2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者(拓展计算专题课)-【探究设计】2024-2025 学年高一生物同步优质课件（人教版2019必修1）

第4课时(拓展课) 蛋白质的相关计算 国家中小学课程资源 1 缩合类(氨基酸→多肽) 1.肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链数 2.游离氨(或羧)基数=肽链数+R基中氨(或羧)基数 3.多 肽质量=氨基酸质量-脱水质量 蛋白质质量=氨基酸质量-脱水质量-脱氢质量 4.肽链中N个数=氨基酸个数+R基上N个数 肽链中O个数=氨基酸个数+肽链条数+R基上O个数 4.1根据主链上N或O个数推算肽链中氨基酸个数(或肽名)。 氨基酸个数=主链上N个数=肽链中N总数-R基上N个数 氨基酸个数=主链上O个数-肽链数 =肽链中N总数-肽链数-R基上N个数 4.2根据侧链中N或O个数推算肽链中特殊氨基酸个数。 R基含N(O/S/Se)的氨基酸个数=肽链中R基上相应原子数 ÷单个特殊氨基酸中相应原子数 5.肽链中氨基酸序列：X种Y个氨基酸的序列数=XY种 水解类(多肽→氨基酸) 6.完全水解推算氨基酸个数和种数：断肽键→圈R基 7.局部水解去掉某种氨基酸所需水个数、断裂肽键数，以及产物所含氨(羧)基、C、H、O、N个数较原多肽的变化量 【拓展】蛋白质的相关计算。 高中生物学 【四关注】 链首 链尾 肽键旁 R基 公式1：脱水数 =肽键数 = 肽链 肽链 氨基酸数-肽链数 肽环 ？ P链+q环 全为肽环 次级公式：氨基酸个数 = = 肽键数 + 肽链数 脱水数 + 肽链数 公式2：游离氨（羧）基数目 = 默画：一条n肽链。 肽链数+R基中氨（羧）基数 次级公式：1条肽链至少含有___个氨基和___个羧基 肽环上的游离氨（羧）基数只位于____上 R基 1 1 【拓展】蛋白质的相关计算。 （遇肽环视为0条肽链） 【温馨提示】若题中未指明，则多肽视为肽链，不考虑肽环。 高中生物学 公式1：脱水数 =肽键数 = 氨基酸数-肽链数 公式2：游离氨（羧）基数目 = 肽链数+R基中氨(羧)基数 【拓展】蛋白质的相关计算。 (遇肽环视 为0条肽链) n个氨基酸脱水缩合 肽键数 脱水数 -NH2 至少数 -COOH 至少数 N原子 至少数 氧原子 至少数 m条肽链 n n+m n-m m n个氨基酸合成m条多肽链 n个氨基酸合成m条多肽环 【温馨提示】若题中未指明，则多肽视为肽链，不考虑肽环。 n个氨基酸脱水缩合 肽键数 脱水数 -NH2 至少数 -COOH 至少数 N原子 至少数 氧原子 至少数 m条肽环 n n n 0 1 1 1 1 1 1 高中生物学 【典例示范】 例1 由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含n条多肽，其中z条是环状多肽，其余是直链肽，这个蛋白质分子完全水解共需水分子个数为 A. m-n+z B. m-n-z C. m-z+n D. m+z+n 例2 现有100个氨基酸，由它们合成的4条肽链中，肽键、氨基、羧基的数目分别是 、 、 。 96 ≥4 ≥4 例3 现有100个氨基酸，共有氨基110个，羧基115个，由它们合成的4条肽链中，肽键、氨基、羧基的数目分别是 、 、 。 96 4+10 4+15 【分析】 100个 110个-NH2 、115个-COOH 个-NH2 个-COOH 脱水缩合 4条肽链 10 15 高中生物学 【典例示范】 例4 下列5种物质中，有的是构成人体的氨基酸，有的不是。若将其中的氨基酸缩合成化合物，则含有的氨基、羧基和肽键的数目依次是 Ａ. 2、2、2 Ｂ. 3、2、3 Ｃ. 3、4、2 Ｄ. 4、3、3 × × 高中生物学 盘曲折叠 形成空间结构 脱水缩合 脱水缩合 脱水缩合 形成链(环)状 (肽键) (肽键) (肽键) (氢键和二硫键等) 公式3：多肽分子量 = 氨基酸个数×其平均分子量 – 蛋白质分子量 = 氨基酸个数×其平均分子量 – 多肽或蛋白质形成过程中的分子量减少量 = 脱水数×18 (脱水数×18+二硫键数×2) H2O C H H2N C R1 O OH COOH H C R2 N H H -SH + HS- -S-S- 2H 脱水数×18 (+二硫键数×2) 【拓展】蛋白质的相关计算。 