Question

16．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．如图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蛋白质，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高温使蛋白质空间结构破坏．
（3）由上图可知，该片段由5种氨基酸组成，有4个肽键，在形成该片段时要脱去4分子水．
（4）一分子肉毒类毒素至少含有2个氨基和2个羧基，它们的位置分别位于两条肽链两端．
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，编号A、B，分别向两支试管中加入等量的蛋清液．
b．对A试管进行加热，使蛋清变性；B试管不加热．
c．分别向两支试管中滴加1mlA液（0.1g•mL^-1的NaOH溶液），摇匀，再向两支试管分别滴入4滴B液（0.01g•mL^-1的CuSO₄溶液），摇匀．
d．观察两试管中的颜色变化．
（3）预期结果：A、B试管中均出现紫色反应．
（4）实验结论：蛋白质在加热变性后肽键没有断裂．

Answer 1

分析 1、蛋白质的基本组成单位是氨基酸，氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链，肽链中的肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数，一条肽链至少含有一个氨基和一个羧基，分别位于肽链的两端．
2、蛋白质多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构有关．
3、蛋白质中的肽键能与双缩脲试剂反应呈现紫色，因此可以用双缩脲试剂检测蛋白质，双缩脲识记的使用方法：先向试管中滴加1ml A液（ 0.1 g•mL^-1的NaOH溶液），摇匀；再向试管中滴入4滴B液（0.01 g•mL^-1的CuSO₄溶液），摇匀，观察颜色变化．

解答 解：Ⅰ（1）由题意知，肉毒类毒素是由两条肽链形成的，因此是蛋白质；蛋白质的基本组成单位是氨基酸，结构通式是．
（2）高温可以使蛋白质的空间结构改变而失去活性．
（3）分析题图可知，该肽链片段中含有5个R基，5个R基各不相同，因此是由5种氨基酸脱去4分子水由4个肽键连接形成的五肽化合物．
（4）肉毒类毒素是由两条肽链形成的，至少含有2个氨基和2个羧基，分别位于2条肽链的两端．
Ⅱ该实验的目的是验证蛋白质在加热变性后肽键没有断裂，实验的自变量是蛋白质是否经过加热变性，因变量是与双缩脲试剂反应呈现的颜色反应，根据实验原理和实验设计的对照原则和单一变量原则，实验步骤如下：
a．取两支试管，编号A、B，分别向两支试管中加入等量的蛋清液．
b．对A试管进行加热，使蛋清变性；B试管不加热，作为对照．
c、分别向两支试管中滴加1ml A液（ 0.1 g•mL^-1的NaOH溶液），摇匀，再向两支试管分别滴入4滴B液（0.01 g•mL^-1的CuSO₄溶液），摇匀．
d、观察颜色变化．
（3）预期结果：A、B试管中均出现紫色反应
（4）结论：蛋白质在加热变性后肽键没有断裂
Ⅰ．
（1）蛋白质  
（2）高温使蛋白质空间结构破坏
（3）5   4     4    
（4）2  2   两条肽链两端
Ⅱ．
（2）a．等量的蛋清液        
 b．进行加热    不加热
c．分别向两支试管中滴加1ml A液（ 0.1 g•mL^-1的NaOH溶液），摇匀；再向两支试管分别滴入4滴B液（0.01 g•mL^-1的CuSO₄溶液），摇匀
 （3）A、B试管中均出现紫色反应

点评 本题的知识点是蛋白质结构及蛋白质变性的原因，氨基酸的脱水缩合反应，蛋白质检测方法，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系，形成知识网络并应用相关知识解决实际问题．