第2章 素养提升1 与蛋白质的合成和水解过程相关计算-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞（人教版2019）

生物学必修1课堂学案 素养提升一与蛋白质的合成和水解过程相关计算 答案精解Pw 一、蛋白质的相对分子质量、氨基（羧基）数、肽键 由个氨基酸构成的环状肽，产生的肽键数= 数和脱水数的计算 脱去水分子数=，所含的游离氨基（羧基）只 1.链状肽可以用如下的模式图表示： 存在于R基中。 (2)环状肽的相关数量关系： H.-NH CO NH 氨基酸 形成 羧基 平均相 氨基 肽键 脱水 氨基最 (1)肽键数=失去水分子数=氨基酸数一肽 环肽 最少 对分子 酸数 数目 数 少数目 链数。 数 数目 质量 (2)蛋白质的相对分子质量=氨基酸数×氨基 一条 酸的平均相对分子质量一脱去水分子数×18 0 环肽 (若有p个二硫键生成，则还应减去2p)。 m条 环肽 H do00000 注意：①环状肽的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 (3)肽链中游离氨基或羧基的计算 基酸R基中的氨基和羧基数目。 ①至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数。 ②若出现环状多肽，可将肽链条数看作0，再进 ②游离氨基或羧基数=肽链数十R基中含有 行计算。 的氨基数或羧基数。 【例1】结合教材“某种胰岛素的二硫键示意图”， 假设氨基酸的平均相对分子质量为a,由n个 回答有关问题。 氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链： II.X HN 形成 形成 脱去水 氨基 羧基 多肽相对 A链 B链 肽链数肽键数分子数 数目 数目 分子质量 至少 至少 -1 -1 -COOII 1个 1个 18(n-1) 至少 至少 一 1一 -COOH m个 m个 18(n一m) 某种胰岛素的二硫键示意图 (1)该胰岛素是由 条肽链构成的，含 2.环状肽可以用如下的模式图表示： 有 个二硫键。 (2)二硫键的形成过程可表示为一SH十 SH→2S十2H,在该胰岛素形成二硫键过 程中，共脱去了 个H。 (1)环肽是由链状肽首、尾端的氨基酸间通过 【例2】如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白 肽键相连构成的，如图所示，aa表示氨基酸。 质分子，下列叙述正确的是 () ·30· 第2章组成细胞的分子 91 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 N-co28 90 D.1个该肽链分子是由6个氨基酸脱水缩合 A.该分子中含有198个肽键结构 而成的 B.这200个氨基酸中至少有200个氨基 三，利用“排列组合”解答多肽种类的计算题 C,合成该蛋白质时相对分子质量减少了 若有A、B、C,3种氨基酸，则由这3种氨基酸组 3582 成的（链状）肽的情况： D.该蛋白质中至少含有3个游离的氨基 (1)每种氨基酸数日不限的情况下，形成（链状） 二、蛋白质中各原子数的计算 肽的种类 1.观察如图所示的三肽化合物 形成三肽的种类：3=27（种）333 H H H 形成二肽的种类：32=9（种）33 H COOH (2)每种氨基酸只有一个的情况下，形成（链状） RO H R2O H R 肽的种类 2.计算依据 形成三肽的种类：3×2×1=6（种）321 (1)碳原子数、氨原子数在肽链形成前后均不 形成二肽的种类：3×2=6（种）32 变，而计算氢原子与氧原子的数目时要注意脱 【例4】现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨 掉的氢原子与氧原子。 基酸，它们能形成的三肽种类以及包含3种 (2)游离的氨基中含一个氨原子，游离的羧基 氨基酸的三肽种类分别最多有 () 中含两个氧原子。 A.9种，9种 B.6种，3种 3.计算公式 C.8种，6种 D.27种，6种 (1)C原子数=肽键数×2十肽链数×2+R基 I跟踪训练 中的C原子数=氨基酸个数×2+R基中的C 1.