Question

19．肉毒梭菌（厌氧性梭状芽孢杆菌）是致死性最高的病原体之一，该菌的致病性在于其产生的神经麻痹毒素，即肉毒类毒素，它由两个亚单位（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．可能引起肉毒梭菌中毒的食品有腊肠、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：

请据此回答下列问题．
（1）肉毒类毒素的化学本质是蛋白质，其基本组成单位的结构通式是．
（2）由上图可知，该片段由5种单体组成，在形成该片段时要脱去4分子水．
（3）一分子肉毒类毒素至少含有2个氨基和2个羧基．

Answer 1

分析 1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸，其结构通式是，即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢和一个R基，氨基酸的不同在于R基的不同．
2、氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链，而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一个氨基酸分子的氨基（-NH₂）相连接，同时脱出一分子水的过程；连接两个氨基酸的化学键是肽键，其结构式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽过程中的相关计算：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数，游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数，至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数，氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数，氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一脱去水分子数，蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量一脱去水分子数×18．
3、蛋白质或多肽中含有肽键，可与双缩脲试剂作用产生紫色反应．
4、分析题图：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，且这5个氨基酸的R基依次是-CH₂-C₆H₄OH、-H、-CH₃、-CH₂-C₆H₅、-CH₂-CH（CH₃）₂．

解答 解：（1）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，结合其局部结构式，可推知其化学本质是蛋白质，构成蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸的结构通式是．
（2）由以上分析知，题图所示的片段中5个氨基酸的R基依次是-CH₂-C₆H₄OH、-H、-CH₃、-CH₂-C₆H₅、-CH₂-CH（CH₃）₂，R基各不相同，说明该片段由5种单体（氨基酸）组成；该片段有4个肽键，在形成该片段时要脱去4分子水．
（3）由以上分析可知，构成题图该肉毒类毒素的局部结构简式中的5个氨基酸分子中的R基中不含有氨基和羧基，又有题干信息知该肉毒类毒素是由两个亚单位（每个亚单位为一条链盘曲折叠而成）组成的，所以一分子该肉毒类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．
故答案为：
（1）蛋白质   
（2）5　4　　
（3）2    2

点评 本题结合肉毒类毒素的局部结构简式，考查蛋白质的合成--氨基酸脱水缩合的知识，考生识记氨基酸的结构通式、明确氨基酸脱水缩合的过程、掌握氨基酸脱水缩合过程中的相关计算是解题的关键．