Question

7．經(jīng)測定某多肽分子式為C₂₁H_xO_yN₄S₂（無二硫鍵）．已知該多肽是由下列氨基酸中的幾種做原料合成的：苯丙氨酸（C₉H₁₁NO₂），天冬氨酸（C₄H₇NO₄），丙氨酸（C₃H₇NO₂），亮氨酸（C₆H₁₃NO₂），半胱氨酸（C₃H₇NO₂S）．請(qǐng)回答：
（1）該多肽共由4個(gè)氨基酸組成，參與該多肽形成的氨基酸的種類與數(shù)目為2個(gè)半胱氨酸、1個(gè)苯丙氨酸、1個(gè)亮氨酸．
（2）該多肽分子中的H原子數(shù)是32，O原子數(shù)是5．
（3）苯丙氨酸是人體的必需氨基酸，是否也是老鼠的必需氨基酸呢？某生物興趣小組利用下列
材料和用具就此問題進(jìn)行了探究，請(qǐng)補(bǔ)充并完善他們的實(shí)驗(yàn)方案：
材料用具：20只生長發(fā)育狀況相同的正常幼年鼠、分裝在不同試劑瓶中的20種氨基酸、不含蛋白質(zhì)和氨基酸的食物、秤、天平等．
實(shí)驗(yàn)原理：必需氨基酸是動(dòng)物體不能合成、只能從食物中獲得的氨基酸．當(dāng)動(dòng)物缺乏必需氨基酸，就會(huì)影響體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，出現(xiàn)營養(yǎng)不良，體重增加緩慢．
實(shí)驗(yàn)方案：
①配食：取一定量的不含蛋白質(zhì)和氨基酸的食物，加入含量和比例適宜的20種氨基酸，配制成食物A；另取等量的不含蛋白質(zhì)和氨基酸的食物，加入除苯丙氨酸以外的19種氨基酸，其含量和比例與食物A中相同，配制成食物B．
②分組：將20只幼年鼠平均分成甲、乙兩組，分別稱量其體重．
③飼喂：甲組每天飼喂適量的食物A；乙組每天飼喂等量的食物B．兩組幼年鼠其他飼養(yǎng)條件相同．
④觀測：分別測量甲乙兩組幼年鼠的體重，并計(jì)算其增加量．
結(jié)果及結(jié)論：（略）

Answer 1

分析 1、氨基酸通過脫水縮合反應(yīng)形成肽鏈，根據(jù)元素守恒，氨基酸中的每種元素之和與形成的肽鏈和水中的每種元素之和相等，按照元素守恒定律解答（1）、（2）
2、分析題干信息可知，該實(shí)驗(yàn)的目的探究苯丙氨酸是否是老鼠的必需氨基酸，實(shí)驗(yàn)的自變量是食物中是否含有苯丙氨酸，因變量是小鼠的體重，實(shí)驗(yàn)的原理是如果該氨基酸是老鼠的必需氨基酸，食物中缺乏苯丙氨酸，蛋白質(zhì)不能正常合成，小鼠不能正常生長；按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)照原則和單一變量原則完善實(shí)驗(yàn)步驟．

解答 解：（1）由題意知，該多肽中的N原子是4個(gè)，題干中每種氨基酸都只含有一個(gè)N原子，因此該多肽中含有4個(gè)氨基酸；四種氨基酸中，只有半胱氨酸含有一個(gè)S．而多肽鏈中含有2個(gè)S，因此該多肽鏈中含有2個(gè)半胱氨酸，兩個(gè)半胱氨酸的C是2×3=6，多肽鏈中的C是21，因此另外兩種氨基酸的C原子之和應(yīng)該是15，即為
苯丙氨酸和亮氨酸．
（2）2個(gè)半胱氨酸、1個(gè)苯丙氨酸、1個(gè)亮氨酸的H原子之和是38、O原子之和是8，四個(gè)氨基酸形成肽鏈?zhǔn)敲撊チ?分子水，因此該多肽分子中的H原子數(shù)是38-3×2=32，O原子數(shù)是8-3=5．
（3）由分析知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是食物中是否含有苯丙氨酸，因變量是小鼠的重量，其他屬于無關(guān)變量，無關(guān)變量應(yīng)該保持一致且適宜，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)照原則和單一變量原則，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①配食：取一定量的不含蛋白質(zhì)和氨基酸的食物，加入含量和比例適宜的20種氨基酸，配制成食物A；另取等量的不含蛋白質(zhì)和氨基酸的食物，加入除苯丙氨酸以外的19種氨基酸，其含量和比例與食物A中相同配制成食物B．
②分組：將20只幼年鼠平均分成甲、乙兩組，分別稱量其體重．
③飼喂：甲組每天飼喂適量的食物A；乙組每天飼喂等量的食物B．兩組幼年鼠其他飼養(yǎng)條件相同．
④觀測：分別測量甲乙兩組幼年鼠的體重，并計(jì)算其增加量．
故答案為；
（1）4　  2個(gè)半胱氨酸、1個(gè)苯丙氨酸、1個(gè)亮氨酸
（2）32　5
（3）①等量  苯丙氨酸   相同      ③食物B    ④體重

點(diǎn)評(píng) 本題旨在考查學(xué)生理解氨基酸脫水縮合反應(yīng)過程并應(yīng)用元素守恒進(jìn)行簡單的推理計(jì)算以及按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)照原則和單一變量的原則設(shè)計(jì)完善實(shí)驗(yàn)步驟．