微专题1 蛋白质合成和水解中的相关计算-【优化探究】2025-2026学年新教材高中生物必修1同步导学案配套PPT课件（人教版，多选）

组成细胞的分子 第2章　 微专题一　蛋白质合成和水解中的相关计算 一、蛋白质的相对分子质量、氨基(羧基)数、肽键数和脱水数的计算 1．链状肽可以用如下的模式图表示 归纳提炼 (1)肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。 (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)。 (3)肽链中游离氨基或羧基的计算 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基中含有的氨基数或羧基数。 (4)设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条链状多肽或m条链状多肽。 肽链数目 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水分子数 氨基 数目 羧基 数目 多肽(蛋白质)的相对分子质量 1条 n n－1 n－1 至少1个 至少1个 na－18(n－1) m条 n n－m n－m 至少m个 至少m个 na－18(n－m) 注意：若肽链间含有二硫键(—S—S—)，则蛋白质的相对分子质量＝na－18(n－m)－2k(k为二硫键的个数，n为氨基酸数，m为肽链数，a为氨基酸的平均相对分子质量)。 2．环状肽肽键数的计算方法   环状多肽主链中无氨基和羧基，环状肽中氨基或羧基数目取决于构成环状肽的氨基酸R基中的氨基和羧基的数目，如图所示。(Aa表示氨基酸) 由图示可知：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数。 1．如图为某多肽的结构简图，对该多肽的叙述，错误的是(　　)   A．脱水缩合过程中减少的水的相对分子质量为54 B．有4种不同的侧链基团 C.氨基酸种类数和氨基酸数不相等 D．含有3个肽键，为四肽 对点突破 B 分析题图可知，该多肽含有3个肽键，由4个氨基酸脱水缩合而成，为四肽，D正确；形成该多肽的过程中，氨基酸脱水缩合使相对分子质量减少了18×3＝54，A正确；该多肽的4个氨基酸的侧链基团(R基)依次是—CH2—CH2—COOH、—CH3、—CH2SH、—CH3，共3种，即氨基酸种类数与氨基酸数不相等，B错误，C正确。 2．绿色荧光蛋白是从发光水母中分离出来的一种结构蛋白，其相关数据如表所示。若R基上的羧基和氨基不会脱水形成肽键，则下列有关叙述正确的是(　　) D A.R基上的氨基有17个 B.该蛋白质水解时，水分子中的氧参与形成氨基 C.该蛋白质只含1条肽链 D.合成一分子该蛋白质时脱去水的分子量为2 232 氨基酸数目 126 R基上的羧基数 15 游离羧基的总数 17 游离氨基的总数 17 根据游离羧基的总数和R基上的羧基数可知，该蛋白质是由2条肽链组成的；游离氨基的总数为17个，则R基上的氨基有15个；蛋白质水解时，水分子中的氧参与形成羧基；合成一分子该蛋白质时，脱去水的分子数为126－2＝124(个)，则脱去水的分子量为18×124＝2 232。 3．如图为牛胰岛素结构图，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.牛胰岛素含有50个肽键 B.牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个—COOH C.牛胰岛素水解产物含有21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 B 由题图可知，牛胰岛素是由2条肽链组 成的，含有的肽键数＝氨基酸的个数 －肽链数＝51－2＝49，A错误；胰岛 素含有2条肽链，每条肽链中至少含有 1个—NH2和1个—COOH，因此牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个—COOH，B正确；构成蛋白质的氨基酸有21种，但每种蛋白质不一定都由21种氨基酸形成，因此牛胰岛素水解产物最多含有21种不同的氨基酸，C错误；氨基酸脱水缩合形成胰岛素的过程中脱去的水分子数目＝形成的肽键数＝49个，此过程中还形成3个二硫键(二硫键由两个—SH脱掉两个氢连接而成)，即脱去6个H，所以牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为49×18＋6＝888，D错误。 4．二硫键“—S—S—”是蛋白质中连接两条肽链之间的一种化学键。如图是由280个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，对其叙述正确的是(　　)   A.该蛋白质至少有2个游离的羧基 B.形成该蛋白质的过程中脱去了277个水分子 C.该蛋白质至少有280个氨基 D.该蛋白质的功能由氨基酸的数目、种类、排列顺序三方面决定 A 该蛋白质由3条多肽组成，其中有2条是 链状肽，每条链状肽至少含有1个游离的 羧基和1个游离的氨基，因此该蛋白质分 子至少含有2个游离的羧基和2个游离的氨基，A正确，C错误；该蛋白质合成时脱去水分子数目＝280－2＝278，B错误；该蛋白质的功能由氨基酸的数目、种类、排列顺序和肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构决定，D错误。 