Question

9．請(qǐng)根據(jù)所學(xué)蛋白質(zhì)相關(guān)知識(shí)回答下列問題：
如圖，圖1為人體胰腺合成的胰蛋白酶原進(jìn)入小腸后，在腸激酶作用下形成有活性的胰蛋白酶（圖中數(shù)據(jù)表示氨基酸位置），已知20種氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為128，圖中二硫鍵（-S-S-）形成時(shí)會(huì)脫去兩個(gè)氫．

（1）胰蛋白酶原的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其基本組成單位的結(jié)構(gòu)通式是．胰蛋白酶原被腸激酶作用變?yōu)橐鹊鞍酌负笊倭?個(gè)肽鍵，在胰蛋白酶中至少含有氧原子的個(gè)數(shù)為224，胰蛋白酶的相對(duì)分子質(zhì)量約為24544．
（2）若圖2為胰蛋白酶的一部分放大結(jié)構(gòu)，在此圖中有4種R基，胰蛋白酶中至少有3個(gè)游離的羧基．
（3）如果要對(duì)胰蛋白酶進(jìn)行鑒定，所用的試劑是雙縮脲試劑，其顏色變化為紫色．

Answer 1

分析 1、構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，其結(jié)構(gòu)通式是，即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、氨基酸在核糖體中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)中含有肽鍵，可與雙縮脲試劑作用產(chǎn)生紫色反應(yīng)．
4、分析題圖：
圖1中胰腺合成的胰蛋白酶原是由229個(gè)氨基酸形成的、含有的肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=229-1=228個(gè)的蛋白質(zhì)，在腸激酶作用下位于胰蛋白酶上的6號(hào)氨基酸和7號(hào)氨基酸間的肽鍵被切割，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數(shù)是229-6=223個(gè)、其含有的肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=223-1=222個(gè)，該胰蛋白酶分子中還含有2個(gè)二硫鍵；
圖2是生物胰蛋白酶的一部分放大結(jié)構(gòu)，在此圖各氨基酸的R基分別是-CH₂-COOH、-CH₃、-CH₂-CO-NH₂、-CH₂-COOH、-CH₂-SH．

解答 解：（1）由圖1知，胰蛋白酶原是由229個(gè)氨基酸形成的，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，氨基酸的結(jié)構(gòu)通式是；由以上分析知，胰蛋白酶和胰蛋白酶原含有的肽鍵數(shù)分別為222個(gè)、228個(gè)，所以胰蛋白酶比胰蛋白酶原少的肽鍵數(shù)為228-222=6個(gè)；由氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可知，每分子氨基酸至少含有2個(gè)氧原子，所以胰蛋白酶中至少含有氧原子的個(gè)數(shù)=223個(gè)氨基酸中至少含有的氧原子個(gè)數(shù)-脫去的水分子數(shù)=2×223-（223-1）=224個(gè)；胰蛋白酶的相對(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-形成2個(gè)二硫鍵脫去的氫分子的相對(duì)分子質(zhì)量=128×223-（223-1）×18-2×2=24544．
（2）圖2所示為胰蛋白酶的一部分放大結(jié)構(gòu)，此圖中的R基分別是-CH₂-COOH、-CH₃、-CH₂-CO-NH₂、-CH₂-COOH、-CH₂-SH，R基有4種，R基中含有的羧基共有2個(gè)，所以胰蛋白酶中至少含有的游離的羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+圖2所示部分肽鏈R基中的羧基數(shù)=1+2=3個(gè)．
（3）胰蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其分子中含有肽鍵，如果要對(duì)胰蛋白酶進(jìn)行鑒定，所用的試劑是雙縮脲識(shí)記，蛋白質(zhì)可與雙縮脲試劑作用產(chǎn)生紫色絡(luò)合物．
故答案為：
（1）蛋白質(zhì)             6     224      24544
（2）4     3
（3）雙縮脲試劑       紫色

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合胰腺合成的胰蛋白酶原進(jìn)入小腸后，在腸激酶作用下形成有活性的胰蛋白酶的過程圖，考查蛋白質(zhì)的合成--氨基酸脫水縮合的知識(shí)，考生明確氨基酸脫水縮合的過程和實(shí)質(zhì)，掌握氨基酸脫水縮合過程中的相關(guān)計(jì)算是解題的關(guān)鍵．