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1、第二节 生命活动的主要承担者 蛋白质,1.含量:占细胞干重的 以上。,50%,2.组成元素:一定有C、H、O、N。有的还含有P、S、Fe等.,3.相对分子质量:很大，属高分子化合物。,一、蛋白质的组成：,4.基本组成单位：氨基酸,5.组成蛋白质的氨基酸约有20种;必需氨基酸：是人体细胞不能合成的必须从外界环境中直接获取的氨基酸。成人有8种必需氨基酸：蛋(甲硫)氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸;【甲携来一本亮色书】。婴儿外加组氨酸。,非必需氨基酸：是人体细胞能够合成的氨基酸，约12种,每种氨基酸分子至少都含有（）和（）。且都有一个氨基和一个羧基连接在上。氨基酸分子
2、不同，就不同在。如甘氨酸,丙氨酸,一个氨基,NH2,一个羧基,COOH,C,H,R,6.氨基酸的结构通式：,同一个碳原子,R基,侧链基团,特点分析,下列分子是不是组成蛋白质的氨基酸？如果是的话，R基是什么？,C,COOH,CH3,HOOC,H,C,NH2,CH3,H2N,H,C,H,HOOC,H,CH2,NH2,C,NH2,HOOC,H,CH2,NH2,CH,NH2,HOOC,CH,NH2,HOOC,1,2,3,4,5,1.某氨基酸分子中含有2个氨基（-NH2）,其中一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，则另一个氨基的部位应是：,A.和羧基连在同一个碳原子上 B.一定连在羧基上C.在R基上 D
3、.与氨基一端相连,1.氨基酸的结合方式：,C,H,COOH,R1,C,H,NH2,COOH,R2,NH2,C,O,H,N,H,OH,二、蛋白质的结构,氨基酸的结合方式,C,H,R1,NH2,OH,C,O,H2O,H,氨基酸的结合方式:,C,H,R1,NH2,C,O,H2O,二肽,肽键,脱水缩合,肽键写法：NHCO 或,氨基酸的结合方式:脱水缩合,肽键,OH,H,二肽,H2O,H2O,氨基酸的结合方式:脱水缩合,肽键,二肽,H2O,肽键,三肽,以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽（链状）。,H2O,氨基酸的脱水缩合反应过程:一个氨基酸的非R基上羧基和另一个氨基酸非R基
4、上的氨基分别脱下OH和H结合形成H2O，同时形成一个肽键。,(1)一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端。(2)H2O中的H来自于COOH和NH2，而O则只来自于COOH。(3)若某肽链中有四个肽键，此化合物应叫五肽，不叫四肽，即以脱水缩合的氨酸个数命名。,根据下面图解，回答问题：（1）该图中，表示，表示，表示。（2）该化合物由 个氨基酸分子失去 个水分子而形成，这种反应叫 反应。（3）该化合物含有 个肽键，该图所示化合物的名称是。（4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由 决定的。（5）如果图中氨基酸的平均分子量为180，则该化合物的分子量是。,氨基,肽键,羧基,四肽
5、(多肽),三,四,三,脱水缩合,R基,666,2.从氨基酸到蛋白质的结构层次,氨基酸,二肽,三肽,：,多肽,一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质,多条多肽链盘曲折叠形成蛋白质,一级结构,二、三级结构,四级结构,4多样性的直接原因(1)氨基酸的种类不同。(2)氨基酸的_不同。(3)氨基酸的_不同。(4)_ 的盘曲折叠方式及形成的空间结构不同。,数目,排列顺序,肽链,由一条或几条肽链通过一定的化学键(如二硫键)折叠、盘曲，形成具有特定空间结构的蛋白质。,每条多肽链至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基。,3.结构特点：具有多样性。,5.多样性的根本原因：是DNA分子的多样性。由于蛋白质是生命活动的主要承担
