Question

5．①胰島素是一種蛋白質(zhì)分子，它含有α、β兩條肽鏈，α鏈含有21個(gè)氨基酸，β鏈含有30個(gè)氨基酸，兩條多肽鏈間通過(guò)兩個(gè)二硫鍵（二硫鍵是由2個(gè)-SH連接而成的）連接，在α鏈上也形成一個(gè)二硫鍵，如圖為結(jié)晶牛胰島素的平面結(jié)構(gòu)示意圖：
②不同動(dòng)物的胰島素的氨基酸組成是有區(qū)別的，現(xiàn)把人和其他動(dòng)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(gè)氨基酸與人不同，B鏈有10個(gè)氨基酸與人不同．
根據(jù)以上材料回答下列問(wèn)題：
（1）胰島素分子中含有肽鍵49個(gè)，肽鍵可表示為-CO-NH-．從理論上分析，胰島素分子至少有“-NH₂”和“-COOH”分別是22個(gè)．這51個(gè)氨基酸分子形成胰島素后，相對(duì)分子質(zhì)量比原來(lái)減少了888．
（2）人體中胰島素的含量過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)疾病，其治療時(shí)胰島素不能口服，只能注射，原因是胰島素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，口服會(huì)被蛋白酶催化水解而失效．
（3）經(jīng)檢測(cè)，人和其他哺乳動(dòng)物胰島素的氨基酸組成比較見上：
①不同物種的胰島素不同，反映在多肽鏈的氨基酸組成上主要是氨基酸的排列順序不同/氨基酸的種類和排列順序不同．
②不同生物性狀不同的直接原因是蛋白質(zhì)的多樣性．

Answer 1

分析 脫水縮合是指一個(gè)氨基酸分子的羧基和另一個(gè)氨基酸分子的氨基相連接，同時(shí)脫出一分子水．脫水縮合過(guò)程中的相關(guān)計(jì)算：
（1）脫去的水分子數(shù)=形成的肽鍵個(gè)數(shù)=氨基酸個(gè)數(shù)-肽鏈條數(shù)；
（2）蛋白質(zhì)分子至少含有的氨基數(shù)或羧基數(shù)，應(yīng)該看肽鏈的條數(shù)，有幾條肽鏈，則至少含有幾個(gè)氨基或幾個(gè)羧基；
（3）蛋白質(zhì)分子量=氨基酸分子量×氨基酸個(gè)數(shù)-水的個(gè)數(shù)×18．

解答 解：（1）由題意可知，胰島素分子含有51個(gè)氨基酸，2條肽鏈，則該胰島素分子中含有肽鍵數(shù)目=氨基酸數(shù)目-肽鏈條數(shù)=51-2=49個(gè)．肽鍵的化學(xué)結(jié)構(gòu)為-CO-NH-．蛋白質(zhì)分子至少含有的氨基數(shù)或羧基數(shù)，應(yīng)該看肽鏈的條數(shù)，有幾條肽鏈，則至少含有幾個(gè)氨基或幾個(gè)羧基，因此該蛋白質(zhì)分子至少含有2個(gè)氨基和2羧基．由于51個(gè)氨基酸形成胰島素的過(guò)程中脫去49個(gè)水，同時(shí)還有3個(gè)二硫鍵中的6個(gè)氫，所以這51個(gè)氨基酸形成胰島素后，相對(duì)分子質(zhì)量比原來(lái)51個(gè)氨基酸的總分子量減少了18×49+1×6=888．
（2）胰島素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，口服會(huì)被蛋白酶催化水解而失效，因此治療糖尿病時(shí)胰島素不能口服，只能注射．
（3）①?gòu)陌被�酸上�?lái)看，蛋白質(zhì)具有多樣性的原因是氨基酸的種類、數(shù)量和排列順利不同．
②不同生物性狀不同的直接原因是蛋白質(zhì)的多樣性，根本原因是DNA的多樣性．
故答案為：
（1）49-CO-NH-2  2  888
（2）胰島素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，口服會(huì)被蛋白酶催化水解而失效
（3）①氨基酸的排列順序不同/氨基酸的種類和排列順序不同
②蛋白質(zhì)的多樣性

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合結(jié)晶牛胰島素的平面結(jié)構(gòu)示意圖，考生蛋白質(zhì)合成--氨基酸脫水縮合，要求考生識(shí)記脫水縮合的概念，掌握氨基酸脫水縮合的過(guò)程及相關(guān)計(jì)算，能運(yùn)用其延伸規(guī)律結(jié)合圖中信息答題．