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8.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,分别编号A、B,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1ml0.1g•mL-1的NaOH溶液,摇匀;再向两支试管分别滴入4滴A0.01g•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.

分析 1、由题意可知,肉毒类毒素是由两个亚单位组成的生物大分子,图中,肉毒素的局部结构属于多肽链,该多肽链片段中的肽键结构-CO-NH-是4个,因此含有个氨基酸,五个氨基酸中的R基各不相同,因此氨基酸是5种,一条肽链中至少含有一个氨基和一个羧基,肉毒素是2条肽链,因此至少含有2个氨基和2个羧基.
2、该实验的目的是验证加热是由蛋白质的空间结构引起的,肽键结构没有变化,实验原理是:
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;按照实验设计的对照原则和单一变量原则完善实验步骤、预期实验结果并获取结论.

解答 解:Ⅰ(1)由题图可知,肉毒素是由氨基酸脱水缩合形成的肽链,本质属于蛋白质;组成蛋白质的基本组成单位是氨基酸,结构通式是:
(2)高温会破坏蛋白质的空间结构,而使蛋白质变性.
(3)分析题图可知,该化合物含有4个肽键,因此是由5个氨基酸脱去四分子水形成的五肽化合物,由于5个氨基酸的R基各不相同,因此是五种氨基酸.
(4)由题意知,肉毒类毒素是由两个亚单位组成的生物大分子,即含有2条肽链,因此至少含有2个游离的氨基和两个游离的羧基,分别位于两条肽链的两端.
Ⅱ(2)该实验的目的是验证“蛋白质在加热变性后肽键没有断裂”,实验原理是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.
因此实验可以分为两组:一组实验组、一组对照组,实验组加热,对照组不加热,按照实验涉及的对照原则和单一变量原则设计、完善实验步骤如下:
a.取两支试管,分别编号A、B,向两支试管中加入等量蛋清液.
b.A试管加热处理,使蛋清变性;B试管不加热.
C. 分别向两支试管中滴加1ml0.1 g•mL-1的NaOH溶液,摇匀;再向两支试管分别滴入4滴A0.01 g•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)结论:蛋白质在加热变性后肽键没有断裂.
故答案为:
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1ml0.1 g•mL-1的NaOH溶液,摇匀;再向两支试管分别滴入4滴A0.01 g•mL-1的CuSO4溶液,摇匀
(3)A、B试管中均出现紫色反应

点评 本题的知识点是组成蛋白质的氨基酸的结构特点,氨基酸的脱水缩合反应,蛋白质变性的原因,蛋白质检测的方法和原理,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,学会应用相关知识综合解答问题、设计并完善实验步骤,预期结果并获取结论.

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(等量)
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