6、者，从而导致了生物的多样性。,【深层拓展】多肽和蛋白质的区别与联系,1下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的是()A蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关B已知某化合物具有催化功能，可以推断此物质为蛋白质C有些蛋白质具有防御功能，如抗体；有些蛋白质具有接受信息的功能，如受体。抗体与受体都具有专一性D蛋白质空间结构改变，不会影响其生物活性,C,【解析】蛋白质结构的多样性与肽键的空间结构有关，与氨基酸的空间结构无关；具有催化功能的是酶，酶绝大多数是蛋白质，少部分是RNA；蛋白质具有防御、信息传递等功能，而抗体只能与特异性抗原相结合，受体只能与特定的信号分子结合，它们都
7、具有专一性；蛋白质空间结构改变会影响其生物活性。,【答案】C,2.人体的肌肉主要由蛋白质构成，但平滑肌和骨骼肌的功能不同，其原因是：,A.属于不同系统 B.所含蛋白质分子结构不同C.肌肉细胞的形状不同 D.在人体内的分布位置不同,1.具有酸碱两性:由于蛋白质分子中存在着氨基和羧基，所以具有弱酸性和弱碱性。2.可发生水解反应：在酸性、碱性或酶的条件下可水解，最终形成多种a-氨基酸 3.溶于水具有胶体的性质 4.盐析：少量的无机盐能促进蛋白质的溶解，浓的无机盐溶液可使蛋白质的溶解度降低而析出，这种作用叫做盐析 5.变性：在高温、强酸、强碱、重金属盐、紫外线等条件下蛋白质的空间结构会发生改变而凝结起
8、来，这种变化是不可逆的，叫做变性，蛋白质变性后失去溶解性和生理活性。变性不破坏肽键。6.显色：遇浓硝酸显黄色，双缩脲试剂显紫色。,三、蛋白质的性质,四、蛋白质的功能,一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的_。,主要承担者,蛋白质的功能也具有多样性，结构多样性决定了其功能的多样性！,4(2011年上海高考)就物质属性而言，蛋白质、抗原和多糖三者之间的关系是(),A,【解析】蛋白质与多糖是两类不同化合物，没有包含关系，而抗原的物质组成比较复杂，主要包括蛋白质、多糖等大分子物质。,五、有关蛋白质的计算 关于氨基酸缩合反应的计算(1)当m个氨基酸脱水缩合形成1条肽链时，形成的肽键数失去的水分子
9、数m1。至少有一个NH2，一个COOH。(2)当m个氨基酸脱水缩合形成n条肽链时，形成的肽键数失去的水分子数mn。至少有n个NH2，n个COOH。,有关蛋白质分子的计算此类计算以规律1为基础，有如下规律：m个氨基酸，形成n条肽链，每个氨基酸的平均相对分子质量为a，那么由此形成的蛋白质相对分子质量为：ma(mn)18其中(mn)为失去的水分子数，18为水的相对分子质量,1.几种数量关系总结如下,（1）若有m种氨基酸，每种无限多个，由其中n个氨基酸组成的肽链的条数为：,mn,（2）若有m种氨基酸，每种1个，由其中n个氨基酸组成的肽链的条数为：,M(m-1)(m-2)(m-n+1),2.肽链数的计算
10、：,3.氨基酸脱水缩合形成的蛋白质有如下规律：(1)氨基数肽链数R基上的氨基数各氨基酸中氨基总数肽键数。(2)羧基数肽链数R基上的羧基数各氨基酸中羧基总数肽键数。(3)N原子数各氨基酸中N的总数肽键数+肽链数+R基中的N原子数氨基酸数+R基中的N原子数。(4)O原子数各氨基酸中O的总数脱去水分子数肽键数+2肽链数+R基中的O原子数2氨基酸数-肽键数+R基中的O原子数。,4.氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系 碱基数大于6 碱基数大于3 氨基酸数1具有上述比例的原因：(1)DNA中有的片段无遗传效应，不能转录形成mRNA。(2)基因片段中有的片段起调控作用，不能转录。(3)真核基
