Question

【題目】胰島素分子是一種蛋白質(zhì)分子，現(xiàn)有如下材料：

①胰島素含有2條多肽鏈，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(guò)2個(gè)二硫鍵（二硫鍵是由2個(gè)“—SH”失去兩個(gè)氫原子連接而成的）連接，在A鏈上也形成1個(gè)二硫鍵，下圖所示為結(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，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____個(gè)。至少含有個(gè)氨基____個(gè)。

（2）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____。

（3）人體中胰島素的含量低，會(huì)導(dǎo)致血糖濃度過(guò)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(dòng)物和人的胰島素都由51個(gè)氨基酸構(gòu)成，且在氨基酸組成上大多相同，由此可以得出的結(jié)論是____________________；與這幾種動(dòng)物在胰島素分子上氨基酸組成差異的大小，進(jìn)一步說(shuō)明____________________。如果要為糖尿病人治療必須用動(dòng)物體內(nèi)的胰島素的話，最適宜的動(dòng)物是________。

Answer 1

【答案】492888胰島素是蛋白質(zhì)，如口服會(huì)被消化道內(nèi)的蛋白酶所催化水解而失去作用這些哺乳動(dòng)物和人都有共同的原始祖先這幾種哺乳動(dòng)物與人的親緣關(guān)系遠(yuǎn)近有差異　豬

【解析】

分析題圖：題圖是胰島素分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，胰島素含有2條多肽鏈，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(guò)2個(gè)二硫鍵(二硫鍵是由2個(gè)“一SH”連接而成的，形成每個(gè)二硫鍵脫去一分子氫)連接，在A鏈上也形成1個(gè)二硫鍵。

(1)胰島素分子中含有肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=（21+30）-2=49個(gè)。由于每條肽鏈至少含有一個(gè)氨基，所以該胰島素分子至少含有2個(gè)氨基。

(2)這51個(gè)氨基酸形成胰島素的過(guò)程中脫水?dāng)?shù)=（21+30）-2=49個(gè)，形成3個(gè)二硫鍵的過(guò)程中共脫去3分子氫，所以由51個(gè)氨基酸形成該胰島素的過(guò)程中，其相對(duì)分子質(zhì)量比原來(lái)51個(gè)氨基酸的總分子量減少49×18+2×3=888。

(3)由于胰島素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，如果口服，胰島素在消化道內(nèi)會(huì)被蛋白酶水解而失去藥效，所以不能口服，只能注射。

(4)前面題干所列的哺乳動(dòng)物和人的胰島素都由51個(gè)氨基酸構(gòu)成，且在氨基酸組成上大多相同，從生物進(jìn)化上分析可得出這些哺乳動(dòng)物和人都有共同的原始祖先。與這幾種動(dòng)物在胰島素分子上氨基酸組成差異的大小，進(jìn)一步說(shuō)明這幾種哺乳動(dòng)物與人的親緣關(guān)系遠(yuǎn)近有差異。上述題干(2)所列的幾種動(dòng)物的胰島素中，豬的胰島素只有B鏈第30位氨基酸與人的不同，與人的胰島素的差異最小，因此要為糖尿病人治療必須用動(dòng)物體內(nèi)的胰島素的話，最適宜的動(dòng)物是豬。