Question

7．胰岛素是一种蛋白质分子，它含有α、β两条肽链，α链含有21个氨基酸，β链含有30个氨基酸，两条多肽链间通过两个二硫键（两个-SH脱去H后由-S-S-连接而成）连接，在α链上也形成一个二硫键．如图为胰岛素的平面结构示意图，根据以上材料回答下列问题：
（1）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，胰岛素分子至少有“-NH₂”和“-COOH”分别是2、2个，这51个氨基酸分子先在胰腺细胞的核糖体上经脱水缩合方式形成两条肽链，最后形成具有结构的胰岛素，相对分子质量比原来减少了888．决定胰岛素合成的基因至少需要153个碱基对，所转录的mRNA至少有51个遗传密码．
（2）人体中胰岛素的含量过低，会导致相应的疾病，其治疗时胰岛素不能口服，只能注射，原因是口服会使胰岛素分解，失去效用．

Answer 1

分析 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．脱水缩合过程中的相关计算：
（1）脱去的水分子数=形成的肽键个数=氨基酸个数-肽链条数；
（2）蛋白质分子至少含有的氨基数或羧基数，应该看肽链的条数，有几条肽链，则至少含有几个氨基或几个羧基；
（3）蛋白质分子量=氨基酸分子量×氨基酸个数-水的个数×18．

解答 解：（1）由题意可知，胰岛素分子含有51个氨基酸，2条肽链，则该胰岛素分子中含有肽键数目=氨基酸数目-肽链条数=51-2=49个．肽键的化学结构为-CO-NH-．蛋白质分子至少含有的氨基数或羧基数，应该看肽链的条数，有几条肽链，则至少含有几个氨基或几个羧基，因此该蛋白质分子至少含有2个氨基和2羧基．由于51个氨基酸形成胰岛素的过程中脱去49个水，同时还有3个二硫键中的6个氢，所以这51个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来51个氨基酸的总分子量减少了18×49+1×6=888；决定胰岛素合成的基因至少需要基因中的碱基个数=氨基酸数×6=51×6═306个，即至少需要153个碱基对，转录该蛋白质的信使RNA至少含有的遗传密码等于氨基酸数目，即51个．
（2）胰岛素的化学本质是蛋白质，如果口服就会被分解从而失去胰岛素的功能，所以只能注射不能口服．
故答案为：
（1）49-CO-NH-2   2   888    153    51    
（2）口服会使胰岛素分解，失去效用

点评 本题结合结晶牛胰岛素的平面结构示意图，考生蛋白质合成--氨基酸脱水缩合，要求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，能运用其延伸规律结合图中信息答题．