Question

15．從一種真核細(xì)胞中提取大量核糖體，放入含下列幾種物質(zhì)（其中N已經(jīng)被¹⁵N標(biāo)記）的培養(yǎng)液中，假設(shè)培養(yǎng)液里含有核糖體完成其功能的一切物質(zhì)和條件．回答（[]中填序號）：
①NH₂-CH²（COOH）  ②NH₂-CH₂-CH₂0H    ③NH₂-CH（COOH）-CH₂-COOH
④NH₂-CH（NH₂）-CH₂-COOH   ⑤NH₂-CH（COOH）-CH₂SH
（1）實(shí)驗(yàn)中所用的培養(yǎng)液相當(dāng)于細(xì)胞中細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；
（2）上述符合要求的有機(jī)物各一個合成的多肽分子含有1個氨基和3個羧基；
（3）實(shí)驗(yàn)中檢測到一多肽鏈含有180個¹⁵N，分析知不同種類的單體在此分子中數(shù)量相同，則該多肽中有301個氧原子，脫去的水的相對質(zhì)量是3222；
（4）如果得到的一條肽鏈長度不變，組成的氨基酸的種類和數(shù)目也不變，改變其中的排列順序或肽鏈的空間結(jié)構(gòu)，就可以改變其性質(zhì)．

Answer 1

分析 1、構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，其結(jié)構(gòu)通式是，即每種氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基，且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，這個碳原子還連接一個氫和一個R基，氨基酸的不同在于R基的不同．
2、氨基酸在核糖體中通過脫水縮合形成多肽鏈，而脫水縮合是指一個氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一個氨基酸分子的氨基（-NH₂）相連接，同時脫出一分子水的過程；連接兩個氨基酸的化學(xué)鍵是肽鍵，其結(jié)構(gòu)式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽過程中的相關(guān)計(jì)算：肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)一肽鏈數(shù)，游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基或羧基數(shù)，至少含有的游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)，氮原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=各氨基酸中氮原子總數(shù)，氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子總數(shù)一脫去水分子數(shù)，蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對分子質(zhì)量一脫去水分子數(shù)×18．
3、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的直接原因：構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈的空間結(jié)構(gòu)千差萬別．
4、分析題干中①～⑤五種化合物：結(jié)合氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可判斷①NH₂-CH₂（COOH）、③NH₂-CH（COOH）-CH₂-COOH ⑤NH₂-CH（COOH）-CH₂SH都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上，該碳原子還連接一個氫原子和一個側(cè)鏈基團(tuán)，符合氨基酸結(jié)構(gòu)通式特點(diǎn)，故他們都是組成蛋白質(zhì)的氨基酸；②NH₂-CH₂-CH₂OH沒有羧基，④NH₂-CH（NH₂）-CH₂-COOH中的氨基和羧基沒有連在同一個碳原子，故②和④都不是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸．
1個多肽至少一端有1個氨基，另一端有1個羧基，③NH₂-CH（COOH）-CH₂-COOH的R基還有1個羧基，故該多肽含有1個氨基和2個羧基．

解答 解：（1）培養(yǎng)液中含有核糖體和完成核糖體功能的一切物質(zhì)和條件，培養(yǎng)液相當(dāng)于細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)．
（2）題干中可構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸①③⑤的R基中，只有氨基酸③的R基中含有羧基（1個），各氨基酸的R基中均不含氨基，所以上述符合要求的有機(jī)物（①③⑤）各一個合成的多肽分子含有的氨基數(shù)=肽鏈數(shù)=1個、含有的羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中含有的羧基數(shù)=1+1=2個．
（3）題圖中組成蛋白質(zhì)的氨基酸①③⑤分子均含有1個N，如果實(shí)驗(yàn)中檢測到一多肽含有180個¹⁵N，則該多肽最是由180個氨基酸組成的，且不同種類的單體在此分子中數(shù)量相同，則不同種類的單體（題圖中的①③⑤，其分子中含有的氧原子數(shù)分別為2個、4個、2個）在此分子中均有180÷3=60個，由這些氨基酸形成的多肽中含有的氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子總數(shù)一脫去水分子數(shù)=（60×2+60×4+60×2）-（180-1）=301個，脫去的水的相對質(zhì)量=脫水?dāng)?shù)×18=（180-1）×18=3222．
（4）肽鏈的結(jié)構(gòu)與構(gòu)成肽鏈的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，如果一條肽鏈長度不變，組成的氨基酸的種類和數(shù)目也不變，改變肽鏈中的氨基酸的排列順序和肽鏈的空間結(jié)構(gòu)可以使該肽鏈的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，進(jìn)而改變肽鏈的性質(zhì)．
故答案為：
（1）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
（2）1     3
（3）301      3222
（4）排列順序或肽鏈的空間結(jié)構(gòu)

點(diǎn)評 本題結(jié)合幾種化合物的結(jié)構(gòu)簡式，考查蛋白質(zhì)的合成--氨基酸脫水縮合的知識，考生識記氨基酸的結(jié)構(gòu)通式及特點(diǎn)、明確氨基酸脫水縮合過程和蛋白質(zhì)多樣性的直接原因、掌握氨基酸脫水縮合過程中的相關(guān)計(jì)算是解題的關(guān)鍵．