Question

6．胰岛素是一种蛋白质分子，它含有A、B两条肽链，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，2条多肽链间通过2个二硫键（二硫键是由2个半胱氨酸（结构如下图）中的-SH经脱氢后连接而成的）连接，在A链上也形成1个二硫键，如图为结晶牛胰岛素的平面结构示意图，据图回答下列问题：

（1）该分子中的51个氨基酸在胰腺细胞的核糖体上经脱水缩合方式形成两条肽链，这两条肽链通过图中的二硫键相互连接在一起，最后形成具有一定空间结构的胰岛素分子．
（2）胰岛素分子中含有肽键49个，肽键可表示为-CO-NH-．从理论上分析，该胰岛素分子至少含有2个-NH₂，至少含有6个半胱氨酸．
（3）这51个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来减少了888．
（4）人体中胰岛素的含量过低，会导致相应的病症，其治疗办法不能口服胰岛素，只能注射，原因是口服胰岛素会导致胰岛素被消化分解失去作用．

Answer 1

分析 1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸，其结构通式是，即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢和一个R基，氨基酸的不同在于R基的不同．
2、氨基酸通过脱水缩合形成多肽链，而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一个氨基酸分子的氨基（-NH₂）相连接，同时脱出一分子水的过程；连接两个氨基酸的化学键是肽键，其结构式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽过程中的相关计算：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数，游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数，至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数，蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量一脱去水分子数×18．
3、分析题图：题图是结晶牛胰岛素的平面结构示意图和半胱氨酸结构图，可知胰岛素分子中含有2条肽链、3个二硫键；每个半胱氨酸含有一个-SH．

解答 解：（1）胰岛素是一种蛋白质分子，胰岛素是由氨基酸再核糖体上经过脱水缩合反应形成肽链，多肽链经过盘曲折叠形成具有一定的空间结构的蛋白质分子．
（2）胰岛素分子含有A、B两条肽链，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，则胰岛素分子中含有肽键=氨基酸数目-肽链的条数=（21+30）-2=49个，肽键是由一个氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一个氨基酸分子的氨基（-NH₂）相连接、同时脱出一分子水后形成的，肽键的化学结构为-CO-NH-；从理论上分析，一条肽链的一端含有一个氨基，另一端含有一个羧基，所以胰岛素分子有两条链，至少有2个“-NH₂”和2个“-COOH”；胰岛素分子中的二硫键是由2个半胱氨酸中的-SH经脱氢后连接而成的，即每形成1个二硫键，需要2个半胱氨酸，所以胰岛素分子中至少含有半胱氨酸数=二硫键数×2=3×2=6个．
（3）由51个氨基酸形成该胰岛素时的脱水数=氨基酸数-肽链数=（21+30）-2=49个、因形成二硫键而产生的氢分子数=二硫键数=3个，所以由51个氨基酸形成胰岛素后相对分子质量比原来减少49×18+2×3=888．
（4）胰岛素的化学本质是蛋白质，胰岛素在在消化道内可被消化分解，所以用胰岛素治疗相关疾病时只能注射而不能口服．
故答案为：
（1）核糖体  脱水缩合
（2）49个-CO-NH-2  6  
（3）888   
（4）口服胰岛素会导致胰岛素被消化分解失去作用

点评 本题结合结晶牛胰岛素的平面结构示意图和半胱氨酸结构图，考查蛋白质的合成--氨基酸脱水缩合的知识，考生识记氨基酸的结构通式、明确氨基酸脱水缩合的过程、掌握氨基酸脱水缩合过程中的相关计算是解题的关键．