11、因中有内含子，不编码氨基酸。(4)mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸。(5)一个基因决定的是一条肽链，而蛋白质往往由一条或几条肽链盘曲折叠构成。综上所述：由已知氨基酸数推导得出的DNA或RNA的碱基数均为最小值，比实际数要少。,【深层拓展】(1)蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质中有 二硫键形成时，要考虑该过程脱去氢的质量，形成一个二硫键脱去2个氢原子。(2)若脱水缩合形成的多肽链构成环状，则脱去的水分子数参与脱水的氨基酸数肽键数，其游离的氨基、羧基只能在R基上有可能出现。(3)氨基酸脱水缩合前后某些特定数目的守恒氨基酸分子中半胱氨酸(C3H7NO2S)含S，
12、天冬氨酸C4H7NO4)R基上有羧基，赖氨酸(C6H14N2O2)R基上有氨基，它们在形成多肽时数量保持不变，是解题的一个关键突破口。,1.如右图表示一个由153个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是(),A该分子中含有152个肽键B该分子形成过程中，产生了153个水分子C该分子中有1个氨基酸侧链基团含硫D该分子彻底水解将产生153种氨基酸,B,【解析】从图中可以看出侧链基团含有的氨基和羧基之间也形成了一个肽键，因此该分子中含有153个肽键，产生了153个水分子。该分子彻底水解最多将产生20种氨基酸。【答案】B,2.(2010年福州三中月考）已知天冬酰胺的R基为C2H4ON，现有分子式为C
13、63H103N17S2的多肽链，其中含有2个天冬酰胺。在上述多肽链中最多有肽键（）A.17个 B.16个 C.15个 D.14个,D,【解析】多肽C63H103N17S2中有17个N，因含有两个天冬酰胺（R基为C2H4ON），故该多肽由15个氨基酸脱水缩合而成，形成的肽键数目为14。【答案】D,3某多肽，经测定其分子式为C21HxOyN4S2(无二硫键)。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的：苯丙氨酸(C9H11NO2)、天冬氨酸(C4H7NO4)、亮氨酸(C6H13NO2)、丙氨酸(C3H6NO2)、半胱氨酸(C3H7NO2S)，下列有关叙述正确的是(多选)()A该多肽水解后形成3
14、种氨基酸B该多肽中氢原子数和氧原子数分别为32和5C该多肽中不止1个羧基D该多肽中有3个肽键,ABD,【解析】根据分子式，有两个S，说明由两个半胱氨酸参与构成，再根据C、N的数目分析，由苯丙氨酸和亮氨酸参与构成。该多肽是由一个苯丙氨酸、一个亮氨酸和两个半胱氨酸构成的，水解后将得到这3种氨基酸。氢原子数各氨基酸中氢原子数之和脱水中的氢原子数(111372)2332；氧原子数各氨基酸中氧原子数之和脱水中的氧原子数(2222)135。多肽中的羧基数肽链数R基中的羧基数101。该多肽由四个(三种)氨基酸组 成，肽键数氨基酸数肽链数413。【答案】ABD,4.(2010年北京海淀区抽查)下面是某蛋白质的
15、肽链结构示意图(图1，其中数字为氨基酸序号)及部分肽链放大图(图2)，请据图判断下列叙述中不正确的是(),图2,图1,A该蛋白质中含有两条肽链49个肽键B图2中含有的R基是C从图2可推知该蛋白质至少含有4个游离的羧基D决定该蛋白质合成的mRNA中至少有51个密码子,图2,图1,【自主探究】_【解析】由图1可知，该蛋白质由51个氨基酸形成，肽链为2条，应有49个肽键；图2中是R基，为氨基；由图2的两个R基中含有羧基可推知该蛋白质至少含有4个游离的羧基；每个氨基酸是由1个密码子决定的，由于终止密码子不决定氨基酸，因此mRNA上至少含51个密码子。,B,8(2008年高考天津卷)下列关于蛋白质和氨基
