Question

8．從某種真核細(xì)胞中提取出大量核糖體，放入含有下列幾種有機(jī)物（其中的氮原子已被¹⁵N標(biāo)記）的培養(yǎng)液里，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．請(qǐng)回答：

（1）實(shí)驗(yàn)中，核糖體所需要完成的功能就是把上述物質(zhì)中的[①、④、⑤]氨基酸，通過脫水縮合方式合成多肽（蛋白質(zhì)），可以用雙縮脲試劑檢測(cè)．
（2）實(shí)驗(yàn)中所用的培養(yǎng)液相當(dāng)于細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)．
（3）上述有機(jī)物各一分子合成的多肽含有2個(gè)氨基和2個(gè)羧基，稱為三肽，如果上述每一種有機(jī)物的數(shù)目是無限的，由這些有機(jī)物至多可以合成多少種三肽？27種．

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(gè)氨基和一個(gè)羧基，且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上，這個(gè)碳原子還連接一個(gè)氫和一個(gè)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(gè)氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一個(gè)氨基酸分子的氨基（-NH₂）相連接，同時(shí)脫出一分子水的過程；連接兩個(gè)氨基酸的化學(xué)鍵是肽鍵，其結(jié)構(gòu)式是-CO-NH-；氨基酸脫水縮合過程中的相關(guān)計(jì)算：肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-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)．
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、蛋白質(zhì)中含有肽鍵，可與雙縮脲試劑作用產(chǎn)生紫色反應(yīng)．
5、分析題干中①～⑤有機(jī)物：
在題圖中的①～⑤有機(jī)物中，①、④、⑤的分子結(jié)構(gòu)中都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上，該碳原子還連接一個(gè)氫原子和一個(gè)R基，符合氨基酸結(jié)構(gòu)通式特點(diǎn)，故它們都是組成蛋白質(zhì)的氨基酸；②中沒有羧基、③中的氨基和羧基沒有連在同一個(gè)碳原子，故②和③都不是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸．

解答 解：（1）上述①～⑤有機(jī)物中，①、④、⑤可知核糖體中經(jīng)脫水縮合的方式合成多肽（蛋白質(zhì)），多肽（蛋白質(zhì)）中含有肽鍵、可與雙縮脲試劑作用產(chǎn)生紫色，雙縮脲試劑可以作為檢測(cè)該物質(zhì)．
（2）實(shí)驗(yàn)中，將核糖體放入培養(yǎng)液中，則培養(yǎng)液相當(dāng)于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)．
（3）題圖中的①～⑤有機(jī)物中，①、④、⑤可構(gòu)成多肽，分析①、④、⑤氨基酸可知，只有④氨基酸的R基中含有羧基（1個(gè)）、只有⑤氨基酸的R基中含有羧基（1個(gè)），因此由①、④、⑤經(jīng)過脫水縮合形成的肽鏈中含有的氨基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基數(shù)=1+1=2個(gè)、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(gè)；由①、④、⑤各一分子合成的化合物為三肽；多肽的種類與構(gòu)成多肽的氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序有關(guān)，如果①、④、⑤中每一種有機(jī)物的數(shù)目是無限的，則由①、④、⑤至多可以合成的三肽種類為3×3×3=27種．
故答案為：
（1）①、④、⑤氨基酸   脫水縮合     雙縮脲
（2）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
（3）2    2    三    27

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合幾種有機(jī)物的結(jié)構(gòu)式，考查蛋白質(zhì)的合成--氨基酸脫水縮合的知識(shí)，考生識(shí)記氨基酸的結(jié)構(gòu)通式、明確氨基酸脫水縮合的過程和雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)的原理、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．