Question

【題目】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2個(gè)二硫鍵(二硫鍵是由2個(gè) —SH 脫 H 連接而成)連接,在 α 鏈上也形成一個(gè)二硫鍵,如下圖為結(jié)晶牛胰島素的平面結(jié)構(gòu)示意圖,請據(jù)此回答:

注:2—SH→—S—S—+2H。

(1) 該分子中的 51 個(gè)氨基酸形成肽鏈時(shí)必須通過相鄰氨基酸之間發(fā)生____,圖中的____(填化學(xué)鍵)使肽鏈相互連接在一起,最后盤曲形成具有____結(jié)構(gòu)的胰島素分子,此過程中相對分子質(zhì)量減少了____。

(2) 胰島素分子中含有肽鍵____個(gè),肽鍵可表示為____。 從理論上分析,胰島素分子至少有____個(gè)“—NH2”,至少有____個(gè)“—COOH”。

(3) 經(jīng)檢測,人和其他哺乳動物胰島素都由 51 個(gè)氨基酸構(gòu)成,且氨基酸組成大致相同,比較如下:

豬:β 鏈第 30 位氨基酸與人的不同;

馬:β 鏈第 30 位氨基酸和 α 鏈第 9 位氨基酸與人的不同;

羊:β 鏈第 8、9、10 位氨基酸與人的不同;

鼠:α 鏈有 8 個(gè)氨基酸,β 鏈有10 個(gè)氨基酸與人的不同。

① 相近物種的胰島素不同,反映在多肽鏈的氨基酸組成上主要是______________。

② 上述幾種動物中,____和人的親緣關(guān)系最遠(yuǎn),糖尿病人最適宜的代用品是____的胰島素。

③ 生物性狀不同的直接原因是_________。

Answer 1

【答案】 脫水縮合 —S—S— 一定空間 888 49 —CO—NH— 2 2 氨基酸的排列順序不同 鼠 豬 蛋白質(zhì)的多樣性

【解析】試題分析：本題考查蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的題目，在解答題目的時(shí)候要首先要掌握蛋白質(zhì)的元素組成主要是由C、H、O、N四種元素組成的，然后要明確蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成多肽，多肽經(jīng)過盤曲折疊形成蛋白質(zhì)。

（1）氨基酸核糖體上經(jīng)過脫水縮合反應(yīng)形成肽鏈，圖中的—S—S—使肽鏈相互連接在一起，最后多肽鏈經(jīng)過盤曲折疊形成具有一定的空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子。由于51個(gè)氨基酸形成胰島素的過程中脫去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，相對分子質(zhì)量比原來51個(gè)氨基酸的總分子量減少了18×49+1×6=888。

（2）胰島素分子中含有肽鍵=氨基酸數(shù)目-肽鏈的條數(shù)=（21+30）-2=49個(gè)，肽鍵的化學(xué)結(jié)構(gòu)為-CO-NH-。從理論上分析，一條肽鏈的一端含有一個(gè)氨基，另一端含有一個(gè)羧基，所以胰島素分子有兩條鏈，至少有2個(gè)“-NH2”和2個(gè)“-COOH”。

（3）經(jīng)檢測，人和其他哺乳動物胰島素的氨基酸組成比較如下：
①由于構(gòu)成肽鏈的氨基酸排列順序不同形成不同物種的胰島素的不同。
②上述幾種動物中，由于鼠的α鏈有8個(gè)氨基酸、β鏈有10個(gè)氨基酸與人的不同，與人的胰島素的差異最多；豬只有β鏈第30位氨基酸與人的不同，與人的胰島素的差異最小，豬與人的胰島素的差異最小。糖尿病患者最適宜的代用品是豬的胰島素。
③蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者，所以蛋白質(zhì)的多樣性是生物性狀不同的直接原因。