Question

20．我国是世界上第一个人工合成结晶牛胰岛素的国家．胰岛素对于糖尿病，特别是胰岛素依赖性糖尿病的治疗至关重要．其合成过程如下：刚合成的多肽称前胰岛素原，在信号肽酶的作用下，前胰岛素原的信号肽被切除，而成为胰岛素原．最后胰岛素原通过蛋白酶的水解作用生成胰岛素和一个多肽C（如图所示）．请回答：
（1）前胰岛素原可与双缩脲试剂产生颜色反应，前胰岛素原水解所需的水中的氢用于形成-NH₂和-COOH．
（2）胰岛素分子由51个氨基酸经一定的方式形成两条肽链，这两条肽链通过一定的化学键，如图中的-S-S-相互连接在一起而形成．这些氨基酸形成蛋白质后，相对分子质量比原来减少了888．
（3）从理论上分析，胰岛素分子至少有2个-NH₂，2个-COOH．
（4）蛋白质的空间结构遭到破坏，其生物活性就会丧失，这称为蛋白质的变性．高温、强碱、强酸、重金属等都会使蛋白质变性．现利用提供的材料用具，请你设计实验，探究乙醇能否使蛋白质变性．
材料用具：质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液、蒸馏水、质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液、质量浓度为0.05g/mL的CuSO₄溶液、无水乙醇、烧杯、试管、量筒、滴管、温度计、酒精灯．
a．实验步骤（请填充表格空白处）

步 骤	具体操作
	A试管	B试管
①	1mL新鲜的淀粉酶溶液	1mL新鲜的淀粉酶溶液
②	5滴蒸馏水	5滴无水乙醇
③	2mL可溶性淀粉溶液	2mL可溶性淀粉溶液
④	摇匀后，同时放入适宜温度的温水中维持5min
⑤	配制一定量的斐林试剂
⑥	从温水中取出A、B试管，各加入1mL斐林试剂摇匀，放入盛有50℃～65℃温水的大烧杯中加热约2min，观察试管中出现的颜色变化

b．实验结果预测及结论
①A试管中出现砖红色沉淀，B试管不出现，
说明无水乙醇能使淀粉酶（蛋白质）变性；
②A、B试管中均出现砖红色沉淀，
说明无水乙醇不能使淀粉酶（蛋白质）变性．

Answer 1

分析 本题主要考查蛋白质的相关知识．
1、氨基酸由C、H、O、N等元素组成，组成生物体的氨基酸约有20种，由R基决定．氨基酸彼此之间可以通过脱水缩合的方式形成多肽，由几个氨基酸脱水就形成几肽．脱水缩合反应过程中形成的肽键数目=脱去的水分子数=氨基酸的个数-肽链数．
2、蛋白质的结构多样性决定蛋白质功能的多样性．
3、蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色．

解答 解：（1）前胰岛素原可与双缩脲试剂产生颜色反应，前胰岛素原水解所需的水中的氢用于形成-NH₂和-COOH．
（2）胰岛素分子由51个氨基酸经脱水缩合的方式形成两条肽链，这两条肽链通过一定的化学键，如图中的-S-S-相互连接在一起而形成．这些氨基酸形成蛋白质后，相对分子质量比原来减少了的质量=脱去的水分子质量+形成3个二硫键失去的质量=（51-2）×18+6=888．
（3）从理论上分析，胰岛素分子有两条肽链，故至少有2个-NH₂，2个-COOH．
（5）a．题干是探究乙醇能否使蛋白质变性，单一变量是乙醇的有无，故表格中A代表5滴无水乙醇．最终用斐林试剂检测是否有还原糖的生成，来检测淀粉酶在乙醇的作用下是否变性．
b．实验结果预测及结论：A试管中出现砖红色沉淀，B试管不出现，说明乙醇能使淀粉酶变性；A、B试管中均出现砖红色沉淀，说明乙醇不能使淀粉酶变性．
故答案为：
（1）双缩脲-NH₂和-COOH      
（2）-S-S-888       
（3）2     2                      
（4）a．②5滴无水乙醇                  ⑥1mL斐林试剂
b．A试管中出现砖红色沉淀，B试管不出现
A、B试管中均出现砖红色沉淀

点评 本题主要考查了学生对知识的理解和掌握情况，分析和解决问题的能力．对于氨基酸脱水缩合反应的理解应用并把握知识点间的内在联系是解题的关键．