Question

5．胰岛素是一种蛋白质类激素，其主要作用是调节机体的糖代谢，我国已于1965年第一次人工合成具有全部生物活性的结晶牛胰岛素，这在揭开生命奥秘的历程中迈进了一大步．如图为结晶牛胰岛素的模式图，其α链有21个氨基酸，β链有30个氨基酸，试回答下列问题：
（1）该分子中的51个氨基酸先在胰腺细胞的核糖体上经脱水缩合方式形成两条肽链，这两条肽链通过一定的化学键，如图中的二硫键相互连接在一起，最后形成具有特定空间结构的胰岛素分子，该蛋白质分子中的氨基酸种类不会超过20种．
（2）这51个氨基酸形成胰岛素后，其相对分子质量比原来减少了888．每条肽链的首段与末端分别是氨基和羧基．
（3）该胰岛素分子所含有的氨基和羧基至少分别是2个、2个．如果胰岛素分子彻底水解需要为其提供49分子的水．

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和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱出一分子水的过程．
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，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，至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数．

解答 解：（1）该分子中的51个氨基酸先在胰腺细胞的核糖体上经脱水缩合方式形成两条肽链，这两条肽链通过一定的化学键，如图中的二硫键相互连接在一起，最后形成具有特定空间结构的胰岛素分子，组成蛋白质的氨基酸最多20种．
（2）这51个氨基酸形成结晶牛胰岛素后，相对分子质量会因脱水和形成二硫键（3个）而比原来减少，其减少的相对分子质量=脱水数×18+二硫键个数×2=（51-2）×18+3×2=888．每条肽链的首段与末端分别是氨基和羧基．
（3）由于该胰岛素分子有两条肽链，因此至少含有2个氨基和2个羧基．该胰岛素分子有51个氨基酸组成两条肽链，因此含有51-2=49个肽键，因此彻底水解需要为其提供49分子的水．
故答案为：
（1）脱水缩合     化学键     二硫键    特定空间   20种
（2）888     氨基    羧基
（3）2个    2个     49

点评 本题结合结晶牛胰岛素的平面结构示意图，考查蛋白质合成--氨基酸脱水缩合的知识，考生识记脱水缩合的概念、掌握氨基酸脱水缩合的过程及相关计算是解题的关键．