Question

【题目】肉毒类毒素是由两个亚单位(每个亚单位为一条肽链盘曲折叠而成)组成的一种生物大分子，1mg可毒死20亿只小鼠。煮沸1min或75℃下加热5～10min，就能使其完全丧失活性。可能引起肉毒类毒素中毒的食品有腊肠、火腿、鱼及鱼制品、罐头食品、臭豆腐、豆瓣酱、面酱、豆豉等。下面是肉毒类毒素的局部结构简式：

请据此回答：

Ⅰ.（1）肉毒类毒素的化学本质是_________，其基本组成单位的结构通式是__________。

（2）高温可使肉毒类毒素失活的主要原理是__________。

（3）由上图可知，该片段由______种氨基酸组成，有________个肽键，在形成该片段时要脱去_________分子水。

（4）一分子肉毒类毒素至少含有_____个氨基和______个羧基，它们的位置分别位于___________。

Ⅱ.加热会使蛋白质变性失活，在变性过程中肽键是否因此而断裂呢？请设计一个验证“蛋白质在加热变性后肽键没有断裂”的实验。

材料用具：0.01g·mL－1的CuSO4的溶液（双缩脲试剂B液）、0.1g·mL－1的NaOH溶液（双缩脲试剂A液）、蛋清液、清水、酒精灯、试管、滴管等必备用品。

(1)实验原理：蛋白质中的肽键与双缩脲试剂发生颜色反应，呈紫色。如果加热变性的蛋白质与双缩脲试剂反应仍呈紫色，即可证明肽键没有断裂。

(2)方法步骤：

a.取两支试管，分别编号A、B，向两支试管中加入__________________。b.对A试管 _________，使蛋清变性；B试管_____________。c.________________。d.观察两试管中的颜色变化。

（3）预期结果：___________________。

（4）实验结论：蛋白质在加热变性后肽键没有断裂。

Answer 1

【答案】 蛋白质 高温使蛋白质空间结构破坏 5 4 4 2 2 两条肽链两端 等量的蛋清液 进行加热 不加热 分别向两支试管中滴加1ml 0.1 g·mL－1的NaOH溶液，摇匀；再向两支试管分别滴入4滴0.01 g·mL－1的CuSO4溶液，摇匀 A、B试管中均出现紫色反应

【解析】试题分析：图示为肉毒类毒素的局部结构简式，该部分含有5个氨基酸分子．高温、过酸或过碱均会使蛋白质的空间结构破坏而失活．蛋白质或多肽中含有肽键，可以与双缩脲试剂（由A液和B液构成，A液是质量浓度为0.1 g/mL氢氧化钠溶液，B液是质量浓度为0.01 g/mL硫酸铜溶液）作用，产生紫色反应。

I（1）分析题图可知，肉毒类毒素的局部结构简式是多肽，因此肉毒类毒素的化学本质是蛋白质；基本组成单位是氨基酸，氨基酸的结构通式是．

（2）肉毒类毒素的化学本质是蛋白质，高温可以使蛋白质分子的空间结构改变而失去活性．

（3）由上图可知，该片段中5个氨基酸的R基各不相同，所以该片段由5种氨基酸组成，含有4个肽键；在形成该片段时要脱去的水分子数=肽键数=4个．

（4）由题干“肉毒类毒素是由两个亚单位（每个亚单位为一条肽链盘曲折叠而成）组成的一种生物大分子”可知肉毒类毒素含有2条肽链，所以1分子肉毒素至少含有的氨基数=肽链数=2个、至少含有的羧基数=肽链数=2个，其氨基和羧基分别位于肽链的两端。

II探究实验需要遵循单一变量和对照原则．

a．为了控制单一变量，两支试管需要加入等量（或2ml）的蛋清稀释液．

b．为了设计对照实验，对A试管加热，使蛋清液变性，B试管不加热．

c．鉴定蛋白质，需要使用双缩脲试剂，双缩脲试剂使用时先加A液再加B液，即分别向两支试管中滴加1ml 0.1 gmL-1的NaOH溶液，摇匀，再向两支试管分别滴入4滴0.01 gmL-1的CuSO4溶液，摇匀．

d．观察两试管的颜色变化．

（3）蛋白质加热后会变性，若A、B试管中均出现紫色反应，证明蛋白质在加热变性以后肽腱没有断裂．