2.4 蛋白质的相关计算（课时2）-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修一

2.4 课时2 蛋白质的相关计算 36004 1.学会推导与蛋白质合成与水解有关的相关公式； 2.能灵活运用公式进行相关计算。 36004 :由两个氨基酸缩合而成的化合物。 :由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物， 通常呈 结构 :蛋白质的基本组成单位。 蛋白质：具有一定的 。 二肽 链状 氨基酸 多肽 脱水缩合 脱水缩合 盘曲、折叠 空间结构 水解 水解 36004 【脱水缩合】 一个氨基酸分子上的 和另一个氨基酸分子上的 相 连接，同时脱去 ，这种结合方式叫做脱水缩合。 注意：脱去的水分子必须是由一个氨基酸的 提供-OH， 由另一个氨基酸的 提供-H。 羧基(-COOH) 氨基(-NH2) 一分子的水 羧基(-COOH) 氨基(-NH2) ①脱去的水分子与肽键数有什么关系？跟氨基酸数有什么关系？ ②已知氨基酸数及其平均相对分子质量，如何计算蛋白质的相对分子质量？ ③肽链中游离的氨基或羧基如何计算？ 思考 36004 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: 01 【找规律】 2个氨基酸脱水缩合形成 ：脱去 分子的水，形成 个肽键； 3个氨基酸脱水缩合形成 ：脱去 分子的水，形成 个肽键； H2O H2O — — 二肽 1 1 三肽 2 2 小结1：肽键数＝ ＝ 。 失去水分子数 氨基酸数－肽链数 36004 【规律】每形成一个肽键，脱去 ，相对分子质量减去 。 【扩展】每形成一个二硫键，脱去 ，相对分子质量减去 。 小结2：蛋白质的相对分子质量(一般题目会给出氨基酸的平均相对分子质量)＝ 1个H2O 氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18 18 2个H 2 (若有二硫键生成，则还应减去2×二硫键数目) 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: 01 36004 【找规律】 ✮一条肽链至少有 个氨基（—NH2）， 个羧基（—COOH）； 1 1 R基 小结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＝ 。 ②游离氨基或羧基数＝ 。 肽链数 肽链数＋R基中含有的氨基数或羧基数 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: 01 ✮n条肽链至少应有 个-NH2， 个—COOH，氨基酸的 上 也可能存在氨基或羧基。 n n CH R1 CO CH COOH R2 NH H2N CO CH R3 NH 、、、 CH Rn 36004 【归纳总结】 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 m条 n n－1 n－1 至少 1个 至少 1个 na－18(n－1) n－m n－m 至少 m个 至少 m个 na－18(n－m) 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。 注：若肽链间含有二硫键，则蛋白质的相对分子质量＝ 。 (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)。 na－18(n－m)-2k 36004 【例1】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 =氨基酸数－肽链数 =（21+30）-2=49，×； =肽链数，√； 最多，×； 脱去水分子数×18+二硫键数×2= 49×18+3×2=888，×； 36004 【拓展延伸】环状多肽 氨基酸 肽键 肽键数= 氨基酸数=脱水数 【思考】上图环状肽由 个氨基酸脱水缩合而成，脱去 分子的水， 形成 个肽键；至少有 个氨基（—NH2）， 个羧基（—COOH）； 6 6 6 0 0 36004 【归纳总结】 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 m条 n n n 最少0 最少0 na－18n n n 最少0 最少0 na－18n 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条环状肽或m条环状肽。 注：(1)环状肽的主链中 氨基和羧基(填“有”或“无”)， 环状肽中氨基或羧基数目取决于构成环状肽的氨基酸 中的氨基和羧基数目。 (2)若出现环状多肽，可将肽链条数看作 ，再进行计算。 