Question

7．经测定某多肽分子式为C₂₁H_xO_yN₄S₂（无二硫键）．已知该多肽是由下列氨基酸中的几种做原料合成的：苯丙氨酸（C₉H₁₁NO₂），天冬氨酸（C₄H₇NO₄），丙氨酸（C₃H₇NO₂），亮氨酸（C₆H₁₃NO₂），半胱氨酸（C₃H₇NO₂S）．请回答：
（1）该多肽共由4个氨基酸组成，参与该多肽形成的氨基酸的种类与数目为2个半胱氨酸、1个苯丙氨酸、1个亮氨酸．
（2）该多肽分子中的H原子数是32，O原子数是5．
（3）苯丙氨酸是人体的必需氨基酸，是否也是老鼠的必需氨基酸呢？某生物兴趣小组利用下列
材料和用具就此问题进行了探究，请补充并完善他们的实验方案：
材料用具：20只生长发育状况相同的正常幼年鼠、分装在不同试剂瓶中的20种氨基酸、不含蛋白质和氨基酸的食物、秤、天平等．
实验原理：必需氨基酸是动物体不能合成、只能从食物中获得的氨基酸．当动物缺乏必需氨基酸，就会影响体内蛋白质的合成，出现营养不良，体重增加缓慢．
实验方案：
①配食：取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量和比例适宜的20种氨基酸，配制成食物A；另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入除苯丙氨酸以外的19种氨基酸，其含量和比例与食物A中相同，配制成食物B．
②分组：将20只幼年鼠平均分成甲、乙两组，分别称量其体重．
③饲喂：甲组每天饲喂适量的食物A；乙组每天饲喂等量的食物B．两组幼年鼠其他饲养条件相同．
④观测：分别测量甲乙两组幼年鼠的体重，并计算其增加量．
结果及结论：（略）

Answer 1

分析 1、氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链，根据元素守恒，氨基酸中的每种元素之和与形成的肽链和水中的每种元素之和相等，按照元素守恒定律解答（1）、（2）
2、分析题干信息可知，该实验的目的探究苯丙氨酸是否是老鼠的必需氨基酸，实验的自变量是食物中是否含有苯丙氨酸，因变量是小鼠的体重，实验的原理是如果该氨基酸是老鼠的必需氨基酸，食物中缺乏苯丙氨酸，蛋白质不能正常合成，小鼠不能正常生长；按照实验设计的对照原则和单一变量原则完善实验步骤．

解答 解：（1）由题意知，该多肽中的N原子是4个，题干中每种氨基酸都只含有一个N原子，因此该多肽中含有4个氨基酸；四种氨基酸中，只有半胱氨酸含有一个S．而多肽链中含有2个S，因此该多肽链中含有2个半胱氨酸，两个半胱氨酸的C是2×3=6，多肽链中的C是21，因此另外两种氨基酸的C原子之和应该是15，即为
苯丙氨酸和亮氨酸．
（2）2个半胱氨酸、1个苯丙氨酸、1个亮氨酸的H原子之和是38、O原子之和是8，四个氨基酸形成肽链是脱去了3分子水，因此该多肽分子中的H原子数是38-3×2=32，O原子数是8-3=5．
（3）由分析知，该实验的自变量是食物中是否含有苯丙氨酸，因变量是小鼠的重量，其他属于无关变量，无关变量应该保持一致且适宜，按照实验设计的对照原则和单一变量原则，实验步骤如下：
①配食：取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量和比例适宜的20种氨基酸，配制成食物A；另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入除苯丙氨酸以外的19种氨基酸，其含量和比例与食物A中相同配制成食物B．
②分组：将20只幼年鼠平均分成甲、乙两组，分别称量其体重．
③饲喂：甲组每天饲喂适量的食物A；乙组每天饲喂等量的食物B．两组幼年鼠其他饲养条件相同．
④观测：分别测量甲乙两组幼年鼠的体重，并计算其增加量．
故答案为；
（1）4　  2个半胱氨酸、1个苯丙氨酸、1个亮氨酸
（2）32　5
（3）①等量  苯丙氨酸   相同      ③食物B    ④体重

点评 本题旨在考查学生理解氨基酸脱水缩合反应过程并应用元素守恒进行简单的推理计算以及按照实验设计的对照原则和单一变量的原则设计完善实验步骤．