Question

3．从某种真核细胞中提取出大量核糖体，放入含有如图1下列几种有机物（其中的氮原子已被¹⁵N标记）的培养液里，假设培养液里含有核糖体完成其功能所需的一切物质和条件．请回答：

（1）实验中，核糖体所需要完成的功能就是把上述物质中的（填号码）①④⑤，通过脱水缩合方式合成多肽．合成的多肽中含有的氨基、羧基和肽键的数目依次为2、2、2．
（2）实验中所用的培养液相当于细胞内的细胞质基质．
（3）上述能合成蛋白质的氨基酸按一定数量混合后，在适宜条件下形成的含4个肽键的分子最多有3⁵种
（4）若某一多肽链由201个氨基酸组成，其分子式为C_xH_yN_aO_bS₂（a＞201，b＞202），并且是由如图2的5种氨基酸组成的，那么该多肽链彻底水解后将会得到赖氨酸、天冬氨酸各多少个？a-201 $\frac{b-202}{2}$．
（5）由X个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含有Y条肽链，其中Z条为环状肽，这个蛋白质完全水解共需水分子x-y+z个．
（6）蛋白质分子结构复杂，经加热、X射线、强酸、强碱、重金属盐等的作用，引起蛋白质的变性，其原因主要是空间结构遭到破坏．

Answer 1

分析 分析图1：组成蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸的结构通式为：，可见每种氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基，并且他们都连结在同一个碳原子上．因此①、④和⑤属于组成蛋白质的氨基酸，②和③不属于组成蛋白质的氨基酸．据此答题．

解答 解：（1）图中①④⑤表示的是组成蛋白质的氨基酸，在核糖体上经过脱水缩合形成多肽或蛋白质．④的R基中有羧基，⑤的R基中有氨基，所以合成的多肽中至少有2个氨基和2个羧基；3个氨基酸脱水缩合形成的肽键数=氨基酸数-肽链数=3-1=2个．
（2）实验中所用的培养液相当于细胞内的细胞质基质．
（3）含有4个肽键的分子是由5个氨基酸脱水缩合形成的，①④⑤脱水缩合形成的五肽种类最多有3⁵．
（4）从组成多肽链的五种氨基酸结构可知：赖氨酸R基上有一个-NH₂，天门冬氨酸R基上有一个-COOH，那么由201个氨基酸缩合的肽链就有200个肽键，200个N和200个O，加上多肽链末端各一个-NH₂和-COOH，共201个N和202个O，多出的-NH₂数为a-201，是赖氨酸的R基上的-NH₂数量；同理，多出的O数量为B-202个，换算成-COOH数为$\frac{b-202}{2}$．
（5）由氨基酸脱水缩合反应的反应式可知，如果形成直线的肽链，肽键数=氨基酸的个数-肽链数，如果的形成环状肽链，一条环状肽链中氨基酸的个数=肽键数；由题意可知，本蛋白质含有Y条肽链，其中环状多肽是Z条，那么直线的肽链是（Y-Z）条，形成环状肽链的氨基酸的个数是X，则这个蛋白质形成过程中脱去水分子数=X-Y+Z，其完全水解也需水分子X-Y+Z个．
（6）蛋白质分子结构复杂，经加热、X射线、强酸、强碱、重金属盐等的作用，引起蛋白质的变性，其原因主要是空间结构遭到破坏．
故答案为：
（1）①④⑤脱水缩合    2、2、2
（2）细胞质基质   
（3）3⁵
（4）a-201     $\frac{b-202}{2}$
（5）X-Y+Z
（6）空间结构遭到破坏

点评 本题结合图解，考查蛋白质的合成--氨基酸脱水缩合，要求考生识记氨基酸的结构通式及特点，能准确判断图中哪些是组成蛋白质的氨基酸；识记氨基酸脱水缩合过程，掌握脱水缩合过程中的相关计算，能运用其延伸规律答题．