题目内容
【题目】如图为某胰岛素分子及其局部放大示意图(其中的－S－S－是由2个－SH脱去2个H形成的)，已知该胰岛素由51个氨基酸分子组成。请回答下列问题：
(1)组成胰岛素的氨基酸的结构通式是________________。
(2)若将一个胰岛素分子完全水解成氨基酸，则需要消耗________个水分子。图中放大的β链的局部结构汇总，含________种氨基酸，图中属于肽键的是________ (填数字)。
(3)据图可知，一个胰岛素分子中至少含有________个游离的氨基和________个游离的羧基。
(4)若组成胰岛素的氨基酸的平均相对分子质量为120，则胰岛素的相对分子质量为______。
【答案】
49 3 ②④ 3 3 5232
【解析】
1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸，其结构通式是
，即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢和一个R基，氨基酸的不同在于R基的不同。
2、氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链，而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一个氨基酸分子的氨基（-NH2）相连接，同时脱出一分子水的过程；连接两个氨基酸的化学键是肽键，其结构式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽过程中的相关计算：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数，游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数，至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数，氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数，氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一脱去水分子数，蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量一脱去水分子数×18。
2、根据题意和识图分析可知，胰岛素分子由51个氨基酸分子组成，由2条肽链构成，含有3个二硫键，则胰岛素形成过程中脱去水分子49个，形成肽键49个。根据图中放大的β链的局部结构汇总可知，图中②④为肽键，①③⑤为氨基酸的R基，由于①③⑤各不相同，故该局部有三种氨基酸脱水缩合而成。根据图中①③⑤可知，胰岛素中至少游离的氨基和羧基各有3个。
（1）氨基酸的结构通式是，即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢和一个R基，氨基酸的不同在于R基的不同。
（2）一个胰岛素分子形成过程中脱掉了49分子的水，故一个胰岛素分子完全水解成氨基酸，则需要消耗49分子的水，根据以上分析可知，图中放大的β链的局部结构汇总，根据R基的不同含有3种氨基酸，图中②④属于肽键。
（3）据图可知，一个胰岛素分子中有2条肽链，且局部放大部分的R基中有一个游离的氨基和一个游离的羧基，因此至少含有3个游离的氨基和3个游离的羧基。
（4）若组成胰岛素的氨基酸的平均相对分子质量为120，胰岛素分子由51个氨基酸分子组成，形成过程中脱掉了49分子的水且形成了3个二硫键，则胰岛素的相对分子质量为：120×51-49×18-3×2=5232。
【题目】为生产具有特定性能的α-淀粉酶，研究人员从某种海洋细菌中克隆了α-淀粉酶基因（1656个碱基对），利用基因工程大量制备α-淀粉酶，实验流程见下图。请回答下列问题：
（1）获取α-淀粉酶基因后，对其进行克隆常采用的技术是_________。
（2）为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的_______端（填5’或3’）加上限制性酶切位点，且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的是_______________
（3）进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中________的设定与引物有关，________的设定与扩增片段的长度有关。（填序号）
①变性温度 ②退火温度 ③延伸温度 ④变性时间 ⑤退火时间 ⑥延伸时间
（4）下图表示筛选获得的工程菌中编码α-淀粉酶的mRNA的部分碱基序列：
图中虚线框内mRNA片段包含______个密码子，如虚线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子最多有_______ 种。
（5）获得工程菌表达的α-淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性，结果如下：
缓冲液 | 50 mmol/L Na2HPO4-KH2PO4 | 50 mmol/L Tris-HCl | 50 mmol/L Gly-NaOH | ||||||||||
pH | 6.0 | 6.5 | 7.0 | 7.5 | 7.5 | 8.0 | 8.5 | 9.0 | 9.0 | 9.5 | 10.0 | 10.5 | |
酶相对活性% | 25.4 | 40.2 | 49.8 | 63.2 | 70.1 | 95.5 | 99.5 | 85.3 | 68.1 | 63.7 | 41.5 | 20.8 | |
根据上述实验结果，初步判断该α-淀粉酶活性最高的条件为_________________________ 。
