Question

9．请根据所学蛋白质相关知识回答下列问题：
如图，图1为人体胰腺合成的胰蛋白酶原进入小肠后，在肠激酶作用下形成有活性的胰蛋白酶（图中数据表示氨基酸位置），已知20种氨基酸的平均相对分子质量为128，图中二硫键（-S-S-）形成时会脱去两个氢．

（1）胰蛋白酶原的化学本质是蛋白质，其基本组成单位的结构通式是．胰蛋白酶原被肠激酶作用变为胰蛋白酶后少了6个肽键，在胰蛋白酶中至少含有氧原子的个数为224，胰蛋白酶的相对分子质量约为24544．
（2）若图2为胰蛋白酶的一部分放大结构，在此图中有4种R基，胰蛋白酶中至少有3个游离的羧基．
（3）如果要对胰蛋白酶进行鉴定，所用的试剂是双缩脲试剂，其颜色变化为紫色．

Answer 1

分析 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．
3、蛋白质中含有肽键，可与双缩脲试剂作用产生紫色反应．
4、分析题图：
图1中胰腺合成的胰蛋白酶原是由229个氨基酸形成的、含有的肽键数=氨基酸数-肽链数=229-1=228个的蛋白质，在肠激酶作用下位于胰蛋白酶上的6号氨基酸和7号氨基酸间的肽键被切割，一分子胰蛋白酶原形成一分子有活性的胰蛋白酶和一分子六肽，其中胰蛋白酶含有的氨基酸数是229-6=223个、其含有的肽键数=氨基酸数-肽链数=223-1=222个，该胰蛋白酶分子中还含有2个二硫键；
图2是生物胰蛋白酶的一部分放大结构，在此图各氨基酸的R基分别是-CH₂-COOH、-CH₃、-CH₂-CO-NH₂、-CH₂-COOH、-CH₂-SH．

解答 解：（1）由图1知，胰蛋白酶原是由229个氨基酸形成的，其化学本质是蛋白质，构成蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸的结构通式是；由以上分析知，胰蛋白酶和胰蛋白酶原含有的肽键数分别为222个、228个，所以胰蛋白酶比胰蛋白酶原少的肽键数为228-222=6个；由氨基酸的结构通式可知，每分子氨基酸至少含有2个氧原子，所以胰蛋白酶中至少含有氧原子的个数=223个氨基酸中至少含有的氧原子个数-脱去的水分子数=2×223-（223-1）=224个；胰蛋白酶的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量一脱去水分子数×18-形成2个二硫键脱去的氢分子的相对分子质量=128×223-（223-1）×18-2×2=24544．
（2）图2所示为胰蛋白酶的一部分放大结构，此图中的R基分别是-CH₂-COOH、-CH₃、-CH₂-CO-NH₂、-CH₂-COOH、-CH₂-SH，R基有4种，R基中含有的羧基共有2个，所以胰蛋白酶中至少含有的游离的羧基数=肽链数+图2所示部分肽链R基中的羧基数=1+2=3个．
（3）胰蛋白酶的化学本质是蛋白质，其分子中含有肽键，如果要对胰蛋白酶进行鉴定，所用的试剂是双缩脲识记，蛋白质可与双缩脲试剂作用产生紫色络合物．
故答案为：
（1）蛋白质             6     224      24544
（2）4     3
（3）双缩脲试剂       紫色

点评 本题结合胰腺合成的胰蛋白酶原进入小肠后，在肠激酶作用下形成有活性的胰蛋白酶的过程图，考查蛋白质的合成--氨基酸脱水缩合的知识，考生明确氨基酸脱水缩合的过程和实质，掌握氨基酸脱水缩合过程中的相关计算是解题的关键．