Question

细胞内含有多种有机物，下图表示细胞内有机物的元素组成和功能关系，其中A、B代表元素，I、II、III、Ⅳ是生物大分子，X、Y、Z、P分别为构成生物大分子的基本单位。请回答下列问题：

（1）图中X被形容为“生命的燃料”，它是___________，可用____________对该物质进行检验。I在小麦种子中主要是指____________，I在动物细胞中主要是指______________。

（2）A表示____________元素，物质Y是________。Y有_________种，Y分子中_________的不同决定了Y的种类不同。

（3）P是___________，结构特点是_______________________，若m个P物质组成n条肽链的物质，则该物质至少有________个氧原子。IV物质结构多样性的原因是_________________________。

Answer

葡萄糖 斐林试剂 淀粉 糖原 N、P 脱氧核糖核苷酸 4 含氮碱基 氨基酸 至少含有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上 m+n 氨基酸种类不同、数目不同、排列顺序不同以及肽链盘曲折叠形成的空间结构不同

【解析】

1.构成蛋白质的基本单位是氨基酸，其结构通式是，即每种氨基酸分子至少都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，这个碳原子还连接一个氢和一个R基，氨基酸的不同在于R基的不同，构成蛋白质的氨基酸有20种。

2.氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链，而脱水缩合是指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，同时脱出一分子水的过程；连接两个氨基酸的化学键是肽键，其结构式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽过程中的相关计算：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数，游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数，至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数，氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数，氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一脱去水分子数，蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量一脱去水分子数×18。

3.分析题图：图中Ⅰ是能源物质，主要是多糖，所以X是葡萄糖；Ⅱ、Ⅲ携带遗传信息，Ⅱ主要分布在细胞核，所以Ⅱ是DNA，Y是脱氧核苷酸，Ⅲ主要分布在细胞质，所以Ⅲ是RNA，Z是核糖核苷酸；Ⅳ承担生命活动，所以Ⅳ是蛋白质，P为氨基酸；A代表N、P两种元素，B只是N元素。

（1）根据以上分析可知，图中X是多糖的单体--葡萄糖，葡萄糖属于还原糖，因此可以用斐林试剂进行鉴定。在小麦中作为能源物质的多糖I是淀粉，I在动物细胞中主要是指糖原。

（2）Ⅱ、Ⅲ的功能是携带遗传信息，二者为核酸，组成元素除了C、H、O外还含有N、P，因此A表示N、P元素；物质Y是脱氧核糖核苷酸，根据含氮碱基的不同，分为4种。

（3）根据以上分析可知，P是氨基酸，每种氨基酸分子至少都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，这个碳原子还连接一个氢和一个R基，因此其结构通式为；在m个氨基酸合成的n条肽链中，至少含有的氧原子数目=肽键数+2×肽链数=m-n+2n=m+n；IV为蛋白质，其结构具有多样性的原因是氨基酸种类不同、数目不同、排列顺序不同以及肽链盘曲折叠形成的空间结构不同。