Question

19．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，該菌的致病性在于其產生的神經麻痹毒素，即肉毒類毒素，它由兩個亞單位（每個亞單位為一條肽鏈盤曲折疊而成）組成的一種生物大分子．可能引起肉毒梭菌中毒的食品有臘腸、火腿、魚及魚制品、罐頭食品、臭豆腐、豆瓣醬、面醬、豆豉等．下面是肉毒類毒素的局部結構簡式：

請據此回答下列問題．
（1）肉毒類毒素的化學本質是蛋白質，其基本組成單位的結構通式是．
（2）由上圖可知，該片段由5種單體組成，在形成該片段時要脫去4分子水．
（3）一分子肉毒類毒素至少含有2個氨基和2個羧基．

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）肉毒類毒素是由兩個亞單位（每個亞單位為一條肽鏈盤曲折疊而成）組成的一種生物大分子，結合其局部結構式，可推知其化學本質是蛋白質，構成蛋白質的基本單位是氨基酸，氨基酸的結構通式是．
（2）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種單體（氨基酸）組成；該片段有4個肽鍵，在形成該片段時要脫去4分子水．
（3）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．
故答案為：
（1）蛋白質   
（2）5　4　　
（3）2    2

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．