H H H H H H 共脱6H (3个二硫键×2) 高中生物学 公式3：多 肽的相对分子质量 = __________________________________ 蛋白质的相对分子质量 = __________________________________ 形成中损失的相对质量 = __________________________________ n个氨基酸 m条肽链 1个蛋白质 脱水缩合 形成(n-m)个肽键 脱(n-m)个水 盘曲折叠 形成k个二硫键 脱2k个氢 (n-m)×18 (＋2k) nᾱ－[(n-m)×18＋2k] 【温馨提示】若题中未提及二硫键，则不考虑脱氢造成的损失。 nᾱ－ (n-m)×18 例1 组成人体的20种氨基酸的平均分子量是128，血红蛋白由4条多肽链组成，共含有574个氨基酸，则血红蛋白的分子质量约为 A.73472 B.12800 C.63212 D.63140 【分析】574×128－（574－4）×18 = ？ 【拓展】蛋白质的相关计算。 高中生物学 例2 抗体(免疫球蛋白IgG)的结构示意图如下图，其中-S-S-为二硫键。若该IgG由m个氨基酸构成，则该IgG的肽键数和脱去部分的相对质量为 A、m个；18（m-4）+6 B、m+1个；18（m-4） C、m-2个；18m+6 D、m-4个；18（m-4）+6 【典例示范】 变式练1：某蛋白质由m个氨基酸缩合形成，如下图，则形成该蛋白质时损失的分子量是 A. 18(m-2)+4 B. 18(m-2) C. 18(m-3)+4 D. 18(m-3) 高中生物学 变式练2：已知21种氨基酸的平均相对分子质量是128，现有一蛋白质分子由3条肽链组成，在肽链形成空间结构时，产生了4个二硫键(-SH＋-SH→-S-S-＋2H)，共有肽键97个，此蛋白质分子的相对分子质量最接近 A. 11046　 B. 11060 C.12800 D.12280 变式练3：如果组成蛋白质的21种氨基酸的平均相对分子质量为128，测得某种含有3条肽链的蛋白质分子的相对分子质量为11384，该蛋白质分子所含的肽键数是 A．110 B．103 C．100 D．97 变式练4：假设某一蛋白质分子的相对分子量为11054，20种氨基酸的平均相对分子量为128，在形成该蛋白质分子时脱去水的相对分子量为1746，则组成该蛋白质分子的肽链数是 A. 4条 B. 3条 C. 2条 D. 1条 【变式练习】 高中生物学 公式4 N数 O数 C数 H数 缩合 m条链 n个 n-m个H2O 肽键数＋肽链数＋R基N 氨基酸N数 氨基酸数 + R基N 默画：一条n肽链。 肽键数＋2肽链数＋R基O 氨基酸O数 - 脱H2O数 氨基酸数 + 肽链数+R基N 2肽键数＋2肽链数＋R基C 氨基酸C数 2氨基酸数+ R基C 肽键数＋5肽链数＋R基N 氨基酸H数 -2脱H2O数-脱H数 2氨基酸数+2肽链数+ R基H 【断肽键法】 【观位置法】 【观反应法】 N个数=氨基酸数+R基上N O个数=氨基酸数+肽链数+R基上O 特殊氨基酸数 【拓展】蛋白质的相关计算。 高中生物学 变式练：已知胰岛素由2条肽链，51个氨基酸组成。该蛋白质至少含有_____个氮原子，至少含有_____个氧原子。 53 51 【典例示范】 例 某蛋白质分子中有m个氨基酸，其中有n条肽链，则此蛋白质中至少含有的氧原子个数是 A. 2m B. m-n C. m D. m+n 高中生物学 12 缩合 m条链 n个 n-m个H2O 默画：一条n肽链。 公式4：N总数 = 氨基酸个数 + R基上N个数 O总数 = 氨基酸个数 + 肽链数 + R基上O个数 次级公式(1)：氨基酸个数= ________________________________________ 氨基酸个数=________________________________________ N总数 - R基上N O总数-R基上O-肽链数 = 主链上N个数 =主链上O个数-肽链数 次级公式(2)：R基含N的氨基酸个数 = ______________________ R基含O的氨基酸个数 = ______________________ R基含 S或Se的氨基酸个数 = __________________ N总数 - 主链上N个数 O总数 - 主链上O个数 S或Se总数 【解题思路】推算肽名（氨基酸个数）和特殊氨基酸个数。 （1）推算肽名(氨基酸个数)：根据 上的N或O个数， （2）推算特殊氨基酸个数：根据 上的N或O或S或Se个数。 主链 侧链 【断肽键法】 氨基酸个数 = 肽键数 + 肽链数 【拓展】蛋白质的相关计算。 高中生物学 【典例示范】 例1 有关下图中蛋白质的叙述，错误的是 (　　) A. R基中共含15个氨基 B. 共有124个肽键 C. 含有两条肽链 D. 至少含有126个氮原子 高中生物学 【典例示范】 例2 分析多肽E和多肽F得到以下结果(单位：个)。多肽E和多肽F中氨基酸的数目最可能是 A．199和181 B．340和281 C．59和54 D．51和49 元素或基团 C H O N 氨基 羧基 多肽E 201 348 62 53 3 2 多肽F 182 294 55 54 6 l 【分析】推算肽链中的氨基酸个数，应从主链上的N或O来求 ≤53-2 ≤62-2 ≤54-5 ≤55 侧链信息 高中生物学 【变式练习】 变式练1：某多肽的化学式C55H70O22N10推算，它在完全水解后得到氨基酸最多有 个 A. 11 B. 10 C.9 D.8 变式练2：通常情况下，分子式C63H103065N17S2的多肽化合物中最多含有肽键 A. 63个 B. 62个 C. 17个 D. 16个 高中生物学 例3 一条多肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下列三种氨基酸。请问该多肽链的化学名称是______，水解后可产生___个谷氨酸。 六肽 3 【提示】氨基酸个数可根据______原子在主链和侧链上的数量分布情况来计算 即：每个残基上都有1氮和1氧→主链的1个氮就代表1个残 基，1个氧也可代表1个残基(除链尾最后一个氧外) 无N 无N 无N 侧链上O个数=13-主链上O (13-6-1)/2 【典例示范】 【断肽键法】直观氨基酸残基的个数 N或O 即：主链上的N个数 氨基酸个数=肽名称 主链上的O个数_____氨基酸个数=肽名称 = -1= 即： 上的N个数 = R基上含1N的氨基酸个数 上的O个数 = R基上含1氧的氨基酸个数 侧链 侧链 无O 无O 有O 已知总数 要知主链 必知侧链 【分析R基】 N全在主链上 O不全在主链上 高中生物学 【变式练习】 变式练1：有一条多肽链分子式为CxHyOpNqS ，将它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸。分析推算可知，水解得到的氨基酸个数为 A．q+1 B．p-1 C．q-2 D．p+1 【分析】要知氨基酸个数，必知主链上的N或O个数，故需研究R基。 高中生物学 【变式练习】 【分析】要知肽名，必知主链上的N或O个数，故需研究R基。 变式练2：一条多肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下列三种氨基酸。那么，该多肽链名称和谷氨酸个数依次是 A.六肽，1个 B.五肽，1个 C.六肽，3个 D.五肽，3个 （1）三种R基上都不含N，说明N只在主链上，那么该多肽为____肽。 （2）据该多肽为六肽，则主链上O有___个。考虑到该多肽分子式中有O有13个，则R基上O有___个，都来自谷氨酸，故谷氨酸有___个。 6 7 6 R基特点 _________ 含O不含N 3 高中生物学 【变式练习】 变式练3：某十一肽的分子式为C61H83O20N12，已知它由下列5种氨基酸组成：甘氨酸（C2H5NO2）、丙氨酸（C3H7NO2）、苯丙氨酸（C9H11NO2）、谷氨酸（C5H9NO4）、赖氨酸（C6H9O2N2），那么该多肽彻底水解可产生谷氨酸和赖氨酸的分子数分别为 A. 4个、2个 B. 5个、1个 C. 6个、2个 D. 4个、1个 高中生物学 【变式练习】 变式练4：有一条多肽链由12个氨基酸组成，分子式为CxHyOwNzS(z>12， w>13)，这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸：半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、赖氨酸(C6H14O2N2)、苯丙氨酸(C9H11O2N)。