Question

15．胰島素是一種蛋白質(zhì)分子，它含有2條肽鏈，A鏈含有21個(gè)氨基酸，B鏈含有30個(gè)氨基酸，2條多肽鏈間通過2個(gè)二硫鍵（二硫鍵是由2個(gè)-SH連接而成的）連接，在A鏈上也形成1個(gè)二硫鍵，如圖所示為結(jié)晶牛胰島素的平面結(jié)構(gòu)示意圖，據(jù)此回答：
（1）氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可表示為．
（2）該分子中的51個(gè)氨基酸先經(jīng)脫水縮合方式形成2條肽鏈，這2條肽鏈通過一定的化學(xué)鍵，如圖中的二硫鍵相互連接在一起，最后形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的胰島素分子．
（3）胰島素分子中含有肽鍵49個(gè)，肽鍵可表示為-CO-NH-．
（4）從理論上分析，胰島素分子至少有2個(gè)-NH₂，2個(gè)-COOH．
（5）這51個(gè)氨基酸形成胰島素后，相對分子質(zhì)量比原來減少了888．
（6）人體中胰島素的含量過低，會導(dǎo)致相應(yīng)的病癥，其治療方法只能注射胰島素，而不能口服，原因是胰島素口服時(shí)，在消化道內(nèi)水解形成氨基酸，失去相應(yīng)功能．

Answer 1

分析 1、氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位，組成蛋白質(zhì)的氨基酸至少含有一個(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．
2、氨基酸通過脫水縮合反應(yīng)形成肽鏈，氨基酸脫水縮合反應(yīng)時(shí)，形成的肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)；一條或幾條肽鏈盤曲折疊形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性決定功能多樣性，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)被破壞，功能會發(fā)生改變．

解答 解：（1）組成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)通式是：
．
（2）胰島素形成時(shí)，首先氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成2條肽鏈，2條肽鏈通過一定的化學(xué)鍵，如圖中的二硫鍵，相互連接在一起，最后形成具有一定的空間結(jié)構(gòu)的胰島素分子．
（3）由題意知，胰島素含有51個(gè)氨基酸、2條肽鏈，因此形成的肽鍵數(shù)是51-2=49個(gè)；肽鍵是由一個(gè)氨基酸的氨基與另一個(gè)氨基酸的羧基脫去1分子水形成的，因此結(jié)構(gòu)是-CO-NH-．
（4）胰島素含有2條肽鏈，因此至少含有2個(gè)游離的氨基和2個(gè)游離的羧基．
（5）51個(gè)氨基酸形成胰島素后，脫去了49分子水，通式兩條肽鏈之間形成了3個(gè)二硫鍵，因此相對分子質(zhì)量減少了49×18+6=888．
（6）胰島素的基本組成單位是氨基酸，口服后，在消化道內(nèi)蛋白酶的催化作用下水解形成氨基酸，因此胰島素不能口服．
故答案為：
（1）
（2）脫水縮合   化學(xué)鍵   二硫鍵   一定空間
（3）49-CO-NH-
（4）2  2
（5）888
（6）胰島素口服時(shí)，在消化道內(nèi)水解形成氨基酸，失去相應(yīng)功能

點(diǎn)評 本題要求考生熟練識記氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，理解氨基酸脫水縮合反應(yīng)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和肽鏈結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，并應(yīng)用相關(guān)知識綜合解答生物學(xué)問題的能力．