Question

【題目】肉毒梭狀芽孢桿菌產生的肉毒類毒素，由兩條肽鏈組成。日常食品中的臘腸、臭豆腐、豆瓣醬等，如若處理不當都有可能引起肉毒類毒素中毒。下圖是肉毒類毒素其中一條肽鏈的局部結構圖，請據此回答：

（1）肉毒梭狀芽孢桿菌屬于___________（原核生物、真核生物），它的遺傳物質是___________。

（2）肉毒類毒素的化學本質是___________，組成其單體的結構通式是_________________，連接其單體的化學鍵可以表示為___________（用化學符號表示）。

（3）肉毒類毒素由兩條肽鏈組成，那么一分子肉毒類毒素至少含有___________個氨基。如果組成肉毒類毒素的單體一共有a個，每個單體的平均分子量為b，那么肉毒類毒素的分子量為___________。

（4）若將圖中的肉毒類毒素片段完全水解，將得到的氨基酸重新組合成一條肽鏈（非環狀肽），而每種氨基酸只有一個，那么形成的肽鏈的種類最多為___________種。

Answer 1

【答案】 原核生物 DNA 蛋白質 –CO-NH- 2 a（b -18）+36 120

【解析】分析圖解：圖中多肽具有四個肽鍵(-CO-NH-)，是由五個氨基酸脫水縮合而成的。分析五個氨基酸的R基團可以發現，都不相同，因此共有5種氨基酸。由于圖中肽鏈只是含兩條肽鏈的肉毒類毒素中一條肽鏈的局部，其中5種氨基酸的R基都不含氨基和羧基，根據1條肽鏈至少含有1個氨基和1個羧基，所以肉毒梭狀芽孢桿菌產生的肉毒類毒素至少含2個氨基和2個羧基。

（1）肉毒梭狀芽孢桿菌屬于細菌，是原核生物；原核生物的遺傳物質都是DNA。

（2）肉毒類毒素由兩個亞單位組成的一種生物大分子，鏈狀結構中有肽鍵(-CO-NH-)存在，因此其化學本質為蛋白質，其基本組成單位氨基酸，氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基，并且連在同一個碳原子之上，因此其結構通式為。連接單體之間的部分叫肽鍵，即“–CO-NH-”。

（3）根據前面的分析可知，不考慮R基上可能存在的氨基或羧基，一條多肽鏈至少含有1個氨基和1個羧基，分別位于肽鏈的兩端，故一分子肉毒類毒素至少含有2個氨基和2個羧基。如果組成肉毒類毒素的單體一共有a個，則形成(a-2)個肽鍵，脫出(a-2)個水分子；若每個單體的平均分子量為b，那么肉毒類毒素的分子量為ab-18(a-2)=a(b-18)+36。

（4）結合前面的分析，圖中局部肽鏈完全水解產生5種不同氨基酸，每種1個，重新脫水縮合形成五肽化合物，最多可形成5×4×3×2×1=120種。