16、酸的叙述，正确的是()A具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的B高等动物能合成生命活动所需的20种氨基酸C细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质D在胚胎发育过程中，基因选择性表达，细胞会产生新的蛋白质【答案】D,7(2012年南京二模)一条肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下列 3种氨基酸：相关说法不正确的是（）,A1个C22H34O13N6分子水解后可以产生3个谷氨酸B合成1个C22H34O13N6分子同时将产生5个水分子C1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基D在细胞中合成1个C22H34O13N6分子至少需要基因中36个碱基,H
17、H H H H|HCCOOH HCCCOOH HC CCCOOH|NH NH COOH H NH 甘氨酸 丙氨酸 谷氨酸,C,【解析】构成该多肽的3种氨基酸都只含有1个氨基，从其分子式中共有6个N原子可知，该多肽是6个氨基酸脱水缩合产生5个水分子后形成的。6个氨基酸羧基的氧原子有12个，脱水后剩7个，而该多肽分子中共有13个氧原子，则其余6个氧原子来自3个谷氨酸R基中的3个羧基。由于该多肽有6个氨基酸，其中3个是谷氨酸，故1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和4个游离的羧基。该多肽为六肽，合成中至少需要基因中36个碱基。,【答案】C,5.生物体内某些重要化合物的元素组成如下图所示
18、，请回答：,(1)图中Y代表何种元素？。(2)大分子A、C1、C2依次代表。(3)a的分子式可表示为；由aA的过程中，有下列数量关系：失去水的分子数=氨基酸分子数-数。,N、P,蛋白质、DNA、RNA,肽链,(4)A可分为A1A5，其原因从a分析是因为_；从A分析是因为_；从C1分析是因为_。(5)与A5有关的C1片段在人体其他部位的体细胞是否存在？简要说明理由。_。(6)C1C2的变化叫_；与C2相比较，C1的组成成分的特点是_,肽链空间结构千差万别,氨基酸种类、数量不同、排列顺序不同,DNA分子的多样性,与A5有关的C1片段在人体其他部位的体细胞中都存在。因为人体不同部位的体细胞均来自同一
19、受精卵的有丝分裂，因而它们含有相同的DNA,转录,含有C2所没有的碱基T和脱氧核糖,（7）若A1由30个氨基酸，则控制A1合成的C2和C1至少各含碱基 _个。,90,120,【解析】本题首先从A1到A5的功能和C与A的关系出发，判断A为蛋白质、a为氨基酸、C1为脱氧核苷酸、C1为DNA、C2为RNA。则X为N，Y为N、P。在氨基酸脱水缩合合成蛋白质的过程中，失去水的分子数=形成的肽键数=氨基酸分子数-肽链数。蛋白质的多样性有4个原因，但其中从氨基酸的角度分析有3个原因：,氨基酸种类、数量不同、排列顺序不同，还有一个原因则是形成蛋白质的肽链的空间结构千差万别。A5具有降低血糖的作用，故是唯一降血
20、糖的激素胰岛素，由胰岛B细胞中DNA上的胰岛素基因控制合成，人体其他部分的体细胞中DNA上也有胰岛素基因，因为人体不同部位的体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂，因而它们含有基本相同的DNA,【答案】(1)N、P(2)蛋白质、DNA、RNA 肽链(4)氨基酸种类、数量不同、排列顺序不同肽链空间结构千差万别DNA分子的多样性(5)与A5有关的C1片段在人体其他部位的体细胞中都存在。因为人体不同部位的体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂，因而它们含有相同的DNA(6)转录含有C2所没有的碱基T和脱氧核糖,对于本题的(4)中从a分析，学生经常误填氨基酸的结构，认为氨基酸的空间结构与蛋白质的多样性有关，蛋白质
