)下图表示细胞中某种大分子物质的基本单位，下列相关叙述错误的是(　　)

A.此类物质被称为氨基酸，它是构成蛋白质的基本单位

B.图中的R在生物体内约有20种

C.若此物质中含有两个氨基(或两个羧基)，其中必有一个位于R基中

D.图中的R中不可能含有—NH2或—COOH

解析　题图为氨基酸的结构通式，氨基酸是构成蛋白质的基本单位，A正确；生物体内构成蛋白质的氨基酸约有20种，其种类的不同取决于R基的不同，B正确；组成蛋白质的氨基酸都有一个氨基和一个羧基连接在同一个C原子上，若再有氨基或羧基则肯定位于R基上，C正确、D错误。

答案　D

2.(2020·云南红河质检)下列叙述与蛋白质的功能无关的是(　　)

A.动物细胞之间的信息传递 B.遗传信息从DNA传递到RNA

C.CO2进入叶肉细胞的过程 D.受精作用

解析　动物细胞之间的信息传递与蛋白质的功能有关，如蛋白质类激素、糖蛋白，A不符合题意；遗传信息从DNA传至RNA是转录过程，需要RNA聚合酶催化，RNA聚合酶的化学本质是蛋白质，B不符合题意；二氧化碳通过自由扩散进入细胞，与蛋白质的功能无关，C符合题意；受精作用需要精子和卵细胞的相互识别，识别作用与糖蛋白密切相关，D不符合题意。

答案　C

3.(2020·云南玉溪期末)如图所示，图甲所示物质b是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述中错误的是(　　)

A.如果图甲中的a是核糖，则b是丙的基本单位

B.如果m是胸腺嘧啶(T)，则b是乙的基本单位

C.在多个b聚合成乙或丙的过程中，都要产生水

D.乙或丙彻底水解的产物是甲

解析　由题图可知，乙为DNA，丙为转运RNA。图甲中a是五碳糖，如果a是核糖，则b是核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位，A正确；T是DNA特有的碱基，所以如果m为T，则b为乙的基本单位，B正确；b聚合成乙或丙的过程中，有磷酸二酯键形成，因此产生水，C正确；核酸初步水解的产物是核苷酸，彻底水解的产物是组成核苷酸的三种化合物：五碳糖、碱基和磷酸，D错误。

答案　D

4.(2019·吉林白城期末)蛋白质是生命活动的主要承担者，下列相关叙述错误的是(　　)

A.蛋白质是细胞中含量最多的有机物，其种类随生命历程而改变

B.蛋白质纤维组成的细胞骨架与信息传递等生命活动相关

C.在细胞不同的生命活动中转运氨基酸的载体都是蛋白质

D.细胞内蛋白质发生水解时，H2O参与氨基和羧基的形成

解析　蛋白质是在基因的指导下通过转录和翻译过程形成的，是细胞中含量最多的有机物，而细胞分化的实质是基因的选择性表达，因此细胞中蛋白质的种类随生命历程而改变，A正确；细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系，包括微丝、微管和中间纤维，在信息传递、细胞分裂、细胞生长、物质运输、能量转换等许多生命活动中都具有非常重要的作用，B正确；细胞膜上负责转运氨基酸的载体是蛋白质，而细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是tRNA，C错误；细胞内蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成的，氨基酸脱水缩合的过程中形成的H2O来自氨基和羧基，相反，蛋白质发生水解时，H2O参与氨基和羧基的形成，D正确。

答案　C

5.(2020·广东肇庆中学质检)关于DNA和RNA的叙述，正确的是(　　)

A.DNA是双链结构，RNA都是单链结构

B.细胞核中的遗传物质是DNA，细胞质中的遗传物质是RNA

C.病毒只含有一种核酸

D.DNA的主要合成场所是细胞核，RNA的主要合成场所是细胞质

解析　DNA一般是双链结构，RNA一般是单链结构，但是局部可以形成双链(如tRNA)，A错误；细胞核、细胞质中的遗传物质都是DNA，B错误；RNA的主要合成场所也是细胞核，D错误。

答案　C

6.(2020·河北唐山模拟)在“观察DNA、RNA在细胞中的分布”实验中，下列说法正确的是(　　)

