细胞的化学组成，练习题

C, 双缩脲测试用于检测蛋白质，在常温下即可进行，蛋白质存在时呈紫色，这与需要加热的本尼迪特测试不同。

C, 两个氨基酸通过肽键连接是一个缩合反应，总会在新形成的键处释放一个水分子。

B, 脂质（三酰甘油）是由一分子甘油与三分子脂肪酸经缩合反应结合而成，释放三个水分子。

C, 变性是蛋白质三维形状的永久改变，通常由高温或极端pH引起，会破坏其功能，但不会断开连接其氨基酸的肽键。

B, 碳碳双键会使脂肪酸链发生弯折，阻止分子紧密排列，因此不饱和脂肪在室温下仍为液态油。

B, DNA与RNA等核酸是核苷酸的多聚体，每个核苷酸由糖、磷酸基与含氮碱基组成。

B, 淀粉（植物中）与糖原（动物中）都是紧密盘绕的储能多糖，在需要能量时经水解释放葡萄糖，这与提供结构支撑的纤维素不同。

C, DNA双螺旋的两条链靠在两条链上互补碱基之间形成的氢键连接在一起。

C, 水解在键的两端加入一个水分子，把多聚体分解回其单体；这与缩合相反，缩合在连接单体时释放水。

B, 水较高的比热容意味着它能吸收或释放大量热能而自身温度只发生很小变化，这缓冲了细胞或生物体免受温度骤变的影响。

• 样本中含有淀粉。
• 样本中不含还原糖、蛋白质与脂质。
• 本尼迪特测试加热后仍为蓝色，说明没有还原糖与本尼迪特溶液反应，因此不含还原糖。
• 碘液测试变为蓝黑色，说明含有淀粉，因为碘只有在与淀粉分子结合时才会产生这种颜色变化。
• 双缩脲测试仍为蓝色（而非变为紫色），说明没有蛋白质产生特征性颜色变化。
• 乳化测试未形成乳白色层，说明样本中不含脂质。
• 合适的食物是白饭或白面包片，因为两者几乎都是淀粉，还原糖、蛋白质与脂质的含量可忽略不计。
• 任何其他几乎纯为淀粉、糖、蛋白质或脂肪含量很少的指定食物也是可接受的答案。

• P是纤维素，Q是淀粉（或糖原）。
• P与Q都是完全由葡萄糖单体经缩合反应连接而成的多糖，但两者连接葡萄糖单位的糖苷键类型不同，因而产生不同的形状。
• 纤维素的长直链彼此平行排列，并靠氢键交联成坚韧的纤维，使植物细胞壁具有抗张强度，能抵抗细胞内部压力而不破裂。
• 这种直而呈纤维状的结构使纤维素更适合结构性作用，而非紧密储存。
• 淀粉紧密、分支且盘绕的结构把大量葡萄糖单位压缩进很小的体积，能高效地在植物细胞内储存能量而不占用过多空间。
• 淀粉（或糖原）上众多的分支点也提供了许多游离末端，供酶同时作用，使葡萄糖能在植物或动物需要能量时经水解迅速释放。

• 酶在pH 7时反应最快，因为在此pH下蛋白质在最短时间（6分钟）内被消化完毕。
• 酶本身是一种折叠成特定三维形状的蛋白质，其中包括一个形状精确、能与底物结合的活性位点。
• 在接近酶最适pH的pH 7下，这一形状得以维持，因此活性位点能持续高效地结合底物，反应迅速进行。
• 在pH 2与pH 10等极端pH值下，异常的氢离子或氢氧根离子浓度会破坏维持酶三维形状的键，使酶变性。
• 一旦变性，活性位点的形状不再与底物匹配，酶便无法再高效地结合底物并催化反应，这正是消化在pH 2与pH 10下耗时远长的原因。
• 若酶在pH 2环境下暴露十分钟，它极有可能永久变性，因为变性通常是不可逆的。
• 因此，把这个已变性的酶再于pH 7下测试，最可能仍显示与pH 2时相近的极慢消化时间，而不会恢复到6分钟的快速结果，因为酶的原始形状无法仅靠把它放回最适pH就恢复。

水占活细胞质量的大部分，是几乎所有反应发生的介质。它能溶解离子性与极性物质，使养分与废物得以运输，在水解反应中充当反应物，并因能吸收大量热量而自身温度不会大幅上升，从而帮助维持细胞温度稳定。

碳水化合物包括单一糖单位（单糖，如葡萄糖与果糖）、两个单位连接（双糖，如麦芽糖与蔗糖），以及数百至数千单位连成的长链（多糖，如淀粉、糖原与纤维素）。其主要作用是供应与储存能量，而纤维素则为植物细胞壁提供结构强度。

蛋白质是由氨基酸经肽键连接而成的多聚体，并折叠成决定其功能的特定三维形状。它构成催化反应的酶、对抗感染的抗体，以及角蛋白与胶原蛋白等结构物质。高温与极端 pH 会破坏维持形状的键，使蛋白质变性并丧失功能。

脂质是脂肪与油，由一分子甘油与三分子脂肪酸经缩合反应结合而成。它每克储存的能量约为碳水化合物的两倍，构成细胞膜的磷脂双分子层，并为器官提供隔热与保护；饱和脂肪酸只含单键，不饱和脂肪酸则含一个或多个双键。

核酸是核苷酸的多聚体，每个核苷酸由糖、磷酸基与含氮碱基组成。DNA 以沿双螺旋排列的碱基序列储存生物体的遗传指令，而 RNA 携带这段密码的部分副本，用于在细胞内合成蛋白质。

四种食物测试用于鉴定样本中的主要生物分子：本尼迪特溶液与还原糖一起加热呈砖红色，碘液与淀粉呈蓝黑色，双缩脲溶液在不加热的情况下遇蛋白质呈紫色，乳化测试或苏丹三号测试则使脂质呈现乳白色层或红色。

单体通过缩合反应连接成多聚体，每形成一个新键就释放一个水分子；消化则通过水解反应逆转这个过程，即加入一个水分子断开键，把多聚体分解回单体。碳水化合物、蛋白质与脂质都由这同样的两种反应构建与分解。

DNA 是双螺旋结构，由两条互相缠绕的核苷酸链构成，两条链之间靠碱基配对连接。其中一条链上的碱基序列即遗传密码，决定细胞合成某种蛋白质时氨基酸连接的顺序。

饱和脂肪酸的碳原子之间只有单键，排列紧密，在室温下通常呈固态，例如大多数动物脂肪。不饱和脂肪酸含有一个或多个碳碳双键，排列不那么紧密，通常是来自植物的液态油，例如玉米油或橄榄油。

除了储存能量，三类生物分子还构成实际结构：纤维素增强植物细胞壁，胶原蛋白与角蛋白等结构蛋白构成结缔组织、毛发与指甲，磷脂则排列成每个细胞膜的双分子层。把这种结构作用与淀粉、糖原和脂肪的储能作用相比较，是考题常用来检验对全章理解的方式。