多个氨基酸分子脱水缩合成含有2条肽链的 原子数 蛋白质时，相对分子量减少了900，由此可推 (2)N原子数=肽键数十肽链数十R基中的N 知，此蛋白质分子所含有的氨基酸数和肽键数 原子数 分别是 () (3))原子数=肽键数十肽链数×2十R基中 A.50、52 B.48、50 的O原子数 C.52、50 D.50、48 (4)H原子数=各氨基酸中氢原子的总数一脱 2.科学家将天然胰岛素中的第28位脯氨酸和第 去水分子数×2 29位赖氨酸互换位置，获得了速效胰岛素（如 【例3】一条肽链的分子式为CH:OaN,其水解 图所示)，可用于治疗糖尿病。下列说法不正 后共产生了下列3种氨基酸： 确的是 () 的 TT-C-COOH II.G- -COOII H- NH. NH. COOH H H H.N H00C 廿氨酸 内氨酸 谷氨酸 5 229的 据此判断，下列有关叙述错误的是 25 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 ⊙⊙@C⊙⊙-((OH中 分子 20 31· 生物学必修1课堂学案 A.脯氨酸和赖氮酸的差异是R基不同 4.如图为某胰岛素分子及其局部放大示意图，若 B.速效胰岛素与天然胰岛素氨基酸的排列顺 该胰岛素是由51个氨基酸分子脱水缩合而成 序不同 的，下列有关此图的叙述，正确的是() S-S- C.两种胰岛素均含两条肽链和49个肽键 NH. D.速效胰岛素丧失了其生物学活性 3.由n个氨基酸组成的某蛋白质分子含有3条 肽链，下列有关该蛋白质分子的叙述，正确 A.该胰岛素分子的两条肽链靠肽键连接 B.该胰岛素在合成过程中，相对分子质量比合 的是 成前减少882，形成的肽键数为49 A.共含有n个肽键 C.该胰岛素分子中游离的氨基数或羧基数至 B.至少含有3个游离的氨基 少是4 C.共含有21种氨基酸 D.在局部放大图中能表示不同氨基酸的标号 D.水解时需要1+3个水分子 是①③和⑤ 第5节 核酸是遗传信息的携带者 答案精解Pm [课标要求]1.掌握核酸的种类及核酸在细胞中的分布（生命观念）。 2.理解核酸的结构和功 能（科学思维）。3.说明生物大分子以碳链为骨架（生命观念）。 教材梳理·新知全解 知识点1核酸的种类和分布 2.基本单位 一核苷酸 ,简称DNA: (1)组成 L.核酸的种类 核糖核酸，简称 2.在细胞中的分布 山碳树 核苷酸 真核细胞的DNA主要分布在 中， (2)种类：根据五碳糖的不同可分为 中也有少量的DNA:RNA主要 和 分布在 中。 a.脱氧核苷酸：构成 的基本单位。 「思考」 口含氨的緘基： 4 线粒体和叶绿体内的DNA能独立控制线粒体、 叶绿体的活动吗？ 蒸 0I1① 脱氧核糖核苷酸结构 b.核糖核苷酸：构成 的基本单位。 知识点2核酸是由核苷酸连接而成的长链 口含氢的狱基： 4 1组成元素： ·32·③中分别富含糖类、脂舫和蛋白质,所以青少年均衡摄入① 环肤的骏基数目可能为0,C项错误。该蛋白质水解,所含 ②和③,这有利于身体的发育,C项正确;蛋白质、脂膀和糖 肤键需要与n-2个水分子反应,增加氢原子2(n-2)个,此 类都属于储存能量的有机物,因而都可供能,D项正确。 外,一SH重新形成,2个-S-S-需增加4个氢原子,因此增 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 加的氢原子总数为2(n-2)+4-2n,D项错误。 随堂检测·要点速记 教材梳理·新知全解 1.D 解该化合物含C、H、O、N等元素,可能为蛋白质。细 知识点1 胞内的主要能源物质是糖类,只含有C、H、O三种元素。 1.承担者 2.A 氢基酸之间通过脱水缩合形成肤键,因此在形成多 2.①-e ②-d③-a ④-b-c 肤的过程中,形成的肤键数目一定等于所脱去的水分子数, 知识点2 A项正确:键可以表示为-CO-NH-或-NH-CO-中 1.蛋白质 间的“一”,B项错误;几条肤链在形成蛋白质的过程中往往 2.(1)①氢基 基 ②R基 (2)①21 ②8 13 通过二疏键连接起来,C项错误;在链状肤中,一个十肤分子 [思考]醍每种氢基酸至少都含有一个复基和一个拨基,并 含有9个肤键,一个八肤分子含有7个肱键,D项错误。 