【題目】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,1mg可毒死20億只小鼠。煮沸1min或75℃下加熱5~10min,就能使其完全喪失活性?赡芤鹑舛绢惗舅刂卸镜氖称酚信D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(jié)構(gòu)簡式:

請據(jù)此回答:

Ⅰ.(1)肉毒類毒素的化學(xué)本質(zhì)是_________,其基本組成單位的結(jié)構(gòu)通式是__________。

(2)高溫可使肉毒類毒素失活的主要原理是__________。

(3)由上圖可知,該片段由______種氨基酸組成,有________個肽鍵,在形成該片段時要脫去_________分子水。

(4)一分子肉毒類毒素至少含有_____個氨基和______個羧基,它們的位置分別位于___________。

Ⅱ.加熱會使蛋白質(zhì)變性失活,在變性過程中肽鍵是否因此而斷裂呢?請設(shè)計一個驗證“蛋白質(zhì)在加熱變性后肽鍵沒有斷裂”的實驗。

材料用具:0.01g·mL1CuSO4的溶液(雙縮脲試劑B液)、0.1g·mL1NaOH溶液(雙縮脲試劑A液)、蛋清液、清水、酒精燈、試管、滴管等必備用品。

(1)實驗原理:蛋白質(zhì)中的肽鍵與雙縮脲試劑發(fā)生顏色反應(yīng),呈紫色。如果加熱變性的蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應(yīng)仍呈紫色,即可證明肽鍵沒有斷裂。

(2)方法步驟:

a.取兩支試管,分別編號A、B,向兩支試管中加入__________________。b.對A試管 _________,使蛋清變性;B試管_____________。c.________________。d.觀察兩試管中的顏色變化。

(3)預(yù)期結(jié)果:___________________。

(4)實驗結(jié)論:蛋白質(zhì)在加熱變性后肽鍵沒有斷裂。

【答案】 蛋白質(zhì) 高溫使蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)破壞 5 4 4 2 2 兩條肽鏈兩端 等量的蛋清液 進行加熱 不加熱 分別向兩支試管中滴加1ml 0.1 g·mL-1的NaOH溶液,搖勻;再向兩支試管分別滴入4滴0.01 g·mL-1的CuSO4溶液,搖勻 A、B試管中均出現(xiàn)紫色反應(yīng)

【解析】試題分析:圖示為肉毒類毒素的局部結(jié)構(gòu)簡式,該部分含有5個氨基酸分子高溫、過酸或過堿均會使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)破壞而失活.蛋白質(zhì)或多肽中含有肽鍵,可以與雙縮脲試劑(由A液和B液構(gòu)成,A液是質(zhì)量濃度為0.1 g/mL氫氧化鈉溶液,B液是質(zhì)量濃度為0.01 g/mL硫酸銅溶液)作用,產(chǎn)生紫色反應(yīng)。

I(1)分析題圖可知,肉毒類毒素的局部結(jié)構(gòu)簡式是多肽,因此肉毒類毒素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì);基本組成單位是氨基酸,氨基酸的結(jié)構(gòu)通式是

(2)肉毒類毒素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),高溫可以使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)改變而失去活性.

(3)由上圖可知,該片段中5個氨基酸的R基各不相同,所以該片段由5種氨基酸組成,含有4個肽鍵;在形成該片段時要脫去的水分子數(shù)=肽鍵數(shù)=4個.

(4)由題干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可知肉毒類毒素含有2條肽鏈,所以1分子肉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,其氨基和羧基分別位于肽鏈的兩端

II探究實驗需要遵循單一變量和對照原則.

a.為了控制單一變量,兩支試管需要加入等量(或2ml)的蛋清稀釋液.

b.為了設(shè)計對照實驗,對A試管加熱,使蛋清液變性,B試管不加熱.

c.鑒定蛋白質(zhì),需要使用雙縮脲試劑,雙縮脲試劑使用時先加A液再加B液,即分別向兩支試管中滴加1ml 0.1 gmL-1NaOH溶液,搖勻,再向兩支試管分別滴入40.01 gmL-1CuSO4溶液,搖勻.

d.觀察兩試管的顏色變化.

(3)蛋白質(zhì)加熱后會變性,若A、B試管中均出現(xiàn)紫色反應(yīng),證明蛋白質(zhì)在加熱變性以后肽腱沒有斷裂.

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(4)為了檢驗步驟④所表達(dá)的S蛋白是否與病毒S蛋白有相同的免疫反應(yīng)特性,可用____________________進行抗原一抗體特異性反應(yīng)實驗,從而得出結(jié)論。

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