Question

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、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基团依次是-CH₂-C₆H₄OH、-H、-CH₃、-CH₂-C₆H₅、-CH₂-CH（CH₃）₂．
2、实验设计原则是单一变量原则和对照原则．已知该实验过程是加热变性情况，所以一组加热一组不加热，其他条件都保证相同，蛋白质鉴定过程要注意双缩脲试剂的使用顺序，最后通过颜色反应比较两个试管的变化并得出结论．

解答 解：Ⅰ、（1）肉毒类毒素的化学本质是蛋白质，它的基本组成单位是氨基酸，其结构通式是．
（2）高温可破坏肉毒类毒素的空间结构而使其失活．
（3）由以上分析可知，该片段是由5个氨基酸分子（这5个氨基酸的R基团依次是-CH₂-C₆H₄OH、-H、-CH₃、-CH₂-C₆H₅、-CH₂-CH（CH₃）₂）脱水缩合形成．5个氨基酸会脱去4分子的水，形成4个肽键．
（4）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，每个亚单位至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，因此一种生物大分子至少含有2个氨基和2个羧基，它们分别位于肽链的两端．
Ⅱ、（2）根据实验设计原则的单一变量原则和对照原则，实验的方法步骤如下：
①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（对照原则）；
②对A试管加热，使蛋清变性，B试管不加热（单一变量原则）；
③冷却后，分别向两支试管滴加1mL0.1g/mL 的 NaOH 溶液，摇匀；再向两支试管分别滴入4滴0.01g/mL的CuSO4溶液，摇匀3A、B 试管均变紫．
④观察两试管的颜色变化．
（3）预期结果：A、B 试管均变紫．
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
（3）A、B试管中均出现紫色反应

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，要求考生识记氨基酸的结构通式，掌握氨基酸脱水缩合过程及相关计算，能根据图中信息准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查．