Question

如图为某胰岛素分子及其局部放大示意图(其中的－S－S－是由2个－SH脱去2个H形成的)，已知该胰岛素由51个氨基酸分子组成。请回答下列问题：

(1)组成胰岛素的氨基酸的结构通式是________________。

(2)若将一个胰岛素分子完全水解成氨基酸，则需要消耗________个水分子。图中放大的β链的局部结构汇总，含________种氨基酸，图中属于肽键的是________ (填数字)。

(3)据图可知，一个胰岛素分子中至少含有________个游离的氨基和________个游离的羧基。

(4)若组成胰岛素的氨基酸的平均相对分子质量为120，则胰岛素的相对分子质量为______。

Answer

49 3 ②④ 3 3 5232

【解析】

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，氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数，氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一脱去水分子数，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。

2、根据题意和识图分析可知，胰岛素分子由51个氨基酸分子组成，由2条肽链构成，含有3个二硫键，则胰岛素形成过程中脱去水分子49个，形成肽键49个。根据图中放大的β链的局部结构汇总可知，图中②④为肽键，①③⑤为氨基酸的R基，由于①③⑤各不相同，故该局部有三种氨基酸脱水缩合而成。根据图中①③⑤可知，胰岛素中至少游离的氨基和羧基各有3个。

（1）氨基酸的结构通式是，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）一个胰岛素分子形成过程中脱掉了49分子的水，故一个胰岛素分子完全水解成氨基酸，则需要消耗49分子的水，根据以上分析可知，图中放大的β链的局部结构汇总，根据R基的不同含有3种氨基酸，图中②④属于肽键。

（3）据图可知，一个胰岛素分子中有2条肽链，且局部放大部分的R基中有一个游离的氨基和一个游离的羧基，因此至少含有3个游离的氨基和3个游离的羧基。

（4）若组成胰岛素的氨基酸的平均相对分子质量为120，胰岛素分子由51个氨基酸分子组成，形成过程中脱掉了49分子的水且形成了3个二硫键，则胰岛素的相对分子质量为：120×51-49×18-3×2=5232。