Question

9．如圖是氨基酸脫水縮合過程圖示，結合圖示回答問題：

（1）請寫出氨基酸的結構通式、圖中的肽鍵結構簡式-CO-NH-．脫去的水分子中的H來自氨基和羧基．
（2）如果圖中的多肽鏈由100個氨基酸（該100個氨基酸共含氨基109個）脫水縮合而成，則該肽鏈含有10個氨基（“-NH₂”）；至少含有1個羧基（“-COOH”）
（3）如果一個蛋白質分子共有m個氨基酸，由n條直鏈多肽和z條環(huán)狀多肽構成，則該蛋白質分子中含有的肽鍵數為D個．
A．m-z+n     B．m-n-z    C．m-n+z      D．m-n
（4）已知某多肽分子式為C₂₁H_XO_YN₄S₂．該多肽是由苯丙氨酸（C₉H₁₁O₂N）、天冬氨酸（C₄H₇O₄N）、丙氨酸（C₃H₇O₂N）、亮氨酸（C₆H₁₃O₂N）和半胱氨酸（C₃H₇O₂NS）等5種氨基酸中的其中幾種為原料合成的．請問：該多肽由4個氨基酸脫水縮合而成，構成該多肽的“-R”（側鏈基團）有3種，分子式中的X=32，Y=5．

Answer 1

分析 1、構成蛋白質的基本單位是氨基酸，其結構通式是，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鍵是肽鍵，其結構式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽過程中的相關計算：肽鍵數=脫去水分子數=氨基酸數一（鏈狀）肽鏈數，游離氨基或羧基數=肽鏈數+R基中含有的氨基或羧基數，至少含有的游離氨基或羧基數=肽鏈數，氮原子數=肽鍵數+肽鏈數+R基上的氮原子數=各氨基酸中氮原子總數，氧原子數=肽鍵數+2×肽鏈數+R基上的氧原子數=各氨基酸中氧原子總數一脫去水分子數，蛋白質的相對分子質量=氨基酸數目×氨基酸平均相對分子質量一脫去水分子數×18．
3、分析題干（4）中幾種氨基酸：在苯丙氨酸（C₉H₁₁O₂N）、天冬氨酸（C₄H₇O₄N）、丙氨酸（C₃H₇O₂N）、亮氨酸（C₆H₁₃O₂N）和半胱氨酸（C₃H₇O₂NS）分子中均只含有一個N原子、只有半胱氨酸分子中含有S原子（1個），因此根據分子式為C₂₁HxOyN₄S₂的多肽中的N原子數量可知，該多肽由4個氨基酸組成，其中根據S原子的數目可知，組成該多肽的四個氨基酸中有2個半胱氨酸，再根據C原子的數目可知，組成該多肽的另外兩個氨基酸為苯丙氨酸（C₉H₁₁NO₂）和亮氨酸（C₆H₁₃NO₂）．

解答 解：（1）氨基酸是構成蛋白質的基本單位，其結構通式是，圖中的肽鍵是由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，同時脫出一分子后形成的，肽鍵的結構式是-CO-NH-；氨基酸脫水縮合過程中脫去的水分子中的H來自氨基和羧基．
（2）如果圖中的多肽鏈由100個氨基酸（該100個氨基酸共含氨基109個）脫水縮合而成，則該肽鏈含有的氨基數=構成該肽鏈的氨基酸中所含氨基的總數-脫水數=109-（100-1）=10個；該肽鏈至少含有的羧基數=肽鏈數=1個．
（3）如果一個蛋白質分子共有m個氨基酸，由n條直鏈多肽和z條環(huán)狀多肽構成，則該蛋白質分子中含有的肽鍵數=氨基酸數-鏈狀肽鏈數=m-n個（故選：D）．
（4）由以上分析知，分子式是C₂₁H_XO_YN₄S₂的該多肽由4個氨基酸（2個半胱氨酸、1個苯丙氨酸、1個亮氨酸）脫水縮合而成，構成該多肽氨基酸有3種，即“-R”（側鏈基團）有3種，該多肽的分子式為2C₃H₇NO₂S+C₉H₁₁NO₂+C₆H₁₃NO₂-3H₂O=C₂₁H₃₂O₅N₄S₂，因此該多肽中氫原子數和氧原子數分別為32和5（即X=32、Y=5）．
故答案為：
（1）-CO-NH-氨基和羧基   
 （2）10     1
（3）D
（4）4     3      32    5

點評 本題結合氨基酸脫水縮合的過程示意圖和幾種氨基酸分子式，考查蛋白質的合成--氨基酸脫水縮合的知識，考生識記氨基酸的結構通式，明確氨基酸脫水縮合的過程和實質，掌握氨基酸脫水縮合過程中的相關計算是解題的關鍵．