Question

12．我国是世界上第一个人工合成结晶牛胰岛素的国家．胰岛素对于糖尿病，特别是胰岛素依赖性糖尿病的治疗至关重要．其合成过程如下：刚合成的多肽称前胰岛素原，在信号肽酶的作用下，前胰岛素原的信号肽被切除，而成为胰岛素原，最后胰岛素原通过蛋白酶的水解作用生成胰岛素和一个多肽C（如图）．请回答：

（1）前胰岛素原可与双缩脲试剂产生颜色反应，原因是前胰岛素原有肽键，该键的化学式是-NH-CO-（或-CO-NH-）．
（2）胰岛素分子由51个氨基酸脱水缩合形成两条肽链，这两条肽链通过一定的化学键，如图中的-S-S-相互连接在一起而形成．这些氨基酸形成蛋白质后，相对分子质量比原来减少了888．
（3）从理论上分析，胰岛素分子至少有2个-NH₂．
（4）由前胰岛素原最终生成胰岛素的过程要有内质网和高尔基体（细胞器）的直接参与．

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、氨基酸在核糖体中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、蛋白质中含有肽键，可与双缩脲试剂作用产生紫色反应．
4、分泌蛋白的合成、加工和运输过程：最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质由囊泡包裹着到达高尔基体，高尔基体对其进行进一步加工，然后形成囊泡经细胞膜分泌到细胞外，该过程消耗的能量由线粒体提供．
5、分析题图：题图是其胰岛素的合成过程，由氨基酸刚合成的多肽称前胰岛素原，在信号肽酶的作用下，前胰岛素原的信号肽被切除，而成为胰岛素原，最后胰岛素原通过蛋白酶的水解作用生成胰岛素和一个多肽C．

解答 解：（1）前胰岛素原是由氨基酸形成的，其分子中含有肽键，可与双缩脲试剂作用产生颜色反应，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，同时脱出一分子后形成的，肽键的结构式是-NH-CO-（或-CO-NH-）．
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-；氨基原因是前胰岛素原有 肽键，该键的化学式是-NH-CO-（或-CO-NH-）．
（2）胰岛素分子由51个氨基酸经脱水缩合的方式形成两条肽链（此过程的脱水数=氨基酸数-肽链数=51-2=49个），这两条肽链通过一定的化学键，如图中的-S-S-相互连接在一起而形成（-S-S-共3个，其中1个位于其中1条链内部、2个位于两条肽链之间，每个-S-S-是由两个-SH脱去1分子氢形成的）；这些氨基酸形成蛋白质后，相对分子质量比原来减少的质量=脱去的水分子的相对质量+形成3个二硫键失去的质量=（51-2）×18+2×3=888．
（3）从理论上分析，胰岛素分子至少含有的-NH₂数=肽链数=2个．
（4）胰岛素是一种分泌蛋白，在由前胰岛素原最终生成胰岛素的过程中需要内质网和高尔基体的修饰和加工．
故答案为：
（1）肽-NH-CO-（或-CO-NH-）    
（2）888      
（3）2                          
（4）内质网和高尔基体

点评 本题结合胰岛素的合成过程图，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及特点、明确氨基酸脱水缩合过程和分泌蛋白的合成和分泌过程、掌握氨基酸脱水缩合过程中的相关计算是解题的关键．