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(chǎn)生的神經(jīng)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(jié)構(gòu)簡式，請據(jù)此回答：

（1）肉毒類毒素是在細(xì)胞中由氨基酸經(jīng)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(zhì)的空間結(jié)構(gòu)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(shù)，第三個基本單位不同于其他基本單位的基團是-CH₃（填化學(xué)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(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，其結(jié)構(gòu)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(xué)鍵是肽鍵，其結(jié)構(gòu)式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽過程中的相關(guān)計算：肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)一肽鏈數(shù)，游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基或羧基數(shù)，至少含有的游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)，氮原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=各氨基酸中氮原子總數(shù)，氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子總數(shù)一脫去水分子數(shù)，蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對分子質(zhì)量一脫去水分子數(shù)×18．
3、蛋白質(zhì)或多肽中含有肽鍵，可與雙縮脲試劑作用產(chǎn)生紫色反應(yīng)．
4、分析題圖：圖示為肉毒類毒素的局部結(jié)構(gòu)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(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，是在細(xì)胞中由氨基酸經(jīng)過脫水縮合過程而成的．
（2）由以上分析可知，構(gòu)成題圖該肉毒類毒素的局部結(jié)構(gòu)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(shù)=肽鏈數(shù)=2個、至少含有的羧基數(shù)=肽鏈數(shù)=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(zhì)空間結(jié)構(gòu)破壞．
（4）肉毒類毒素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，可用雙縮脲試劑鑒定，使用時，應(yīng)先加入2ml雙縮脲試劑A液（質(zhì)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(zhì)量濃度為0.01g/mL硫酸銅溶液），振蕩后會會觀察到有紫色絡(luò)合物生成，煮沸后的肉毒類毒素其空間結(jié)構(gòu)被破壞，但肽鍵沒有被破壞，與雙縮脲試劑作用仍能出現(xiàn)紫色絡(luò)合物生成的反應(yīng)，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(jié)合氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，可知從左向右數(shù)第三個基本單位（氨基酸）的R基是-CH₃；肽鍵的結(jié)構(gòu)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(zhì)的空間結(jié)構(gòu)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(jié)合肉毒類毒素的局部結(jié)構(gòu)簡式，考查蛋白質(zhì)的合成--氨基酸脫水縮合的知識，考生識記氨基酸的結(jié)構(gòu)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(guān)計算是解題的關(guān)鍵．