Question

13．現(xiàn)有一種“十二肽”，分子式為 C _x H _y N _z O _w S （ x＞12，w＞13 ）．已知將它徹底水解后只得到下列氨基酸：

回答下列問題：
（1）組成該“十二肽”的基本單位是氨基酸，結(jié)構(gòu)通式是．
（2）上述五種氨基酸中屬于必需氨基酸的是苯丙氨酸和賴氨酸．
（3）一個該“十二肽”分子水解時需要的水分子數(shù)為11個．
（4）脫水縮合形成該十二肽時脫去的水分子中的氧來源于氨基酸的羧基．
（5）將一個該“十二肽”分子徹底水解后有z-12 個賴氨酸和$\frac{w-13}{2}$ 個天門冬氨酸．
（6）假設(shè) 20 種氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為 100，該“十二肽”的相對分子質(zhì)量為1002．
（7）上述五種足量氨基酸，能形成3125種五肽．

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、構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種，對成人來講有8種氨基酸是人體細(xì)胞不能合成的（嬰兒有9種，多出來的一種是組氨酸），分別是賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸，稱為必需氨基酸．
3、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)，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．
4、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．
5、分析題圖：題圖是分子式為 C _x H _y N _z O _w S （ x＞12，w＞13 ）的一種“十二肽”徹底水解后得到的五種氨基酸，這五種氨基酸中只有賴氨酸含有2個氨基，因此可以根據(jù)氮原子數(shù)目計(jì)算出該多肽中含有的賴氨酸的數(shù)目；只有天冬氨酸中含有2個羧基，因此可以根據(jù)氧原子數(shù)目計(jì)算出該多肽中含有的天冬氨酸的數(shù)目．

解答 解：（1）組成該“十二肽”的基本單位是氨基酸，氨基酸的結(jié)構(gòu)通式是．
（2）上述五種氨基酸（半胱氨酸、丙氨酸、天門冬氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸）中屬于必需氨基酸的是苯丙氨酸和賴氨酸．
（3）一個該“十二肽”分子含有的肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=12-1=11個，所以該“十二肽”水解時需要的水分子數(shù)=肽鍵數(shù)=11個．
（4）氨基酸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，氨基酸脫水縮合形成該十二肽時脫去的水分子中的氧來源于氨基酸的羧基．
（5）①組成該“十二肽”中的氨基酸只有賴氨酸含有兩個氨基、其它氨基酸均含一個氨基，根據(jù)N原子數(shù)可知，分子式為C _x H _y N _z O _w S 的“十二肽”中含有的賴氨酸的個數(shù)是z-12個；
②組成該“十二肽”的氨基酸中只有天冬氨酸中含有2個羧基、其它氨基酸均只含1個羧基，設(shè)該“十二肽”中含有天冬氨酸的個數(shù)是a個，則其它氨基酸共有12-a個，根據(jù)“氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子總數(shù)一脫去水分子數(shù)氧原子數(shù)目，則有關(guān)系式：2×（12-a）+4a-（12-1）=w，解得：a=$\frac{w-13}{2}$個；
由①②可知，分子式為C _x H _y N _z O _w S 的該“十二肽”中含有賴氨酸和天冬氨酸的個數(shù)分別為z-12個、$\frac{w-13}{2}$個，所以該“十二肽”分子徹底水解后有z-12個賴氨酸和$\frac{w-13}{2}$個天門冬氨酸．
（6）假設(shè)20種氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為 100，該“十二肽”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=12×100-（12-1）×18=1002．
（7）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)，上述五種足量氨基酸，能形成五肽的種類為5×5×5×5×5=3125種．
故答案為：
（1）氨基酸      
（2）苯丙氨酸和賴氨酸
（3）11
（4）氨基酸的羧基
（5）z-12     $\frac{z-13}{2}$
（6）1002
（7）3125

點(diǎn)評 本題結(jié)合分子式為 C _x H _y N _z O _w S （ x＞12，w＞13 ）的“十二肽”水解得到的五種氨基酸的結(jié)構(gòu)式，考查蛋白質(zhì)的合成--氨基酸的脫水縮合的知識，考生識記氨基酸的結(jié)構(gòu)通式、分析題干中五種氨基酸得出共同點(diǎn)，明確氨基酸脫水縮合的過程，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．