Question

【題目】肉毒類毒素是由兩個亞單位(每個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構簡式：

請據此回答：

Ⅰ.（1）肉毒類毒素的化學本質是_________，其基本組成單位的結構通式是__________。

（2）高溫可使肉毒類毒素失活的主要原理是__________。

（3）由上圖可知，該片段由______種氨基酸組成，有________個肽鍵，在形成該片段時要脫去_________分子水。

（4）一分子肉毒類毒素至少含有_____個氨基和______個羧基，它們的位置分別位于___________。

Ⅱ.加熱會使蛋白質變性失活，在變性過程中肽鍵是否因此而斷裂呢？請設計一個驗證“蛋白質在加熱變性后肽鍵沒有斷裂”的實驗。

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)實驗原理：蛋白質中的肽鍵與雙縮脲試劑發生顏色反應，呈紫色。如果加熱變性的蛋白質與雙縮脲試劑反應仍呈紫色，即可證明肽鍵沒有斷裂。

(2)方法步驟：

a.取兩支試管，分別編號A、B，向兩支試管中加入__________________。b.對A試管 _________，使蛋清變性；B試管_____________。c.________________。d.觀察兩試管中的顏色變化。

（3）預期結果：___________________。

（4）實驗結論：蛋白質在加熱變性后肽鍵沒有斷裂。

Answer 1

【答案】 蛋白質 高溫使蛋白質空間結構破壞 5 4 4 2 2 兩條肽鏈兩端 等量的蛋清液 進行加熱 不加熱 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 A、B試管中均出現紫色反應

【解析】試題分析：圖示為肉毒類毒素的局部結構簡式，該部分含有5個氨基酸分子．高溫、過酸或過堿均會使蛋白質的空間結構破壞而失活．蛋白質或多肽中含有肽鍵，可以與雙縮脲試劑（由A液和B液構成，A液是質量濃度為0.1 g/mL氫氧化鈉溶液，B液是質量濃度為0.01 g/mL硫酸銅溶液）作用，產生紫色反應。

I（1）分析題圖可知，肉毒類毒素的局部結構簡式是多肽，因此肉毒類毒素的化學本質是蛋白質；基本組成單位是氨基酸，氨基酸的結構通式是．

（2）肉毒類毒素的化學本質是蛋白質，高溫可以使蛋白質分子的空間結構改變而失去活性．

（3）由上圖可知，該片段中5個氨基酸的R基各不相同，所以該片段由5種氨基酸組成，含有4個肽鍵；在形成該片段時要脫去的水分子數=肽鍵數=4個．

（4）由題干“肉毒類毒素是由兩個亞單位（每個亞單位為一條肽鏈盤曲折疊而成）組成的一種生物大分子”可知肉毒類毒素含有2條肽鏈，所以1分子肉毒素至少含有的氨基數=肽鏈數=2個、至少含有的羧基數=肽鏈數=2個，其氨基和羧基分別位于肽鏈的兩端。

II探究實驗需要遵循單一變量和對照原則．

a．為了控制單一變量，兩支試管需要加入等量（或2ml）的蛋清稀釋液．

b．為了設計對照實驗，對A試管加熱，使蛋清液變性，B試管不加熱．

c．鑒定蛋白質，需要使用雙縮脲試劑，雙縮脲試劑使用時先加A液再加B液，即分別向兩支試管中滴加1ml 0.1 gmL-1的NaOH溶液，搖勻，再向兩支試管分別滴入4滴0.01 gmL-1的CuSO4溶液，搖勻．

d．觀察兩試管的顏色變化．

（3）蛋白質加熱后會變性，若A、B試管中均出現紫色反應，證明蛋白質在加熱變性以后肽腱沒有斷裂．