Question

13．现有一种“十二肽”，分子式为 C _x H _y N _z O _w S （ x＞12，w＞13 ）．已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸：

回答下列问题：
（1）组成该“十二肽”的基本单位是氨基酸，结构通式是．
（2）上述五种氨基酸中属于必需氨基酸的是苯丙氨酸和赖氨酸．
（3）一个该“十二肽”分子水解时需要的水分子数为11个．
（4）脱水缩合形成该十二肽时脱去的水分子中的氧来源于氨基酸的羧基．
（5）将一个该“十二肽”分子彻底水解后有z-12 个赖氨酸和$\frac{w-13}{2}$ 个天门冬氨酸．
（6）假设 20 种氨基酸的平均相对分子质量为 100，该“十二肽”的相对分子质量为1002．
（7）上述五种足量氨基酸，能形成3125种五肽．

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、构成蛋白质的氨基酸有20种，对成人来讲有8种氨基酸是人体细胞不能合成的（婴儿有9种，多出来的一种是组氨酸），分别是赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸，称为必需氨基酸．
3、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，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．
4、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．
5、分析题图：题图是分子式为 C _x H _y N _z O _w S （ x＞12，w＞13 ）的一种“十二肽”彻底水解后得到的五种氨基酸，这五种氨基酸中只有赖氨酸含有2个氨基，因此可以根据氮原子数目计算出该多肽中含有的赖氨酸的数目；只有天冬氨酸中含有2个羧基，因此可以根据氧原子数目计算出该多肽中含有的天冬氨酸的数目．

解答 解：（1）组成该“十二肽”的基本单位是氨基酸，氨基酸的结构通式是．
（2）上述五种氨基酸（半胱氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸）中属于必需氨基酸的是苯丙氨酸和赖氨酸．
（3）一个该“十二肽”分子含有的肽键数=氨基酸数-肽链数=12-1=11个，所以该“十二肽”水解时需要的水分子数=肽键数=11个．
（4）氨基酸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，氨基酸脱水缩合形成该十二肽时脱去的水分子中的氧来源于氨基酸的羧基．
（5）①组成该“十二肽”中的氨基酸只有赖氨酸含有两个氨基、其它氨基酸均含一个氨基，根据N原子数可知，分子式为C _x H _y N _z O _w S 的“十二肽”中含有的赖氨酸的个数是z-12个；
②组成该“十二肽”的氨基酸中只有天冬氨酸中含有2个羧基、其它氨基酸均只含1个羧基，设该“十二肽”中含有天冬氨酸的个数是a个，则其它氨基酸共有12-a个，根据“氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一脱去水分子数氧原子数目，则有关系式：2×（12-a）+4a-（12-1）=w，解得：a=$\frac{w-13}{2}$个；
由①②可知，分子式为C _x H _y N _z O _w S 的该“十二肽”中含有赖氨酸和天冬氨酸的个数分别为z-12个、$\frac{w-13}{2}$个，所以该“十二肽”分子彻底水解后有z-12个赖氨酸和$\frac{w-13}{2}$个天门冬氨酸．
（6）假设20种氨基酸的平均相对分子质量为 100，该“十二肽”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=12×100-（12-1）×18=1002．
（7）多肽的种类与构成多肽的氨基酸的种类、数目和排列顺序有关，上述五种足量氨基酸，能形成五肽的种类为5×5×5×5×5=3125种．
故答案为：
（1）氨基酸      
（2）苯丙氨酸和赖氨酸
（3）11
（4）氨基酸的羧基
（5）z-12     $\frac{z-13}{2}$
（6）1002
（7）3125

点评 本题结合分子式为 C _x H _y N _z O _w S （ x＞12，w＞13 ）的“十二肽”水解得到的五种氨基酸的结构式，考查蛋白质的合成--氨基酸的脱水缩合的知识，考生识记氨基酸的结构通式、分析题干中五种氨基酸得出共同点，明确氨基酸脱水缩合的过程，掌握氨基酸脱水缩合过程中的相关计算是解题的关键．