Question

6．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個氨基酸，B鏈含有30個氨基酸，2條多肽鏈間通過2個二硫鍵（二硫鍵是由2個“一SH”連接而成的）連接，在A鏈上也形成1個二硫鍵，下圖所示為結(jié)晶牛胰島素的平面結(jié)構(gòu)示意圖．
②不同動物的胰島素的氨基酸組成是有區(qū)別的，現(xiàn)把人和其他動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個氨基酸與人不同，B鏈有10個氨基酸與人不同．
根據(jù)以上材料回答下列問題：
（1）胰島素分子中含有肽鍵49個．胰島素基因含有的堿基對至少超過153．若已知胰島素形成過程中需要20種氨基酸，那么該過程最多需要51種轉(zhuǎn)運RNA．
（2）這51個氨基酸形成胰島素后，相對分子質(zhì)量比原來51個氨基酸的總分子量減少了888．
（3）人體中胰島素的含量低，會導(dǎo)致血糖濃度過高，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，原因是胰島素是蛋白質(zhì)，如口服會被消化道內(nèi)的蛋白酶所催化水解而失去作用．
（4）前面所列的哺乳動物和人的胰島素都由51個氨基酸構(gòu)成，且在氨基酸組成上大多相同，由此可以得出這些哺乳動物和人都有共同的原始祖先的結(jié)論；人與這幾種動物在胰島素分子上氨基酸組成差異的大小，說明這幾種哺乳動物與人的親緣關(guān)系有遠有近，差異越大親緣關(guān)系越遠，差異越小，親緣關(guān)系越近．如果要為糖尿病人治療必須用動物體內(nèi)的胰島素的話，最適宜的動物是豬．

Answer 1

分析 根據(jù)題意和圖示分析可知：胰島素含有2條多肽鏈，A鏈含有21個氨基酸，肽鍵數(shù)為21-1=20個；B鏈含有30個氨基酸，肽鍵數(shù)為30-1=29個；所以共有肽鍵20+29=49個．胰島素屬于蛋白質(zhì)，只能注射不能口服．由于哺乳動物和人的胰島素都由51個氨基酸構(gòu)成，且在氨基酸組成上大多相同，說明所列的哺乳動物和人都有共同的原始祖先．人與動物豬在胰島素的氨基酸組成上差異最�。�
基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程形成蛋白質(zhì)的過程中，基因中堿基數(shù)：mRNA中堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)=6：3：1

解答 解：（1）由題意可知，胰島素分子含有51個氨基酸（α鏈含有21個氨基酸，β鏈含有30個氨基酸），2條肽鏈，則該胰島素分子中含有肽鍵數(shù)目=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=51-2=49個，至少含有的游離的氨基數(shù)=肽鏈數(shù)=2個，至少含有的游離的羧基數(shù)=肽鏈數(shù)=2個；決定胰島素合成的基因至少需要基因中的堿基個數(shù)=氨基酸數(shù)×6=51×6═306個，即至少需要153個堿基對，轉(zhuǎn)錄該蛋白質(zhì)的信使RNA至少含有的遺傳密碼等于氨基酸數(shù)目，即51個．
（2）51個氨基酸分子形成胰島素后，相對分子質(zhì)量比原來減少的是失去水分子的相對分子質(zhì)量和形成3個二硫鍵時失去的6個氫的相對分子質(zhì)量之和，即相對分子質(zhì)量比原來減少了=18×失去水分子的數(shù)目+6=18×49+6=888．
（3）胰島素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，如果口服就會被分解從而失去胰島素的功能，所以只能注射不能口服．
（4）人與動物豬在胰島素的氨基酸組成上差異最小，只有B鏈第30位氨基酸，所以如果要為糖尿病人治療必須用動物體內(nèi)的胰島素的話，最適宜的動物是豬．
故答案為：
（1）49     153     51           
（2）888
（3）胰島素是蛋白質(zhì)，如口服會被消化道內(nèi)的蛋白酶所催化水解而失去作用
（4）豬

點評 本題考查蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子生物學(xué)在進化上的證據(jù)的相關(guān)知識，意在考查蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中的相互之間的數(shù)量關(guān)系的計算和在生物進化之間的聯(lián)系，跨度大，綜合性強．