21、的多样性与氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构有关。,(2011年北京高考)胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是(),A胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链B沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂C胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关D核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素,D,【分析】由题干信息，不能确定胰岛素的A、B两条肽链是由胰岛素基因的两条DNA单链分别编码的，故A错误；高温仅破坏蛋白质的空间结构，不能破坏肽键而使肽链断裂；胰岛素的功能不仅取决于氨基酸序列，还与其空间结构有关；核糖体上合成的2条多肽链在蛋
22、白酶的作用下去掉部分肽段后形成具有特定空间结构的蛋白质。,6(2009年天津高考题)下列过程中，涉及肽键数量变化的是()A洋葱根尖细胞染色体的复制B用纤维素酶处理植物细胞C小肠上皮细胞吸收氨基酸D蛋清中加入NaCl使蛋白质析出,A,【解析】涉及肽键数量变化的过程可以是蛋白质的合成或分解过程。A选项中洋葱根尖细胞染色体的复制即组成染色体的DNA的复制和蛋白质的合成过程，涉及肽键数目变化；B选项用纤维素酶处理植物细胞，细胞壁中的纤维素被分解，纤维素是多糖类物质，无肽键变化；C选项小肠上皮细胞吸收氨基酸时，消耗ATP且需要载体的协助，但此过程中无肽键数目的变化；D选项是蛋白质的盐析现象，也无肽键数目
23、的变化，所以答案为A。【答案】A,7(2012年南京二模)一条肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下列 3种氨基酸：相关说法不正确的是（）,A1个C22H34O13N6分子水解后可以产生3个谷氨酸B合成1个C22H34O13N6分子同时将产生5个水分子C1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基D在细胞中合成1个C22H34O13N6分子至少需要基因中36个碱基,H H H H H|HCCOOH HCCCOOH HC CCCOOH|NH NH COOH H NH 甘氨酸 丙氨酸 谷氨酸,C,【解析】构成该多肽的3种氨基酸都只含有1个氨基，从其分子式中共
24、有6个N原子可知，该多肽是6个氨基酸脱水缩合产生5个水分子后形成的。6个氨基酸羧基的氧原子有12个，脱水后剩7个，而该多肽分子中共有13个氧原子，则其余6个氧原子来自3个谷氨酸R基中的3个羧基。由于该多肽有6个氨基酸，其中3个是谷氨酸，故1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和4个游离的羧基。该多肽为六肽，合成中至少需要基因中36个碱基。,【答案】C,7(2009年上海高考题)某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是()Anm Bn2mCnm Dn2m【答案】C,8(2008年高考天津卷)下列关于蛋白质和氨基酸的叙述，正确的是()A具有生物催化作用的酶都是由
25、氨基酸组成的B高等动物能合成生命活动所需的20种氨基酸C细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质D在胚胎发育过程中，基因选择性表达，细胞会产生新的蛋白质【答案】D,9(2008年高考上海卷)现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为()A798、2和2 B798、12和10C799、1和1 D799、11和9,B,【解析】由氨基酸数肽链数肽键数可知，2条肽链的蛋白质共有肽键798，每条肽链的两端各有一个氨基和一个羧基，故两条肽链的氨基和羧基数为肽链两端的氨基和羧基加氨基酸R基上的氨基和羧基
