Question

12．2004年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予以色列科學(xué)家阿龍•切哈諾沃、阿夫拉姆•赫什科和美國(guó)科學(xué)家歐文•羅斯，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了泛素在細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解調(diào)節(jié)作用，揭開(kāi)了蛋白質(zhì)“死亡”的重要機(jī)理．
（1）生物體內(nèi)存在著兩類蛋白質(zhì)降解過(guò)程，一種是不需要能量的，比如發(fā)生在消化道中的初步降解，這一過(guò)程只需要蛋白酶參與；另一種則需要能量，它是一種高效率、針對(duì)性很強(qiáng)的降解過(guò)程．消耗的能量直接來(lái)自于ATP．
（2）細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)處于不斷地降解與更新的過(guò)程中．泛素在其蛋白質(zhì)降解過(guò)程中，起到“死亡標(biāo)簽”的作用，即被泛素標(biāo)記的蛋白質(zhì)將被特異性地識(shí)別并迅速降解，降解過(guò)程發(fā)生在溶酶體（細(xì)胞器）中．
（3）泛素是一個(gè)由76個(gè)氨基酸組成的多肽鏈，只在細(xì)胞內(nèi)起作用，可見(jiàn)與泛素的合成有關(guān)的細(xì)胞器是核糖體，其合成方式稱為脫水縮合，控制這一過(guò)程基因的編碼區(qū)外顯子含有462個(gè)脫氧核苷酸（考慮終止密碼子）．
（4）今有一化合物，其分子式為C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀，已知將它水解后只得到如圖所示四種氨基酸．問(wèn)：該物質(zhì)共含有羧基5個(gè)，進(jìn)行水解時(shí)需9個(gè)水分子．合成該物質(zhì)需要tRNA的種類為不能確定，控制該多肽合成的mRNA（考慮終止密碼子）徹底水解需要98個(gè)水分子．

Answer 1

分析 本題涉及的知識(shí)點(diǎn)是酶作用的專一性，ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程和意義，組成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，氨基酸的脫水縮合反應(yīng)過(guò)程和場(chǎng)所，轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，核酸的分類、結(jié)構(gòu)和功能．

解答 解：（1）消化道內(nèi)蛋白質(zhì)的初步降解是在蛋白酶的催化作用下進(jìn)行的；ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，消耗能量的蛋白質(zhì)的降解過(guò)程中消耗的能量直接來(lái)自ATP．
（2）溶酶體內(nèi)含有多種水解酶，被泛素標(biāo)記的蛋白質(zhì)將被特異性地識(shí)別并迅速降解的過(guò)程是在溶酶體內(nèi)進(jìn)行的．
（3）由題意知，泛素是一個(gè)由76個(gè)氨基酸組成的多肽鏈，細(xì)胞內(nèi)肽鏈合成的場(chǎng)所是核糖體；氨基酸通過(guò)脫水縮合反應(yīng)過(guò)程由肽鍵連接形成多肽鏈；基因控制蛋白質(zhì)的合成過(guò)程是通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程實(shí)現(xiàn)的，轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中基因中外顯子的脫氧核糖核苷酸數(shù)：mRNA中核糖核苷酸數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)=6：3：1，由于泛素是一個(gè)由76個(gè)氨基酸組成的多肽鏈，如果考慮終止密碼子，則控制這一過(guò)程基因的編碼區(qū)外顯子含有的脫氧核糖核苷酸數(shù)=76×6+6=462個(gè)．
（4）分析題圖可知分子式為C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀水解后只得到四種氨基酸種，每種氨基酸都只含有1個(gè)氨基，因此C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀是由10個(gè)氨基酸脫去9分子水形成的十肽化合物；由于組成蛋白質(zhì)的氨基酸的分子簡(jiǎn)式是C₂H₄O₂NR，因此分子式為C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀的十肽中位于R基中的O是19-（20-9）=8，因此該十肽化合物中有4個(gè)R基中含有-COOH（羧基），因此該十肽化合物中的羧基數(shù)共有5個(gè)；翻譯過(guò)程中tRNA上的反密碼子與mRNA密碼子進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)，由于密碼子具有簡(jiǎn)并性，因此mRNA中密碼子的種類不能確定，所以tRNA的種類也不能確定；由于轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中基因中外顯子的脫氧核糖核苷酸數(shù)：mRNA中核糖核苷酸數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)=6：3：1，翻譯過(guò)程中mRNA上的核糖核苷酸數(shù)量是10×3+3=33個(gè)，水解形成核糖核苷酸需要32分子水，將33個(gè)核糖核苷酸徹底水解需要66分子水，因此控制該多肽合成的mRNA（考慮終止密碼子）徹底水解需要的水分子數(shù)=32+66=98個(gè)．
故答案為：
（1）蛋白酶   ATP
（2）溶酶體
（3）核糖體   脫水縮合   462
（4）5   9   不能確定   98

點(diǎn)評(píng) 本題考查蛋白質(zhì)的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生的識(shí)圖能力和判斷能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力．