Question

【题目】如图甲是血红蛋白的空间结构模式图，其含有两条α肽链，两条β肽链共4条链（α肽链和β肽链不同）。图乙表示β肽链一端的氨基酸排列顺序，请回答下列问题：

（1）图乙中①的名称是________，写出③⑤⑦处肽键的结构式：____________。

（2）图乙所示的一段肽链由________种氨基酸脱水缩合而成，氨基酸的结构通式为_____。图甲中肽链的第40位氨基酸是甲硫氨酸，它的R基是一CH2—CH2—S—CH3，那么它的分子式是（_______）

A．C5H11O2NS B．C3H7NS C．C4H11O2S D．C5H10O2NS

（3）据两图可知一条β肽链至少含有________个羧基，若两条β肽链完全相同，则一个血红蛋白分子至少含有________个羧基，含有_______个氨基。

（4）图甲中血红蛋白有124个氨基酸，肽链盘曲过程中形成了三个二硫键（由两个半胱氨酸上的—SH缩合而成，即—SH和HS—缩合成—S—S—)若组成图甲中蛋白质的氨基酸平均分子量为100，则图甲中蛋白质的分子量为______________________。

（5）有一种蛋白质与图甲中蛋白质的氨基酸组成和排列顺序完全相同，但功能与图甲中的蛋白质不同，原因是_________________________________。

Answer 1

【答案】氨基 —CO—NH— 3 A 3 8 6 10234 蛋白质（肽链）的空间结构不同

【解析】

1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸，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。

3、蛋白质结构多样性的直接原因：构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构千差万别。

4、分析题图：图A是血红蛋白的空间结构模式图，血红蛋白是由4条肽链组成的；图B表示血红蛋白β肽链一端（圆圈所示部分）的氨基酸排列顺序，其中①是氨基，②④⑥⑧是R基，③⑤⑦是肽键，⑨是肽键的一部分。

（1）图乙中①的结构式是-NH2，是氨基，其中③⑤⑦处是肽键，肽键的结构式是-CO-NH-。

（2）氨基酸的结构通式是

，

氨基酸的不同在于R基不同，图乙所示的一段肽链中的R基②④⑥⑧中，⑥和⑧相同，R基共有3种，即图B所示的一段肽链由3种氨基酸缩合而成；根据构成蛋白质的氨基酸结构特点，氨基酸通式的分子式可写为C2H4O2N+R基，又知甲硫氨酸的R基是-CH2-CH2-S-CH3（R基可表示为-C3H7S），所以甲硫氨酸的分子式是C5H11O2NS。

故选A。

（3）图乙表示β肽链一端的氨基酸排列顺序，所示的该段肽链中的R基②④⑥⑧中共有2个羧基（分别位于⑥和⑧中、各1个），可推知一条β肽链至少含有的羧基数=肽链数（β肽链）+（β肽链）R基中含有的羧基数=1+2=3个，若两条β肽链完全相同，则一个血红蛋白分子至少含有的羧基数=（血红蛋白含有的）肽链数+（2条β肽链）R基中含有的羧基数=4+2×2=8个；血红蛋白两条β链中的R基含氨基1个，所以血红蛋白所含的氨基数=肽链数+R基=4+2×1=6。

（4）血红蛋白中含有124个氨基酸，图甲中肽链盘曲过程中A、B、C三处形成了三个二硫键（由两个半胱氨酸上的-SH缩合而成，即-SH和HS-缩合成-S-S-）若组成图1中蛋白质的氨基酸平均分子量为100，则图1中蛋白质的分子量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18-形成三个二硫键时脱去的氢分子数=124×100-（124-4）×18-2×3=10234。

（5）蛋白质的结构决定功能，蛋白质的结构与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构千差万别有关，若有一种蛋白质与图甲中蛋白质的氨基酸组成和排列顺序完全相同，但功能与图甲中的蛋白质不同，原因是二者的空间结构不同。