Question

20．我國是世界上第一個人工合成結晶牛胰島素的國家．胰島素對于糖尿病，特別是胰島素依賴性糖尿病的治療至關重要．其合成過程如下：剛合成的多肽稱前胰島素原，在信號肽酶的作用下，前胰島素原的信號肽被切除，而成為胰島素原．最后胰島素原通過蛋白酶的水解作用生成胰島素和一個多肽C（如圖所示）．請回答：
（1）前胰島素原可與雙縮脲試劑產生顏色反應，前胰島素原水解所需的水中的氫用于形成-NH₂和-COOH．
（2）胰島素分子由51個氨基酸經一定的方式形成兩條肽鏈，這兩條肽鏈通過一定的化學鍵，如圖中的-S-S-相互連接在一起而形成．這些氨基酸形成蛋白質后，相對分子質量比原來減少了888．
（3）從理論上分析，胰島素分子至少有2個-NH₂，2個-COOH．
（4）蛋白質的空間結構遭到破壞，其生物活性就會喪失，這稱為蛋白質的變性．高溫、強堿、強酸、重金屬等都會使蛋白質變性．現利用提供的材料用具，請你設計實驗，探究乙醇能否使蛋白質變性．
材料用具：質量分數為3%的可溶性淀粉溶液、質量分數為2%的新鮮淀粉酶溶液、蒸餾水、質量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液、質量濃度為0.05g/mL的CuSO₄溶液、無水乙醇、燒杯、試管、量筒、滴管、溫度計、酒精燈．
a．實驗步驟（請填充表格空白處）

步 驟	具體操作
	A試管	B試管
①	1mL新鮮的淀粉酶溶液	1mL新鮮的淀粉酶溶液
②	5滴蒸餾水	5滴無水乙醇
③	2mL可溶性淀粉溶液	2mL可溶性淀粉溶液
④	搖勻后，同時放入適宜溫度的溫水中維持5min
⑤	配制一定量的斐林試劑
⑥	從溫水中取出A、B試管，各加入1mL斐林試劑搖勻，放入盛有50℃～65℃溫水的大燒杯中加熱約2min，觀察試管中出現的顏色變化

b．實驗結果預測及結論
①A試管中出現磚紅色沉淀，B試管不出現，
說明無水乙醇能使淀粉酶（蛋白質）變性；
②A、B試管中均出現磚紅色沉淀，
說明無水乙醇不能使淀粉酶（蛋白質）變性．

Answer 1

分析 本題主要考查蛋白質的相關知識．
1、氨基酸由C、H、O、N等元素組成，組成生物體的氨基酸約有20種，由R基決定．氨基酸彼此之間可以通過脫水縮合的方式形成多肽，由幾個氨基酸脫水就形成幾肽．脫水縮合反應過程中形成的肽鍵數目=脫去的水分子數=氨基酸的個數-肽鏈數．
2、蛋白質的結構多樣性決定蛋白質功能的多樣性．
3、蛋白質與雙縮脲試劑反應呈紫色．

解答 解：（1）前胰島素原可與雙縮脲試劑產生顏色反應，前胰島素原水解所需的水中的氫用于形成-NH₂和-COOH．
（2）胰島素分子由51個氨基酸經脫水縮合的方式形成兩條肽鏈，這兩條肽鏈通過一定的化學鍵，如圖中的-S-S-相互連接在一起而形成．這些氨基酸形成蛋白質后，相對分子質量比原來減少了的質量=脫去的水分子質量+形成3個二硫鍵失去的質量=（51-2）×18+6=888．
（3）從理論上分析，胰島素分子有兩條肽鏈，故至少有2個-NH₂，2個-COOH．
（5）a．題干是探究乙醇能否使蛋白質變性，單一變量是乙醇的有無，故表格中A代表5滴無水乙醇．最終用斐林試劑檢測是否有還原糖的生成，來檢測淀粉酶在乙醇的作用下是否變性．
b．實驗結果預測及結論：A試管中出現磚紅色沉淀，B試管不出現，說明乙醇能使淀粉酶變性；A、B試管中均出現磚紅色沉淀，說明乙醇不能使淀粉酶變性．
故答案為：
（1）雙縮脲-NH₂和-COOH      
（2）-S-S-888       
（3）2     2                      
（4）a．②5滴無水乙醇                  ⑥1mL斐林試劑
b．A試管中出現磚紅色沉淀，B試管不出現
A、B試管中均出現磚紅色沉淀

點評 本題主要考查了學生對知識的理解和掌握情況，分析和解決問題的能力．對于氨基酸脫水縮合反應的理解應用并把握知識點間的內在聯系是解題的關鍵．