第3章 微专题一 与蛋白质的合成和水解过程相关的计算（课件）2020-2021学年高一新教材生物必修第一册【步步高】学习笔记（北师大版，渝）

微专题一　与蛋白质的合成和水解过 程相关的计算 一、蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子 数的关系 1.肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数(对于环肽来说，肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数)。 2.蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18(若有p个二硫键生成，则还应减去2p) 肽链数目 氨基酸数 肽键数目 脱去水分子数 多肽(蛋白质)的 相对分子质量 1条 n n－1 n－1 an－18×(n－1) m条 n n－m n－m an－18×(n－m) 注：设氨基酸的平均相对分子质量为a。 例1　(2019·合肥高一检测)下面为牛胰岛素结构图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的，下列说法正确的是 A.牛胰岛素为五十一肽，其中含有50个肽键 B.牛胰岛素中至少有2个—NH2和2个—COOH C.牛胰岛素水解产物含有20种不同的氨基酸 D.牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882 √ 解析　该牛胰岛素含有51个氨基酸，其中含有肽键数为51－2＝49(个)； 牛胰岛素含有两条肽链，至少含有2个—NH2和2个—COOH； 牛胰岛素水解可得到51个氨基酸，最多有20种氨基酸，但并非一定是20种； 牛胰岛素形成时，51个氨基酸脱水缩合的同时还减少了6个H，故减少的相对分子质量为49×18＋6＝888。 例2　2条肽链分别由360个氨基酸和380个氨基酸组成，若氨基酸的平均相对分子质量为a，则2条肽链之间相差的肽键数和相差的相对分子质量分别是 A.19和19a B.19和19a－19×18 C.20和20a D.20和20a－20×18 √ 解析　360个氨基酸脱水缩合形成1条肽链时，形成的肽键数是360－1＝359(个)，380个氨基酸脱水缩合形成1条肽链时，形成的肽键数是380－1＝379(个)，二者肽键数相差379－359＝20(个)；两条肽链相对分子质量相差(380a－379×18)－(360a－359×18)＝20a－20×18。 二、蛋白质中游离氨基或羧基的计算 可将肽链看作“C”与“—CO—NH—”交替连接构成的基本骨架，在“C”上连接着—R和—H，在肽链的两端分别是游离的“—NH2”和“—COOH”，如图所示： 1.至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。 2.游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。 3.环状肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。 例3　(2019·大同高一检测)现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为 A.798、2和2 B.798、12和10 C.799、1和1 D.799、11和90 √ 解析　氨基酸为800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则R基上游离的氨基数为810－800＝10(个)，R基上游离的羧基数为808－800＝8(个)。这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键数为800－2＝798(个)，所以总的氨基数目为10＋2＝12(个)，总的羧基数目为8＋2＝10(个)。 例4　某链状多肽由22个氨基酸缩合而成。在某种情况下该多肽被水解成1个四肽，2个三肽，2个六肽，则这些短肽的游离氨基总数的最小值、肽键总数及水解成这些短肽所需的水分子总数分别为 A.6、18、22 B.5、18、17 C.17、17、22 D.5、17、4 √ 解析　该多肽被水解成5条短肽，故至少有5个游离的氨基； 肽键总数＝氨基酸总数－肽链数＝22－5＝17(个)； 该多肽被水解为5个短肽时有4个肽键断裂，即需要4个水分子。 三、链状多肽中各原子数的计算 1.氧原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。 2.氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。 3.含2个氨基的氨基酸数＝氮原子数－肽键数－肽链数。 4.含2个羧基的氨基酸数＝(氧原子数－肽键数－2×肽链数)/2。 提醒　由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。 例5　(2019·江苏泰州联考)某三十九肽中共有甘氨酸(结构式如图1)4个，现用某种水解酶去除其中的甘氨酸，得到4条长短不等的多肽(如图2)，如将原来的多肽与4条多肽总的原子数或结构数进行比较时，会出现下列4种情况中的 ①肽键数目减少7个　②C原子数目减少8个　③氨基和羧基分别增加3个　④O原子数目减少1个 A.1种 B.2种 C.3种 D.4种 √ 解析