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(wèn)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(lài)氨酸．
（3）一個(gè)該“十二肽”分子水解時(shí)需要的水分子數(shù)為11個(gè)．
（4）脫水縮合形成該十二肽時(shí)脫去的水分子中的氧來(lái)源于氨基酸的羧基．
（5）將一個(gè)該“十二肽”分子徹底水解后有z-12 個(gè)賴(lài)氨酸和$\frac{w-13}{2}$ 個(gè)天門(mén)冬氨酸．
（6）假設(shè) 20 種氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為 100，該“十二肽”的相對(duì)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(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、構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種，對(duì)成人來(lái)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(lái)的一種是組氨酸），分別是賴(lài)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(chēng)為必需氨基酸．
3、氨基酸在核糖體中通過(guò)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(guò)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-；氨基酸形成多肽過(guò)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(duì)分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對(duì)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(lèi)、數(shù)目、排列順序和肽鏈的空間結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)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(lài)氨酸含有2個(gè)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(lài)氨酸的數(shù)目；只有天冬氨酸中含有2個(gè)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(mén)冬氨酸、苯丙氨酸、賴(lài)氨酸）中屬于必需氨基酸的是苯丙氨酸和賴(lài)氨酸．
（3）一個(gè)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(gè)，所以該“十二肽”水解時(shí)需要的水分子數(shù)=肽鍵數(shù)=11個(gè)．
（4）氨基酸脫水縮合是指一個(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(guò)程，氨基酸脫水縮合形成該十二肽時(shí)脫去的水分子中的氧來(lái)源于氨基酸的羧基．
（5）①組成該“十二肽”中的氨基酸只有賴(lài)氨酸含有兩個(gè)氨基、其它氨基酸均含一個(gè)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(lài)氨酸的個(gè)數(shù)是z-12個(gè)；
②組成該“十二肽”的氨基酸中只有天冬氨酸中含有2個(gè)羧基、其它氨基酸均只含1個(gè)羧基，設(shè)該“十二肽”中含有天冬氨酸的個(gè)數(shù)是a個(gè)，則其它氨基酸共有12-a個(gè)，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(gè)；
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(lài)氨酸和天冬氨酸的個(gè)數(shù)分別為z-12個(gè)、$\frac{w-13}{2}$個(gè)，所以該“十二肽”分子徹底水解后有z-12個(gè)賴(lài)氨酸和$\frac{w-13}{2}$個(gè)天門(mén)冬氨酸．
（6）假設(shè)20種氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為 100，該“十二肽”的相對(duì)分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對(duì)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(lèi)與構(gòu)成多肽的氨基酸的種類(lèi)、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(lèi)為5×5×5×5×5=3125種．
故答案為：
（1）氨基酸      
（2）苯丙氨酸和賴(lài)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(píng) 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(shí)，考生識(shí)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(guò)程，掌握氨基酸脫水縮合過(guò)程中的相關(guān)計(jì)算是解題的關(guān)鍵．