26、，即氨基总数21012，羧基总数2810。【答案】B,10(2007年高考上海卷)免疫球蛋白lgG的结构示意图如下，其中SS表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该lgG由m个氨基酸构成，则该lgG有肽键数()Am个 B(m1)个C(m2)个 D(m4)个,D,【解析】本题考查识图能力、分析应用能力。从二硫键情况可以分析出免疫球蛋白lgG共有4条多肽链，又知该免疫球蛋白由m个氨基酸构成，所以含有的肽键数为(m4)个。【答案】D,11(上海卷)某22肽被水解成1个4肽，2个3 肽，2个6肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是()A618 B518C517 D617【答案】C,12(2007年
27、高考江苏卷)下列不属于植物体内蛋白质功能的是()A构成细胞膜的主要成分B催化细胞内化学反应的酶C供给细胞代谢的主要能源物质D根细胞吸收矿质元素的载体,C,【解析】本题考查蛋白质的功能及综合分析、判断能力。细胞膜的主要成分是蛋白质分子和脂质分子；催化细胞内化学反应的酶主要是蛋白质；供给细胞代谢的主要能源物质是糖类；根细胞吸收矿质元素为主动运输，其中载体是蛋白质。【答案】C,13某蛋白质由51个氨基酸、两条链构成，结构图中SS为两个SH形成。其结构模式图如下：如果形成该蛋白质分子的氨基酸的平均相对分子质量为100，则该蛋白质的分子质量是(),A.4218 B.4182 C.4212 D.5100,
28、C,14.有一种“十五肽”的化学式为CxHyNzOdSe（z15，d16）。已知其彻底水解后得到下列几种氨基酸：下列有关说法中不正确的是（）,A水解可得e个半胱氨酸B水解可得（d16）/2个天门冬氨酸C水解可得z15个赖氨酸D水解时消耗15个水分子,D,实验：解答实验设计题的一般思路1明确实验类型，看实验是验证性实验还是探究性实验。验证性实验具有明确的结果；探究性实验的现象和结果是未知的或不确定的，应针对各种可能性分别加以考虑和分 析，得到相关结论。2确定实验变量并设置实验变量。变量可从实验题目中获得启示给予确定。,3遵循单一变量原则，其他条件相同，同时要确保实验的顺利进行，且避免对实验因素的
29、干扰。4确定实验观察的对象或实验检测指标。5构思实验步骤，语言准确表达(注意实验操作顺序的合理安排)。6记录实验现象，依据实验原理，分析实验结果，得出实验结论。,通用的蛋白质测试方法“凯氏定氮法”是通过测出含氮量来估算蛋白质含量，其含氮量一般不超过30%，而三聚氰胺的含氮量为66%左右。因此三聚氰胺也被人称为“蛋白精”。三聚氰胺常被不法商人用作食品添加剂，以提升检测中的蛋白质指标，2008年9月，在包括三 鹿、蒙牛、伊利、雅士利等知名国产品牌奶粉中均被检出了含量不同的三聚氰胺。人和动物长期摄入三聚氰胺会造成生殖泌尿系统的损害、膀胱肾部结石，并可进一步诱发膀胱癌。科研人员以鼠为实验材 料，探究是
30、三聚氰胺能否诱导大鼠的肾部结石发生。请完成下列实验：,资料,.实验材料和用具：小鼠若干只；普 通 饲料；三种不同剂量的三聚氰胺A、B、C(分别为低、中、高浓度)；其他所需条件均满足。.实验目的：探究三聚氰胺能否诱导肾部结石的发生。.方法步骤(请简要写出)：(1)_；(2)_；(3)_(4)一年后，检查大鼠的健康状况，统计各组大鼠的肾部结石发生率。,选身体健康，发育正常、体重相同的小鼠若干，随机均分甲乙丙丁四组，分别饲养,四组鼠每天饲喂等量普通饲料，甲乙丙三组分别添加三聚氰胺溶液A，溶液B，溶液C,在适宜相同条件下饲养1年,.实验结果预测与分析(至少写出三种情况)：(1)_；(2)_；(3)_。,如四组大鼠肾部结石发生率相同，(或都不发生肾部结石)说明三聚氰胺不会诱发大鼠结石,如结石发生率为丙乙甲丁，说明三聚氰胺会诱发大鼠肾部结石，剂量越大，发生率越大,如甲乙丙大鼠肾部结石发生率相近，都高于丁，说明三聚氰胺会诱发大鼠肾部结石，但跟剂量大小无关,
