[問題] 次の文を読んで下の各問いに答えなさい。 TOP-A
ｱﾐﾉ酸はα, β, γなどに分類される。その中でα‐ｱﾐﾉ酸の一般の分子式は(ア)で表わされ, 同一炭素原子に(イ)基と(ウ)基が結合する両性電解質である。実際の水溶液中では, 水素ｲｵﾝ H+濃度に応じて(エ)ｲｵﾝ, (オ)ｲｵﾝの3つのｲｵﾝとして存在している。結晶は(オ)の特定の配列集合である。
ｸﾞﾘｼﾝ以外のα‐ｱﾐﾉ酸は分子中に(カ)炭素を含むので(キ)異性体が存在する。自然界はほとんど(ク)体のα‐ｱﾐﾉ酸である。2個以上のｱﾐﾉ酸は脱水によって(ケ)結合：-NH－CO- をしてｼﾞ, ﾄﾘ, …, ﾎﾟﾘ, ﾏｸﾛなどのﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞを生成する。
天然高分子のﾀﾝﾊﾟｸ質は, 主にｸﾞﾘｼﾝ, ｱﾗﾆﾝなどの20種類のα‐ｱﾐﾉ酸から成り立つ(コ)のﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞで(サ)次構造のﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ鎖を形成している。ﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ鎖中には(シ)基COと(ス)基NHが存在するので, それらは(セ)結合：-CO…NH- して一定の三次元の(ソ)次構造をとる。
ﾎﾟﾘﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ鎖内の(セ)結合によるらせん状のα形やﾎﾟﾘﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ鎖間の(セ)結合によるｼｰﾄ状のβ形は(ソ)次構造に相当する。さらに, らせん状のα形は, それらの間で, (セ)結合, ｱﾐﾉ酸残基による(タ)結合：-NH3+…COO‐-, および(チ)結合：-S-S-で球状や繊維状などの(ツ)次構造をとる。その他の高次構造も存在する。ﾀﾝﾊﾟｸ質の高次構造はその機能性と密接な関係にある。
例として生体(テ)作用を示す酵素があげられる。α‐ｸﾞﾙｺｼﾀﾞｰｾﾞという酵素は, α‐D‐ｸﾞﾙｺｼﾄﾞだけに作用し, (ト)異性体のβ‐D‐ｸﾞﾙｺｼﾄﾞには全く作用しないという特異性を示す。これは, 酵素の主成分であるﾀﾝﾊﾟｸ質が, 基質のα‐D‐ｸﾞﾙｺｼﾄﾞと(ト)的にﾏｯﾁしていることを意味する。同時に, 反応速度が(ナ)ｴﾈﾙｷﾞｰの小さい径路で(ニ)され, 化学変化がﾀﾝﾊﾟｸ質に結合している原子団や分子団の作用基で生じる。
問1. 上の文の(ア)～(ニ)に最も適した語句・数・式を入ると答は次のようになった。正解はどれですか。
答は
・ (ア)R‐C(NH2)COOH(イ)ｱﾐﾝ(ウ)ｶﾙﾎﾞｷｼﾙ(エ)陽(オ)陰(カ)不整(キ)構造(ク)L(ケ)ﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ
(コ)ﾎﾟﾘやﾏｸﾛ(サ)1(シ)ｶﾙﾎﾞﾆﾙ(ス)ｲﾐﾉ(セ)水素(ソ)2(タ)ｲｵﾝ(チ)ｼﾞｽﾙﾌｨﾄﾞ(ツ)3(テ)触媒(ト)構造
(ナ)不活性化(ニ)促進
・ (ア)R‐CH(NH2)COOH(イ)ｱﾐﾉ(ウ)ｶﾙﾎﾞｷｼﾙ(エ)陽と陰(オ)双生(カ)不斉(キ)光学(ク)L(ケ)ﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ
(コ)ﾎﾟﾘやﾏｸﾛ(サ)1(シ)ｶﾙﾎﾞﾆﾙ(ス)ｲﾐﾉ(セ)水素(ソ)2(タ)ｲｵﾝ(チ)ｼﾞｽﾙﾌｨﾄﾞ(ツ)3(テ)触媒(ト)立体
(ナ)活性化(ニ)促進
・(ア)R‐CH(NH2)COOH(イ)ｱﾐﾉ(ウ)ｶﾙﾎﾞｷｼﾙ(エ)陽(オ)双生(カ)不斉(キ)光学(ク)D(ケ)ﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ
(コ)ﾎﾟﾘやﾏｸﾛ(サ)1(シ)ｶﾙﾎﾞﾆﾙ(ス)ｲﾐﾉ(セ)水素(ソ)3(タ)ｲｵﾝ(チ)ｼﾞｽﾙﾌｨﾄﾞ(ツ)2(テ)触媒(ト)立体
(ナ)活性化(ニ)抑制
問2. 水溶液中のｱﾗﾆﾝの3つのｲｵﾝは, 次式のように①と②の電離平衡が成立している。この水溶液の等電点は25℃でいくらですか。ただし, ①の電離平衡定数は, 25℃で K1 = 4.54×10-3 mol/L, ②は, K2 = 1.36×10-10 mol/L, また log4.54 = 0.657, log1.36 = 0.134とする。
(image103)
答は ・5.80 ・5.90 ・6.00 ・6.10 ・6.20
問3. 3分子のｱﾗﾆﾝと2分子のｸﾞﾘｼﾝが脱水反応で1つの鎖状ﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞを形成するとしたら, 何種類の異性体が考えられますか。ただし, 光学異性体は除く。
答は ・8 ・9 ・10 ・11 ・12
問4. ﾀﾝﾊﾟｸ質において, 次図(image102)は何次の構造に属しますか。
答は
・a ： 1次構造 b ： 2次構造 c ： 3次構造 d ： 3次構造
・a ： 2次構造 b ： 3次構造 c ： 1次構造 d ： 2次構造
・a ： 3次構造 b ： 1次構造 c ： 2次構造 d ： 1次構造
問5. 酵素は加熱すると触媒作用がなくなる。その理由を説明しなさい。 答は
問6. ﾀﾝﾊﾟｸ質の水溶液が(a)～(k)のように変化した。これらはﾀﾝﾊﾟｸ質のﾁﾝﾀﾞﾙ現象, 塩析, 変性, ﾋﾞｳﾚｯﾄ反応, ｷｻﾝﾄﾌﾟﾛﾃｨﾝ反応, ﾆﾝﾋﾄﾞﾘﾝ反応, 窒素元素の検出, 硫黄元素の検出のどれと関連しますか。
(a)固体の水酸化ﾅﾄﾘｳﾑを加え加熱して出てくる気体にﾈｽﾗｰ試験紙を当てると黄土色になった。 (b)水酸化ﾅﾄﾘｳﾑ水溶液と1つの試薬を加え煮沸後, 冷却すると紫色になった。 (c)塩化ﾏｸﾞﾈｼｳﾑ水溶液を加えると凝固した。 (d)可視光を当てると光路がはっきりと見えた。 (e)ｱﾙｺｰﾙを加えると白く濁った。 (f)固体の水酸化ﾅﾄﾘｳﾑを加え加熱し酢酸鉛(II)水溶液を加えると黒色沈殿が生じた。 (g)濃硝酸を加えて加熱し冷却後水酸化ﾅﾄﾘｳﾑを加えると橙黄色になった。 (h)加熱するとｹﾞﾙ状になった。 (i)水酸化ﾅﾄﾘｳﾑ水溶液と少量の硫酸銅(II)水溶液を加えると赤紫色になった。 (j )硫酸銅(II)水溶液を加えると青白色の沈殿物が生じた。(k)酢酸を加えると白く濁った。
答は
・(a)ｷｻﾝﾄﾌﾟﾛﾃｨﾝ反応(b)ﾆﾝﾋﾄﾞﾘﾝ反応(c)変性(d)ﾁﾝﾀﾞﾙ現象(e)変性(f)ﾋﾞｳﾚｯﾄ反応
(g)窒素元素の検出(h)変性(i)硫黄元素の検出(j)塩析(k)変性
・(a)ｷｻﾝﾄﾌﾟﾛﾃｨﾝ反応(b)ﾋﾞｳﾚｯﾄ反応(c)変性(d)ﾁﾝﾀﾞﾙ現象(e)変性(f)ﾆﾝﾋﾄﾞﾘﾝ反応
(g)窒素元素の検出(h)変性(i)硫黄元素の検出(j)塩析(k)変性
・(a)窒素元素の検出(b)ﾆﾝﾋﾄﾞﾘﾝ反応(c)塩析(d)ﾁﾝﾀﾞﾙ現象(e)変性(f)硫黄元素の検出
(g)ｷｻﾝﾄﾌﾟﾛﾃｨﾝ反応(h)変性(i)ﾋﾞｳﾚｯﾄ反応(j)変性(k)変性