二、蛋白质中原子数目的计算 1．基本原理——原子守恒法 氨基酸的分子式可用“C2H4O2N—R”来表示，氨基酸脱水缩合形成多肽的过程中，要脱去水分子，氢原子、氧原子的数目会减少，碳原子、氮原子的数目不会减少。 归纳提炼 2．常用公式 (1)碳原子数＝氨基酸分子数×2＋R基上的碳原子数。 (2)氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2－二硫键数×2。 (3)氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。 (4)氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数＝氨基酸数＋R基上的氮原子数。 注意：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，推算氨基酸的分子式或氨基酸个数最简便。 5．某蛋白质由A条肽链、B个氨基酸组成，该蛋白质至少有氧原子的个数是(　　) A.B－A　　　　　　　　 B．B－2A C.B＋A 　 D．B＋2A 对点突破 C 某蛋白质有A条肽链，则至少有A个羧基，有2A个氧原子；某蛋白质由A条肽链、B个氨基酸组成，则形成B－A个肽键，即肽链中共有B－A个氧原子；该蛋白质至少有氧原子的个数是2A＋B－A＝A＋B。 6．(多选)某五十肽中有丙氨酸(R基为—CH3)4个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示)，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)。下列有关叙述错误的是(　　)   A.新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基 B.该五十肽水解得到的几种有机物比原五十肽增加了4个氧原子 C.若将得到的5个氨基酸缩合成五肽，则有5种不同的氨基酸序列 D.若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去4个H2O BD 若不考虑R基中的羧基，则4条多肽链至少含有4个羧基，A正确；五十肽水解得到1个丙氨酸需打开2个肽键，每个肽键需1个水分子，得到的有机物比原五十肽增加了2个氧原子，由题意可知脱出4个丙氨酸，比原五十肽应该增加了8个氧原子，B错误；得到的5个氨基酸中有4个是丙氨酸，则将得到的5个氨基酸缩合成五肽，应有5种不同的氨基酸序列，C正确；将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，将脱去3个H2O，D错误。 7．一条肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下列3种氨基酸： 据此判断，下列有关叙述错误的是(　　) A．1个该肽链分子水解后可以产生3个谷氨酸 B．合成1个该肽链分子的同时将产生5个水分子 C．1个该肽链分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基 D．1个该肽链分子是由6个氨基酸脱水缩合而成的 C 若不考虑R基中的羧基，则4条多肽链至少含有4个羧基，A正确；五十肽水解得到1个丙氨酸需打开2个肽键，每个肽键需1个水分子，得到的有机物比原五十肽增加了2个氧原子，由题意可知脱出4个丙氨酸，比原五十肽应该增加了8个氧原子，B错误；得到的5个氨基酸中有4个是丙氨酸，则将得到的5个氨基酸缩合成五肽，应有5种不同的氨基酸序列，C正确；将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，将脱去3个H2O，D错误。 8．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，据分析推算可知，该多肽的肽键个数为(　　)   A．q－2 B．p－2 C．q＋2 D．p＋2 B 根据所给的氨基酸分子式可知，每个氨基酸只有2个氧原子，因此根据氧原子个数可求出组成该多肽的氨基酸总数。假设氨基酸个数为M，则根据氧原子守恒可知M×2－(M－1)＝p，求出M＝p－1，肽键数等于氨基酸个数－肽链数，故该多肽的肽键个数为p－2。 三、利用“排列组合”解答多肽种类的计算题 1．假若有n种氨基酸(数量不限)形成一个三肽，那么形成三肽的种类有n3种。 2．假若n种氨基酸(数量不限)形成一个m肽，则形成的多肽种类有nm种。 3．假若有n种氨基酸形成一个三肽，且每种氨基酸只有一个，则形成三肽的种类有n(n－1)(n－2)种。 归纳提炼 9．如果有足量的3种氨基酸，分别为甲、乙、丙，则它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类最多是(　　) A.9种　9种 B．6种　3种 C．27种　6种 D．3种　3种 对点突破 C 由题意可知，足量的甲、乙、丙3种氨基酸，它们能形成的三肽的种类由氨基酸的种类、排列顺序决定，即3×3×3＝33＝27(种)；由甲、乙、丙3种氨基酸形成的含有3种氨基酸的三肽的种类只由氨基酸的排列顺序决定，即3×2×1＝6(种)。 $$