无 R基 0 36004 【例2】如图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个“—SH”(巯基)构成的二硫键，其作用是连接两相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为(　　) A．(m－3)，18(m－3)＋4 B．(m－4)，18(m－4) C．(m－2)，18(m－2)＋4 D．m,18m 突破点：由题图可知， 该蛋白质中含有 条链状肽和 条环状肽，且含有 个二硫键。 2 1 2 ✮套用公式时，若出现环状肽， 可将其肽链数看为0。 失去水分子数 =氨基酸数－肽链数 = m－2 减少相对分子质量 =18(m－2)+4 =水分子水×18+二硫键×2 C 36004 ✮一个氨基酸中： C2H4O2N-R ① C原子数＝R基中的C原子数＋2 ② H原子数＝R基中的H原子数＋4 ③ O原子数＝R基中的O原子数＋2 ④ N原子数＝R基中的N原子数＋1 氨基酸脱水缩合形成多肽过程中，脱去水，H、O原子数目减少，C、N原子数目不减少 蛋白质中各原子数的计算： 02 C H R C O OH H2N 36004 蛋白质中各原子数的计算： 02 计算依据：碳原子数、氮原子数在肽链形成前后 。 计算公式：①碳原子数＝ 。 ②氮原子数＝ 。 ＝ 。 均不变 R基中C原子数＋ 各氨基酸的N原子总数 R基中N原子数＋ 氨基酸数×2(主链上) 氨基酸数(主链上) 36004 蛋白质中各原子数的计算 02 计算依据：每脱去一分子水，减少 个氢， 个氧。 计算公式：③氢原子数 ＝ 。 ④氧原子数＝ 。 ＝ 。 2 1 各氨基酸中H原子的总数- 各氨基酸中O原子的总数— R基中O原子数＋ 脱去水分子数×2 脱去水分子数 氨基酸个数＋肽链数(主链上) 【特别提醒】一般以氮原子数或氧原子数的计算为突破口 36004 【例3】某多肽化合物M可被水解成1个五肽、2个三肽、3个四肽、4个二肽，下列有关分析错误的是(　　) A．这些短肽中至少共含有10个氨基 B．这些短肽中共含有21个肽键 C．这些短肽中至少共含有62个氧原子 D．多肽化合物M中共含有31个氨基酸 =肽链数 =1+2+3+4 =10，√； 氨基酸数=5+2×3+3×4+4×2=31 =0+31+10=41，×； =氨基酸数－肽链数 =31-10=21，√； 氨基酸=5+2×3+3×4+4×2=31，√； =R基中氧原子数＋氨基酸数＋肽链数 C 36004 【例4】某多肽长链分子式为C42H65N11O9，它彻底水解后只得到如图3种氨基酸，则此多肽中含有赖氨酸的个数为(　　) A．2个 B．3个 C．5个 D．8个 突破点：氨基酸之间，不同的是R基。 赖氨酸特有N， 均没有O。 O（9个）只存在于主链上，可得：氨基酸有 个； 8 氨基酸数+肽链数； N（11个）主链上有8个，可得：R基上有 个； 3 即：有3个赖氨酸； B 36004 1、3种氨基酸，每种足量，可形成 种三肽 2、 n 种氨基酸,每种足量，可形成 种m肽？ 3、3种氨基酸，每种只有一个，可形成 种三肽 4、n种氨基酸,每种只有一个，可形成 种n 肽 33 nm 3×2×1 n×(n－1)×(n－2)×....×1 3 3 3 、、、 n n n n 3 2 1 、、、 n n-1 n-2 1 氨基酸 肽键 3×3×3 n×n×n×、、、×n 氨基酸的排列与多肽的种类相关计算： 03 36004 【例5】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 3 3 3 33=27种 3×2×1=6种 C 3 2 1 36004 1.肽键数=脱去水分子个数=氨基酸数－肽链数 2.蛋白质相对分子质量＝所有氨基酸总质量－脱水总质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量−脱水数×18 注意：肽链上有二硫键（—S—S—）形成时，二硫键形成部位要脱去两个H 3.蛋白质中氨基数 ＝ 肽链条数+R基上的氨基数= 各氨基酸中氨基的总数 - 肽键数 4.蛋白质中羧基数 ＝ 肽链条数+R基上的羧基数 = 各氨基酸中羧基的总数 - 肽键数 5.蛋白质中N原子数 ＝ 各氨基酸中N原子的总数 ＝ 氨基酸数+R基上的N原子总数 6.蛋白质中O原子数 ＝ 各氨基酸中O原子的总数 － 脱水分子数＝ 氨基酸数+肽链数+R基上的O原子总数 36004 【例6】如图表示某蛋白质(无环状肽)中氨基酸和相关基团的数目。 下列有关叙述错误的是(　　) A．共有2条肽链 B．共有124个肽键 C．R基中共含有15个氨基 D．若氨基酸的平均分子质量为a,则此蛋白质的相对分子质量为126a-2250 突破点 17-15=2，√； =126-2=124，√ =氨基酸数－肽链数 =126a-18×(126-2)=126a-2232 ×； 2个位于主链末端，17-2=15，√； D 36004 $$