Question

【題目】如圖甲是血紅蛋白的空間結(jié)構(gòu)模式圖，其含有兩條α肽鏈，兩條β肽鏈共4條鏈（α肽鏈和β肽鏈不同）。圖乙表示β肽鏈一端的氨基酸排列順序，請(qǐng)回答下列問題：

（1）圖乙中①的名稱是________，寫出③⑤⑦處肽鍵的結(jié)構(gòu)式：____________。

（2）圖乙所示的一段肽鏈由________種氨基酸脫水縮合而成，氨基酸的結(jié)構(gòu)通式為_____。圖甲中肽鏈的第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）據(jù)兩圖可知一條β肽鏈至少含有________個(gè)羧基，若兩條β肽鏈完全相同，則一個(gè)血紅蛋白分子至少含有________個(gè)羧基，含有_______個(gè)氨基。

（4）圖甲中血紅蛋白有124個(gè)氨基酸，肽鏈盤曲過程中形成了三個(gè)二硫鍵（由兩個(gè)半胱氨酸上的—SH縮合而成，即—SH和HS—縮合成—S—S—)若組成圖甲中蛋白質(zhì)的氨基酸平均分子量為100，則圖甲中蛋白質(zhì)的分子量為______________________。

（5）有一種蛋白質(zhì)與圖甲中蛋白質(zhì)的氨基酸組成和排列順序完全相同，但功能與圖甲中的蛋白質(zhì)不同，原因是_________________________________。

Answer 1

【答案】氨基 —CO—NH— 3 A 3 8 6 10234 蛋白質(zhì)（肽鏈）的空間結(jié)構(gòu)不同

【解析】

1、構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，每種氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上，這個(gè)碳原子還連接一個(gè)氫和一個(gè)R基，氨基酸的不同在于R基的不同。

2、氨基酸通過脫水縮合形成多肽鏈，而脫水縮合是指一個(gè)氨基酸分子的羧基（-COOH）和另一個(gè)氨基酸分子的氨基（-NH2）相連接，同時(shí)脫出一分子水的過程；連接兩個(gè)氨基酸的化學(xué)鍵是肽鍵，其結(jié)構(gòu)式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽過程中的相關(guān)計(jì)算：肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)一肽鏈數(shù)，游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基或羧基數(shù)，至少含有的游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)，氮原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=各氨基酸中氮原子總數(shù)，氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子總數(shù)一脫去水分子數(shù)，蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量一脫去水分子數(shù)×18。

3、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的直接原因：構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈的空間結(jié)構(gòu)千差萬別。

4、分析題圖：圖A是血紅蛋白的空間結(jié)構(gòu)模式圖，血紅蛋白是由4條肽鏈組成的；圖B表示血紅蛋白β肽鏈一端（圓圈所示部分）的氨基酸排列順序，其中①是氨基，②④⑥⑧是R基，③⑤⑦是肽鍵，⑨是肽鍵的一部分。

（1）圖乙中①的結(jié)構(gòu)式是-NH2，是氨基，其中③⑤⑦處是肽鍵，肽鍵的結(jié)構(gòu)式是-CO-NH-。

（2）氨基酸的結(jié)構(gòu)通式是

，

氨基酸的不同在于R基不同，圖乙所示的一段肽鏈中的R基②④⑥⑧中，⑥和⑧相同，R基共有3種，即圖B所示的一段肽鏈由3種氨基酸縮合而成；根據(jù)構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，氨基酸通式的分子式可寫為C2H4O2N+R基，又知甲硫氨酸的R基是-CH2-CH2-S-CH3（R基可表示為-C3H7S），所以甲硫氨酸的分子式是C5H11O2NS。

故選A。

（3）圖乙表示β肽鏈一端的氨基酸排列順序，所示的該段肽鏈中的R基②④⑥⑧中共有2個(gè)羧基（分別位于⑥和⑧中、各1個(gè)），可推知一條β肽鏈至少含有的羧基數(shù)=肽鏈數(shù)（β肽鏈）+（β肽鏈）R基中含有的羧基數(shù)=1+2=3個(gè)，若兩條β肽鏈完全相同，則一個(gè)血紅蛋白分子至少含有的羧基數(shù)=（血紅蛋白含有的）肽鏈數(shù)+（2條β肽鏈）R基中含有的羧基數(shù)=4+2×2=8個(gè)；血紅蛋白兩條β鏈中的R基含氨基1個(gè)，所以血紅蛋白所含的氨基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基=4+2×1=6。

（4）血紅蛋白中含有124個(gè)氨基酸，圖甲中肽鏈盤曲過程中A、B、C三處形成了三個(gè)二硫鍵（由兩個(gè)半胱氨酸上的-SH縮合而成，即-SH和HS-縮合成-S-S-）若組成圖1中蛋白質(zhì)的氨基酸平均分子量為100，則圖1中蛋白質(zhì)的分子量=氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量-脫去水分子數(shù)×18-形成三個(gè)二硫鍵時(shí)脫去的氫分子數(shù)=124×100-（124-4）×18-2×3=10234。

（5）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定功能，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈的空間結(jié)構(gòu)千差萬別有關(guān)，若有一種蛋白質(zhì)與圖甲中蛋白質(zhì)的氨基酸組成和排列順序完全相同，但功能與圖甲中的蛋白質(zhì)不同，原因是二者的空間結(jié)構(gòu)不同。