Question

20．我國是世界上第一個(gè)人工合成結(jié)晶牛胰島素的國家．胰島素對(duì)于糖尿病，特別是胰島素依賴性糖尿病的治療至關(guān)重要．其合成過程如下：剛合成的多肽稱前胰島素原，在信號(hào)肽酶的作用下，前胰島素原的信號(hào)肽被切除，而成為胰島素原．最后胰島素原通過蛋白酶的水解作用生成胰島素和一個(gè)多肽C（如圖所示）．請(qǐng)回答：
（1）前胰島素原可與雙縮脲試劑產(chǎn)生顏色反應(yīng)，前胰島素原水解所需的水中的氫用于形成-NH₂和-COOH．
（2）胰島素分子由51個(gè)氨基酸經(jīng)一定的方式形成兩條肽鏈，這兩條肽鏈通過一定的化學(xué)鍵，如圖中的-S-S-相互連接在一起而形成．這些氨基酸形成蛋白質(zhì)后，相對(duì)分子質(zhì)量比原來減少了888．
（3）從理論上分析，胰島素分子至少有2個(gè)-NH₂，2個(gè)-COOH．
（4）蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，其生物活性就會(huì)喪失，這稱為蛋白質(zhì)的變性．高溫、強(qiáng)堿、強(qiáng)酸、重金屬等都會(huì)使蛋白質(zhì)變性．現(xiàn)利用提供的材料用具，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究乙醇能否使蛋白質(zhì)變性．
材料用具：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的新鮮淀粉酶溶液、蒸餾水、質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液、質(zhì)量濃度為0.05g/mL的CuSO₄溶液、無水乙醇、燒杯、試管、量筒、滴管、溫度計(jì)、酒精燈．
a．實(shí)驗(yàn)步驟（請(qǐng)?zhí)畛浔砀窨瞻滋帲?br />

步 驟	具體操作
	A試管	B試管
①	1mL新鮮的淀粉酶溶液	1mL新鮮的淀粉酶溶液
②	5滴蒸餾水	5滴無水乙醇
③	2mL可溶性淀粉溶液	2mL可溶性淀粉溶液
④	搖勻后，同時(shí)放入適宜溫度的溫水中維持5min
⑤	配制一定量的斐林試劑
⑥	從溫水中取出A、B試管，各加入1mL斐林試劑搖勻，放入盛有50℃～65℃溫水的大燒杯中加熱約2min，觀察試管中出現(xiàn)的顏色變化

b．實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論
①A試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，B試管不出現(xiàn)，
說明無水乙醇能使淀粉酶（蛋白質(zhì)）變性；
②A、B試管中均出現(xiàn)磚紅色沉淀，
說明無水乙醇不能使淀粉酶（蛋白質(zhì)）變性．

Answer 1

分析 本題主要考查蛋白質(zhì)的相關(guān)知識(shí)．
1、氨基酸由C、H、O、N等元素組成，組成生物體的氨基酸約有20種，由R基決定．氨基酸彼此之間可以通過脫水縮合的方式形成多肽，由幾個(gè)氨基酸脫水就形成幾肽．脫水縮合反應(yīng)過程中形成的肽鍵數(shù)目=脫去的水分子數(shù)=氨基酸的個(gè)數(shù)-肽鏈數(shù)．
2、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性決定蛋白質(zhì)功能的多樣性．
3、蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色．

解答 解：（1）前胰島素原可與雙縮脲試劑產(chǎn)生顏色反應(yīng)，前胰島素原水解所需的水中的氫用于形成-NH₂和-COOH．
（2）胰島素分子由51個(gè)氨基酸經(jīng)脫水縮合的方式形成兩條肽鏈，這兩條肽鏈通過一定的化學(xué)鍵，如圖中的-S-S-相互連接在一起而形成．這些氨基酸形成蛋白質(zhì)后，相對(duì)分子質(zhì)量比原來減少了的質(zhì)量=脫去的水分子質(zhì)量+形成3個(gè)二硫鍵失去的質(zhì)量=（51-2）×18+6=888．
（3）從理論上分析，胰島素分子有兩條肽鏈，故至少有2個(gè)-NH₂，2個(gè)-COOH．
（5）a．題干是探究乙醇能否使蛋白質(zhì)變性，單一變量是乙醇的有無，故表格中A代表5滴無水乙醇．最終用斐林試劑檢測(cè)是否有還原糖的生成，來檢測(cè)淀粉酶在乙醇的作用下是否變性．
b．實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論：A試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，B試管不出現(xiàn)，說明乙醇能使淀粉酶變性；A、B試管中均出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明乙醇不能使淀粉酶變性．
故答案為：
（1）雙縮脲-NH₂和-COOH      
（2）-S-S-888       
（3）2     2                      
（4）a．②5滴無水乙醇                  ⑥1mL斐林試劑
b．A試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，B試管不出現(xiàn)
A、B試管中均出現(xiàn)磚紅色沉淀

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握情況，分析和解決問題的能力．對(duì)于氨基酸脫水縮合反應(yīng)的理解應(yīng)用并把握知識(shí)點(diǎn)間的內(nèi)在聯(lián)系是解題的關(guān)鍵．