Question

8．肉毒類毒素是由兩個(gè)亞單位（每個(gè)亞單位為一條肽鏈盤曲折疊而成）組成的一種生物大分子，1mg可毒死20億只小鼠．煮沸1min或75℃下加熱5～10min，就能使其完全喪失活性．可能引起肉毒類毒素中毒的食品有臘腸、火腿、魚及魚制品、罐頭食品、臭豆腐、豆瓣醬、面醬、豆豉等．下面是肉毒類毒素的局部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：

請(qǐng)據(jù)此回答：
Ⅰ．（1）肉毒類毒素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其基本組成單位的結(jié)構(gòu)通式是．
（2）高溫可使肉毒類毒素失活的主要原理是高溫使蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)破壞．
（3）由上圖可知，該片段由5種氨基酸組成，有4個(gè)肽鍵，在形成該片段時(shí)要脫去4分子水．
（4）一分子肉毒類毒素至少含有2個(gè)氨基和2個(gè)羧基，它們的位置分別位于兩條肽鏈兩端．
Ⅱ．加熱會(huì)使蛋白質(zhì)變性失活，在變性過(guò)程中肽鍵是否因此而斷裂呢？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)驗(yàn)證“蛋白質(zhì)在加熱變性后肽鍵沒(méi)有斷裂”的實(shí)驗(yàn)．
材料用具：0.01g•mL^-1的CuSO₄的溶液（雙縮脲試劑B液）、0.1g•mL^-1的NaOH溶液（雙縮脲試劑A液）、蛋清液、清水、酒精燈、試管、滴管等必備用品．
（1）實(shí)驗(yàn)原理：蛋白質(zhì)中的肽鍵與雙縮脲試劑發(fā)生顏色反應(yīng)，呈紫色．如果加熱變性的蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應(yīng)仍呈紫色，即可證明肽鍵沒(méi)有斷裂．
（2）方法步驟：a．取兩支試管，分別編號(hào)A、B，向兩支試管中加入等量的蛋清液．
b．對(duì)A試管進(jìn)行加熱，使蛋清變性；B試管不加熱．
c．分別向兩支試管中滴加1ml0.1g•mL^-1的NaOH溶液，搖勻；再向兩支試管分別滴入4滴0.01g•mL^-1的CuSO₄溶液，搖勻．
d．觀察兩試管中的顏色變化．
（3）預(yù)期結(jié)果：A、B試管中均出現(xiàn)紫色反應(yīng)．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：蛋白質(zhì)在加熱變性后肽鍵沒(méi)有斷裂．

Answer 1

分析 1、分析題圖：圖示為肉毒類毒素的局部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，該部分含有5個(gè)氨基酸分子，且這5個(gè)氨基酸的R基團(tuán)依次是-CH₂-C₆H₄OH、-H、-CH₃、-CH₂-C₆H₅、-CH₂-CH（CH₃）₂．
2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則是單一變量原則和對(duì)照原則．已知該實(shí)驗(yàn)過(guò)程是加熱變性情況，所以一組加熱一組不加熱，其他條件都保證相同，蛋白質(zhì)鑒定過(guò)程要注意雙縮脲試劑的使用順序，最后通過(guò)顏色反應(yīng)比較兩個(gè)試管的變化并得出結(jié)論．

解答 解：Ⅰ、（1）肉毒類毒素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，它的基本組成單位是氨基酸，其結(jié)構(gòu)通式是．
（2）高溫可破壞肉毒類毒素的空間結(jié)構(gòu)而使其失活．
（3）由以上分析可知，該片段是由5個(gè)氨基酸分子（這5個(gè)氨基酸的R基團(tuán)依次是-CH₂-C₆H₄OH、-H、-CH₃、-CH₂-C₆H₅、-CH₂-CH（CH₃）₂）脫水縮合形成．5個(gè)氨基酸會(huì)脫去4分子的水，形成4個(gè)肽鍵．
（4）肉毒類毒素是由兩個(gè)亞單位（每個(gè)亞單位為一條鏈盤曲折疊而成）組成的，每個(gè)亞單位至少含有1個(gè)游離的氨基和1個(gè)游離的羧基，因此一種生物大分子至少含有2個(gè)氨基和2個(gè)羧基，它們分別位于肽鏈的兩端．
Ⅱ、（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則的單一變量原則和對(duì)照原則，實(shí)驗(yàn)的方法步驟如下：
①取兩支試管，分別編號(hào)A、B，向兩支試管中加入等量的蛋清液（對(duì)照原則）；
②對(duì)A試管加熱，使蛋清變性，B試管不加熱（單一變量原則）；
③冷卻后，分別向兩支試管滴加1mL0.1g/mL 的 NaOH 溶液，搖勻；再向兩支試管分別滴入4滴0.01g/mL的CuSO4溶液，搖勻3A、B 試管均變紫．
④觀察兩試管的顏色變化．
（3）預(yù)期結(jié)果：A、B 試管均變紫．
故答案為：
Ⅰ．（1）蛋白質(zhì)

（2）高溫使蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)破壞        
（3）5   4   4      
（4）2  2   兩條肽鏈兩端
Ⅱ．（2）a．等量的蛋清液         b．進(jìn)行加熱； 不加熱
c．分別向兩支試管中滴加1ml 0.1 g•mL^-1的NaOH溶液，搖勻；再向兩支試管分別滴入4滴0.01 g•mL^-1的CuSO₄溶液，搖勻
（3）A、B試管中均出現(xiàn)紫色反應(yīng)

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合肉毒類毒素的局部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，考查蛋白質(zhì)的合成--氨基酸脫水縮合，要求考生識(shí)記氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，掌握氨基酸脫水縮合過(guò)程及相關(guān)計(jì)算，能根據(jù)圖中信息準(zhǔn)確答題，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．