Question

【題目】請閱讀下面科普短文，并回答問題：

人工合成胰島素

20世紀(jì)初，人們就發(fā)現(xiàn)胰島素能治療糖尿病。由于胰島素在牛、羊等動物體內(nèi)含量很少，人類不能從動物體內(nèi)大量提取胰島素，因此，人們夢想著有一天用人工方法合成胰島素。但是它在超速離心機中的表現(xiàn)透露出這種蛋白質(zhì)的相對分子量較小，其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度卻超出了當(dāng)時科學(xué)家們的預(yù)期。英國生化學(xué)家桑格于1945年開始研究一條肽鏈上各氨基酸的排列順序并發(fā)明了一種標(biāo)記N端氨基酸的方法，歷經(jīng)數(shù)年，終于在1955年成功地解析了胰島素的全部氨基酸序列。

胰島素是相對分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)，它由17種、51個氨基酸形成兩條肽鏈而組成的。A鏈含有21個氨基酸，B鏈有30個氨基酸，兩條多肽鏈間通過2個二硫鍵（二硫鍵是由2個“—SH”連接而成的）連接，在A鏈上也形成1個二硫鍵。

1959年，我國科學(xué)家開始了胰島素的合成研究。實驗采取了“三步走”的策略：首先，成功地將天然胰島素的A、B兩條鏈拆開，再重新連接而得到了重合成的天然胰島素結(jié)晶，這為下一步的人工合成積累了經(jīng)驗，確定了路線；隨后，人工合成B鏈和A鏈，并分別與天然的A鏈和B鏈連接而得到半合成的胰島素；最后，將人工合成的A鏈和B鏈連接而得到全合成的結(jié)晶胰島素。

經(jīng)過6年零9個月的不懈努力，我國科學(xué)家終于在1965年完成了結(jié)晶牛胰島素的合成。經(jīng)鑒定，人工合成的牛胰島素，在結(jié)構(gòu)、生物活性、物理化學(xué)性質(zhì)、結(jié)晶形狀等方面，與天然的牛胰島素完全一樣。中國科學(xué)家依靠集體的智慧和力量，摘取了人工合成蛋白質(zhì)的桂冠。

中國首次人工合成了結(jié)晶牛胰島素，這是人類有史以來第一次人工合成有生命的蛋白質(zhì)，突破了從一般有機化合物領(lǐng)域到信息量集中的生物大分子領(lǐng)域之間的界限，在人類認(rèn)識生命現(xiàn)象的漫長過程中邁出了重要的一步。

（1）胰島素是由兩條肽鏈構(gòu)成的，是51個氨基酸通過_________反應(yīng)形成的，該過程可形成_________個肽鍵。

（2）采取了“三步走”的策略合成胰島素，人工合成的B鏈可以分別與_________、_________連接成半合成的胰島素和全合成的胰島素。

（3）胰島素屬于分泌蛋白，其在核糖體合成后需經(jīng)過_______、_________加工，由細(xì)胞膜分泌到細(xì)胞外。

（4）根據(jù)你對蛋白質(zhì)分子的認(rèn)識，談?wù)勅斯ず铣傻鞍踪|(zhì)的意義：________。

Answer 1

【答案】脫水縮合 49 天然的A鏈 人工合成的A鏈 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基體 蛋白質(zhì)是生命活動的承擔(dān)者或者體現(xiàn)者，人工合成蛋白質(zhì)為人類認(rèn)識生命、揭開生命奧秘邁出了重要的一大步

【解析】

首先從文中找到相關(guān)的生物學(xué)知識“胰島素是由17種、51個氨基酸形成兩條肽鏈而組成的。A鏈含有21個氨基酸，B鏈有30個氨基酸，兩條多肽鏈間通過2個二硫鍵（二硫鍵是由2個“—SH”連接而成的）連接，在A鏈上也形成1個二硫鍵”，“首先，將天然胰島素的A、B兩條鏈拆開，再重新連接而得到了重合成的天然胰島素結(jié)晶；隨后，人工合成B鏈和A鏈，并分別與天然的A鏈和B鏈連接而得到半合成的胰島素；最后，將人工合成的A鏈和B鏈連接而得到全合成的結(jié)晶胰島素”。再結(jié)合信息解答下列的題。

（1）蛋白質(zhì)是氨基酸通過脫水縮合形成的，肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈=51-2=49。

（2）根據(jù)分析中的信息，“人工合成B鏈和A鏈，并分別與天然的A鏈和B鏈連接而得到半合成的胰島素；最后，將人工合成的A鏈和B鏈連接而得到全合成的結(jié)晶胰島素”，所以人工合成B鏈分別于天然的A鏈和人工合成的A鏈連接成半合成的胰島素和全合成的胰島素。

（3）分泌蛋白的合成過程需要經(jīng)過核糖體合成，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體加工，再由細(xì)胞膜分泌到細(xì)胞外。

（4）蛋白質(zhì)是生命活動的承擔(dān)者或者體現(xiàn)者，所以人工合成蛋白質(zhì)為人類認(rèn)識生命、揭開生命奧秘邁出了重要的一大步。