Question

10．肉毒梭菌（厭氧性梭狀芽孢桿菌）是致死性最高的病原體之一．肉毒梭菌的致病性在于其產生的神經麻痹毒素，即肉毒類毒素．它是由兩個亞單位（每個亞單位為一條鏈盤曲折疊而成）組成的一種生物大分子．如圖是肉毒類毒素的局部結構簡式，請據此回答：

（1）肉毒類毒素是在細胞中由氨基酸經過脫水縮合過程而成的．
（2）一分子肉毒類毒素至少含有2個氨基和2個羧基．
（3）1mg肉毒類毒素可毒死20億只小鼠，但煮沸1min或75℃下加熱5～10min，就能使其完全喪失活性．高溫可使肉毒類毒素失活的主要原理是高溫使蛋白質的空間結構被破壞．
（4）肉毒類毒素可用雙縮脲試劑鑒定，該試劑使用方法是先加A液，再加B液，煮沸后的肉毒類毒素溶液（無色）和清水分別正確使用該試劑檢測后，顏色不同（填“相同”或“不同”）．
（5）如圖所示的片段由5種基本單位組成，從左向右數，第三個基本單位不同于其他基本單位的基團是-CH₃（填化學式）．該片段有4個肽鍵，這些肽鍵形成時脫去的氧元素來自于基本單位的羧基．

Answer 1

分析 1、構成蛋白質的基本單位是氨基酸，其結構通式是 ，即每種氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基，且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，這個碳原子還連接一個氫和一個R基，氨基酸的不同在于R基的不同．
2、氨基酸在核糖體中通過脫水縮合形成多肽鏈，而脫水縮合是指一個氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一個氨基酸分子的氨基（-NH₂）相連接，同時脫出一分子水的過程；連接兩個氨基酸的化學鍵是肽鍵，其結構式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽過程中的相關計算：肽鍵數=脫去水分子數=氨基酸數一肽鏈數，游離氨基或羧基數=肽鏈數+R基中含有的氨基或羧基數，至少含有的游離氨基或羧基數=肽鏈數，氮原子數=肽鍵數+肽鏈數+R基上的氮原子數=各氨基酸中氮原子總數，氧原子數=肽鍵數+2×肽鏈數+R基上的氧原子數=各氨基酸中氧原子總數一脫去水分子數，蛋白質的相對分子質量=氨基酸數目×氨基酸平均相對分子質量一脫去水分子數×18．
3、蛋白質或多肽中含有肽鍵，可與雙縮脲試劑作用產生紫色反應．
4、分析題圖：圖示為肉毒類毒素的局部結構簡式，該部分含有5個氨基酸分子，且這5個氨基酸的R基依次是-CH₂-C₆H₄OH、-H、-CH₃、-CH₂-C₆H₅、-CH₂-CH（CH₃）₂．

解答 解：（1）肉毒類毒素的化學本質是蛋白質，是在細胞中由氨基酸經過脫水縮合過程而成的．
（2）由以上分析可知，構成題圖該肉毒類毒素的局部結構簡式中的5個氨基酸分子中的R基中不含有氨基和羧基，又有題干信息知該肉毒類毒素是由兩個亞單位（每個亞單位為一條鏈盤曲折疊而成）組成的，所以一分子該肉毒類毒素至少含有的氨基數=肽鏈數=2個、至少含有的羧基數=肽鏈數=2個．
（3）高溫可使肉毒類毒素失活的主要原理是高溫使蛋白質空間結構破壞．
（4）肉毒類毒素的化學本質是蛋白質，可用雙縮脲試劑鑒定，使用時，應先加入2ml雙縮脲試劑A液（質量濃度為0.1g/mL氫氧化鈉溶液），振蕩后再滴入3-4滴雙縮脲試劑B液（質量濃度為0.01g/mL硫酸銅溶液），振蕩后會會觀察到有紫色絡合物生成，煮沸后的肉毒類毒素其空間結構被破壞，但肽鍵沒有被破壞，與雙縮脲試劑作用仍能出現紫色絡合物生成的反應，所以煮沸后的肉毒類毒素溶液（無色）和清水分別正確使用雙縮脲試劑檢測后，顏色不同．
（5）由以上分析知，題圖所示的片段中5個氨基酸的R基依次是-CH₂-C₆H₄OH、-H、-CH₃、-CH₂-C₆H₅、-CH₂-CH（CH₃）₂，R基各不相同，說明該片段由5種基本單位（氨基酸）組成，結合氨基酸的結構通式，可知從左向右數第三個基本單位（氨基酸）的R基是-CH₃；肽鍵的結構式是-CO-NH-，該片段有4個肽鍵，這些肽鍵形成時脫去的氧元素來自于基本單位的羧基．
故答案為：
（1）脫水縮合
（2）2      2
（3）高溫使蛋白質的空間結構被破壞
（4）雙縮脲      先加A液，再加B液      不同
（5）5-CH₃        4      羧

點評 本題結合肉毒類毒素的局部結構簡式，考查蛋白質的合成--氨基酸脫水縮合的知識，考生識記氨基酸的結構通式、明確氨基酸脫水縮合的過程、掌握氨基酸脫水縮合過程中的相關計算是解題的關鍵．