A.选择菠菜的叶肉细胞，观察细胞中DNA和RNA的分布

B.用8%的盐酸水解的目的之一是改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞

C.用高倍显微镜可以比较清楚地看到呈绿色的染色体和呈红色的RNA分子

D.细胞核中没有呈现红色，说明细胞核中不含有RNA

解析　本题主要考查“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验。菠菜的叶肉细胞因含有叶绿体而呈现绿色，会对细胞中DNA和RNA的观察产生干扰，A错误；用质量分数为8%的盐酸水解的目的是改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合，B正确；用高倍显微镜可以比较清楚地看到呈绿色的细胞核和呈红色的细胞质，C错误；细胞核中没有呈现红色，不能说明细胞核中不含有RNA，细胞核内含有少量RNA，D错误。

答案　B

7.(2020·山东潍坊模拟)关于下图所示过程的叙述，错误的是(　　)

A.甲是磷酸，在不同的核苷酸中种类相同

B.乙是五碳糖，在DNA中是脱氧核糖，在RNA中是核糖

C.丙是含氮碱基，在DNA和RNA分子中各有4种

D.丁是核苷酸，在真核细胞中有8种，在原核细胞中有4种

解析　本题主要考查核苷酸的种类和分布。分析图示可知：甲是磷酸，在不同的核苷酸中种类相同，A正确；乙是五碳糖，在DNA中是脱氧核糖，在RNA中是核糖，B正确；丙是含氮碱基，在DNA和RNA分子中各有4种，分别是A、C、G、T和A、C、G、U，C正确；丁是核苷酸，在真核细胞和原核细胞中都有8种，D错误。

答案　D

8.(2017·海南卷，1)有关蛋白质结构与功能的叙述，错误的是(　　)

A.蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关

B.数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链

C.将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失

D.氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构

解析　蛋白质的空间结构决定蛋白质有相应的生物活性，A正确；多肽链的多样性由组成多肽链的氨基酸的种类、数量和排列顺序决定，B正确；抗体在NaCl溶液中会发生盐析，但抗体的空间结构没有被破坏，所以其活性没有丧失，C错误；氨基酸序列相同的多肽链可以折叠成不同的空间结构，D正确。

答案　C

9.下图中丙表示某些生物或某些细胞结构，甲和乙是其主要构成物质，其中甲是生命活动的主要承担者。下列叙述正确的是(　　)

甲＋乙―→丙

A.若乙是DNA，则丙可以表示HIV，也可以表示T2噬菌体

B.若乙是纤维素，则丙可以表示细胞壁，也可以表示受体

C.若丙在有丝分裂后期数量加倍，则乙的组成元素中可能含有P

D.若丙是蛋白质的合成场所，则乙的合成需要核仁的参与

解析　蛋白质是生命活动的主要承担者，则甲表示蛋白质。HIV的组成成分是蛋白质和RNA，T2噬菌体由蛋白质和DNA构成，A错误；蛋白质不是细胞壁的主要成分，纤维素不是受体的构成物质，B错误；若丙是蛋白质的合成场所，则乙表示rRNA，真核生物中rRNA的合成需要核仁的参与，原核生物中rRNA的合成不需要核仁的参与，D错误。

答案　C

10.(2020·江西名校联考)“分子马达”是分布于细胞内部或细胞表面的一类蛋白质，它们的结构会随着与ATP的结合而改变，在促使ATP转化成ADP的同时引起自身或与其结合的分子发生运动。下列相关叙述错误的是(　　)

A.“分子马达”具有酶的功能

B.主动运输可能与“分子马达”有关

C.吸能反应一般与ATP水解反应相联系

D.蛋白质结构改变意味着其失去活性

解析　根据题干信息“它们的结构会随着与ATP的结合而改变，促使ATP转化成ADP”可知，“分子马达”具有酶的功能，A正确；由题意可知，主动运输可能与“分子马达”有关，B正确；吸能反应(需要消耗能量，ATP是直接能源物质)一般与ATP水解反应相联系，C正确；蛋白质的结构决定其功能，但蛋白质结构改变其活性不一定丧失，如载体蛋白在运输物质时，其结构会发生改变，但这是可以恢复的，其并未失去活性，D错误。

答案　D

11.(2019·江西4月模拟)某生物兴趣小组采用两种途径处理鸡蛋清溶液，过程如图所示。有关叙述正确的是(　　)

