Question

胰島素分子是一種蛋白質分子，現有如下材料：
①胰島素含有2條多肽鏈，A鏈含有21個氨基酸，B鏈含有30個氨基酸，2條多肽鏈間通過2個二硫鍵（二硫鍵是由2個“一SH”連接而成的）連接，在A鏈上也形成1個二硫鍵，如圖所示為結晶牛胰島素的平面結構示意圖．
②不同動物的胰島素的氨基酸組成是有區(qū)別的，現把人和其他動物的胰島素的氨基酸組成比較如下：
豬：B鏈第30位氨基酸和人不同；
馬：B鏈第30位氨基酸和A鏈第9位氨基酸與人不同；
牛：A鏈第8、10位氨基酸與人不同；
羊：A鏈第8、9、10位氨基酸與人不同；
天竹鼠：A鏈有8個氨基酸與人不同，B鏈有10個氨基酸與人不同．
根據以上材料回答下列問題：
（1）胰島素分子中含有肽鍵

 

個．至少含有

 

個氨基．
（2）這51個氨基酸形成胰島素后，相對分子質量比原來51個氨基酸的總分子量減少了

 

．
（3）人體中胰島素的含量低，會導致血糖濃度過高，尿液中有葡萄糖，稱為糖尿病，其最佳的治療方法是使用胰島素，但只能注射不能口服，原因是

 

．
（4）前面所列的哺乳動物和人的胰島素都由51個氨基酸構成，且在氨基酸組成上大多相同，由此可以得出的結論是

 

．
（5）如果要為糖尿病人治療必須用動物體內的胰島素的話，最適宜的動物是

 

．

Answer 1

考點：蛋白質的結構和功能的綜合,蛋白質的合成——氨基酸脫水縮合

專題：

分析：根據題意和圖示分析可知：胰島素含有2條多肽鏈，A鏈含有21個氨基酸，肽鍵數為21-1=20個；B鏈含有30個氨基酸，肽鍵數為30-1=29個；所以共有肽鍵20+29=49個．胰島素屬于蛋白質，只能注射不能口服．由于哺乳動物和人的胰島素都由51個氨基酸構成，且在氨基酸組成上大多相同，說明所列的哺乳動物和人都有共同的原始祖先．人與動物豬在胰島素的氨基酸組成上差異最�。�

解答： 解：（1）對于開放狀態(tài)的多肽鏈說有：肽鍵數=氨基酸分子總數-肽鏈數．所以胰島素分子中含有肽鍵數為51-2=49個．合成胰島素的基因中所需堿基數則涉及中心法則：基因中堿基總數=2×mRNA堿基數=氨基酸數×3×2，所以應該為51×6=306．
（2）由于51個氨基酸形成胰島素的過程中脫去49個水，同時還有3個二硫鍵中的6個氫，所以這51個氨基酸形成胰島素后，相對分子質量比原來51個氨基酸的總分子量減少了18×49+1×6=888．
（3）胰島素的化學本質是蛋白質，如果口服就會被分解從而失去胰島素的功能，所以只能注射不能口服．
（4）由于所列的哺乳動物和人的胰島素都由51個氨基酸構成，且在氨基酸組成上大多相同，說明這些哺乳動物和人都有共同的原始祖先．
（5）人與動物豬在胰島素的氨基酸組成上差異最小，只有B鏈第30位氨基酸，所以如果要為糖尿病人治療必須用動物體內的胰島素的話，最適宜的動物是豬．
故答案為：
（1）49    306
（2）888
（3）胰島素是蛋白質，如口服會被消化道內的蛋白酶所催化水解而失去作用
（4）這些哺乳動物和人都有共同的原始祖先
（5）豬

點評：本題考查蛋白質的結構和分子生物學在進化上的證據的相關知識，意在考查蛋白質的結構中的相互之間的數量關系的計算和在生物進化之間的聯系，跨度大，綜合性強．