水解产物中天冬氨酸的数目和赖氨酸的数目是 　A. (y＋12)个、（Z-12）个 B. (z＋12)个、（Z-13）个 C. (w－13)个、（y+12）个 D. (w－13)/2个、（Z-12）个 高中生物学 公式5：用21种十个氨基酸→脱水缩合→能合成 种十肽链。 2110 十肽链 ______种 21种 21种 21种 21种 21种 21种 21种 21种 21种 21种 2110 若十个不同氨基酸呢？ 21种 20种 19种 18种 17种 16种 15种 14种 13种 12种 × × × × × × × × × x y xy y y xy 【拓展】蛋白质的相关计算。 多肽链中氨基酸的排列顺序 高中生物学 【典例示范】 例 三个不同的氨基酸可以合成的三肽种类，以及三种不同的氨基酸可以合成的三肽种类最多分别有  A．3，3     B．6，9      C．6，27  D．27，6 【分析】 3 × × 2 1 = 6 A B C C B B A C C A C A B B A 3 × × 3 3 = 27 A A B C A B B C A C B C A 9 B C × 3 = 6 高中生物学 【变式练习】 变式练：三个不同的氨基酸可以合成的二肽种类，以及三种不同的氨基酸可以合成的二肽种类最多分别有  A．3，3     B．6，9      C．6，27  D．27，6 【分析】 3 × 2 = 6 A B C B A C C A B 3 × 3 = 9 A B C A B B C A C B C A 9 6 高中生物学 例 判断下图的多肽名、氨基酸个数和种数。 三肽 3个 2种 变式练1：判断教P32脑啡肽图的多肽名、氨基酸个数和种数。 五肽链 5个 4种 【提示】分析肽链图步骤：断肽键→圈R基 公式6：完全水解→推算肽名(氨基酸个数)及氨基酸种类：断肽键→圈R基。 【拓展】蛋白质的相关计算。 高中生物学 【变式练习】 变式练2：下图中的肽环是由 种氨基酸形成，形成过程中脱去 个水分子。 5 7 高中生物学 例 (综合题)如图为由50个氨基酸形成的多肽示意图，其中含有4个丙氨酸(R基为—CH3)。现脱掉其中的丙氨酸，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)，请回答下列问题： (1)水解得到的几种有机物比原五十肽增加了____个氧原子。 (2)新生成的4条多肽链至少含有____个游离的羧基，若将这4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去____分子H2O。 (3)若将得到的5个氨基酸缩合成五肽，则有____种不同的氨基酸序列。 8 4 3 5 H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O 公式7：局部水解去掉某种氨基酸→推算所需水个数、断裂肽键数，以及产物所含氨(羧)基、C、H、O、N个数较原多肽的变化量。 【拓展】蛋白质的相关计算。 高中生物学 【变式练习】 变式练：有某三十九肽中共有丙氨酸4个（R基是-CH3），现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽（如图）。那么这4条多肽与原多肽相比，分析错误的是 A. 肽键数目减少8个 B. C原子减少12个 C. 氨基和羧基分别增加3个 D. O原子数目减少1个 高中生物学 【典例示范】 例3 某多肽有20个氨基酸，其中含天门冬氨酸4个，分别位于第5、6、15、20位（见图）；肽酶X专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键，下列相关叙述不正确的是 A. 该20肽含有19个肽键 B. 该20肽游离的氨基和羧基各为1个和5个 C. 肽酶X完全作用后产生的多肽共含有氨基酸19个 D. 肽酶Y完全作用后产生的多肽中氧原子数目比20肽少了4个 高中生物学 高中生物学 $$