A.①、②体现的原理不同，过程②破坏了蛋白质的空间结构和肽键

B.过程③破坏了蛋白质的空间结构和肽键

C.在溶解后产生的溶液中分别加入双缩脲试剂，都会发生紫色反应

D.过程②产生的蛋白块也可以用③的方法使其溶解

解析　过程②加热使蛋白质变性，导致蛋白质的空间结构改变，但是肽键并没有断裂，A错误；过程③加入蒸馏水使得蛋白质溶解，并没有破坏蛋白质的空间结构和肽键，B错误；鸡蛋清溶液分别经过程①③和过程②④处理后，溶液中均含有蛋白质，(④处理蛋白酶本身是蛋白质)，因此用双缩脲试剂鉴定均能发生紫色反应，C正确；过程②产生的蛋白块中蛋白质已经变性，用③的方法不能使其溶解，D错误。

答案　C

12.(2020·四川内江期末)不同生物含有的核酸种类不同。原核生物和真核生物同时含有DNA和RNA，病毒体内含有DNA或RNA。下表表示各种生物中核酸、核苷酸、碱基、五碳糖的种类数。其中正确的是(　　)

解析　烟草叶肉细胞含有DNA和RNA两种核酸，因此含有8种核苷酸(4种脱氧核苷酸＋4种核糖核苷酸)、2种五碳糖(脱氧核糖和核糖)、5种碱基，A错误；烟草花叶病毒属于RNA病毒，只含有RNA一种核酸，所以含有4种碱基、4种核糖核苷酸、1种五碳糖(核糖)，B错误；T4噬菌体属于DNA病毒，只含有DNA一种核酸，所以含有4种碱基、4种脱氧核苷酸、1种五碳糖(脱氧核糖)，C正确；豌豆根毛细胞同时含有DNA和RNA两种核酸，所以含有8种核苷酸(4种脱氧核苷酸＋4种核糖核苷酸)、2种五碳糖(脱氧核糖和核糖)、5种碱基，D错误。

答案　C

13.(2020·吉林长春外国语学校检测)图A是血红蛋白的空间结构示意图，其中含有两条α肽链，两条β肽链(α肽链和β肽链不同)。图B表示β肽链一端的氨基酸排列顺序，请分析后回答下列问题。

(1)图B中①的名称是________，写出③⑤⑦处肽键的结构式________。氨基酸的结构特点是__________________________________    ___________________

____________________________________________________________。

(2)图B所示的一段肽链由________种氨基酸缩合而成。

(3)据两图可知一条β肽链至少含有________个羧基。

(4)蛋白质是________________________，如肌肉中的蛋白质，细胞膜中的蛋白质。举例说明蛋白质在生命活动中的作用：①________作用，如________________________________________________________(举一例)，②________作用，如________(举一例)。

解析　(1)图B中的①是氨基(—NH2)，③⑤⑦处的肽键是由一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接，同时脱下一分子水形成的，其结构式是—CO—NH—，氨基酸的结构特点是都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。(2)图B所示的一段肽链片段中的R基为②④⑥⑧，其中⑥和⑧相同，即R基共有3种，说明该肽链片段是由3种氨基酸经脱水缩合形成的。(3)图B所表示的血红蛋白中β肽链一端的各氨基酸的R基中，共有2个羧基(⑥和⑧处各有1个)，其另一端还含有一个羧基，因此一条β肽链至少含有3个羧基。(4)蛋白质是生命活动的主要承担者，如肌肉中的蛋白质，细胞膜中的蛋白质。蛋白质在生命活动中的作用：①催化作用，如酶，②调节作用，如胰岛素。

答案　(1)氨基　—CO—NH—　都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上

(2)3　(3)3

(4)生命活动的主要承担者　①催化　酶　②调节　胰岛素(答案合理即可)

14.(拔高题·科学探究)“瘦素”是由英国研究人员发现的人体中的一种重要激素，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“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是

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________。

(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：甲组每天注射一定剂量的“瘦素”溶液，

__________________________________________________________________。

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。

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)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)鉴定，呈橘黄色(或红色)。(2)女性皮下脂肪厚，而脂肪是重要的储能物质，其含氢量高，氧化分解时释放的能量多，产生的水多，因此在没有食物和饮水的条件下，女性的生存期限会比男性长。

(3)本实验的目的是探究“瘦素”能否控制动物的食欲以及能否起到减肥作用，因此自变量为是否加入“瘦素”，且实验设计要遵循对照原则和单一变量原则，实验步骤为第一步：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；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。

答案　(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液　橘黄色(或红色)

(2)脂肪是重要的储能物质，其含氢量高，氧化分解时释放的能量多，产生的水多

(3)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　乙组每天注射等量的生理盐水