且都有一个氢基和一个拨基连接在同一个碳原子上。部分 3.B 该蛋白的基本组成单位是氢基酸,与天然蜘珠丝蛋 氢基酸分子中含有一个以上的氢基或疫基,多出来的氢基 白的基本单位相同,A项错误;氢基酸是组成蛋白质的基本 或炭基位于R基上。 单位,该蛋白的肚链由氛基酸经过脱水缩合反应通过肤键连 知识点3 接而成,B项正确;该蛋白彻底水解的产物为氛基酸,不能与 1.(1)脱水缩合 (2)肤键 二肤(3)①炭基 氛基 ②炭基 双缩服试剂发生作用产生紫色反应,C项错误;高湿可改变 2.脱水缩合 多肤 该蛋白的空间结构,从而改变其韧性,但不会改变其化学组 3.口种类 回数目 ③排列顺序 种类和数 ④空间结构 成,D项错误。 目 排列顺序 4.B 由图示结构可知,该肱链中含有肤键2个,说明该 4.(1)功能多样性 氛基酸序列 蛋白质的空间结构 (2)缄 多肤由3个氢基酸脱水缩合形成,在此过程中形成了2分 氛酸 镰刀状 子水。 关键能力·合作探究 5.翻(1)由题中氢基酸的结构简式可知,三种氢基酸的分子 教材边角 式中均只含有1个氢基(-NH。),即每个氢基酸只有一个氮 醍(1)高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,容 原子,又因脱水缩合过程中氮原子的数量不变,所以该多肤 易被蛋白嗨水解。 的名称是六肤,构成多脉的基本单位是氢基酸。(2)该六肤 (2)服用蛋清、牛奶或豆浆。因为蛋清、牛奶或豆浆中主要含 水解可得到6个氢基酸,需要断裂5个肤键,共需要消耗5 有蛋白质,它们与重金属盐迅速发生反应,从而保护人畜。 个水分子。假设谷氢酸有a个,根据脱水缩合过程中氧原子 探究点1 守恒可知,4a十(6-a)×2-13十5,解得a-3。(3)组成该多 [例1]C 血红素不能作为细胞内的储能物质,A项错误; 肤链的氛基酸的R基不含有氢基,一条肤链的一端肯定含有 调节机体的生命活动是激素等(如膜岛素)的作用,B项错 1个游离的氮基,所以脱水缩合后,肱链只含有1个游离的氛 误;血红素可以运输氧气,C项正确;晦具有催化作用,血红 基。(4)肱链的多样性取决于氛基酸的种类、数量和排列 素不是晦,不能催化细胞内的化学反应,D项错误。 顺序。 [例2]C 解膜岛素是岛B细胞合成并分必的唯一的一个 :(1)六肤或多肤 至少含有一个氢基和一个浚基,并且 能降低血糖的激素,其化学本质是蛋白质,而我国科学家在 都有一个氛基和一个浚基连接在同一个碳原子上 (2)6 世界上首次人工合成的结晶牛牍岛素,其化学结构和生物 3 5 (3)1(4)氢基酸的排列顺序 活性与天然岛素完全相同,因此,结晶牛膜岛素的化学本 质是蛋白质,C项正确。 素养提升一 与蛋白质的合成和水解过程相关计算 探究点2 [例1](1)23(2)6 [例3]D 析由组成蛋白质的氢基酸的结构通式可知,基酸分 [例2]C 根据题意和图示分析可知,该蛋白质分子含有 子至少含有一个氢基(-NH)和一个基(-COXOH),并且都 两条肤链并且两条肚链间有1个肚键连接,所以肤键数一 有一个氮基和一个拨基连接在同一个碳原子上,题中只有 氢基酸数一肤链数+1-200-2十1-199个,A项错误;该 D项结构式能正确表示构成蛋白质的氢基酸分子。A项结 蛋白质的两条肤链之间通过1个肱键连接,说明构成该蛋 构式只有氢基,没有基;B项结构式只有骏基,没有氮基; 白质的200个氢基酸的R基中至少含有1个氢基和1个狼 C项结构式中的数基和拨基没有连接在同一个碳原子上。 基,故这200个氢基酸中至少有的氢基数一氢基酸数十R [例4]B 解非必需氛基酸在人体内能合成,必需氢基酸在 基中的氛基数一200十1一201个,B项错误;由于该蛋白质 人体内不能合成。 分子共有的肤键数199个,所以合成该蛋白质时相对分子 探究点3 质量减少了199×18-3582,C项正确;该蛋白质中至少含 [例5]C 解析如果侧链基团R、R。、R、R、R:中有相同的, 有的游离的氢基数一肚链数一2个,D项错误。 则形成该肤链的氢基酸种类数少于5种,A项错误;由“肤 [例3]C 3种氮基酸都只含有1个氢基,则CH。O.N 晦P能断裂带有侧链R,的氛基酸和相邻敏基酸的拨基基 是由6个氢基酸脱水缩合而成的,合成该肤链时产生5个 团之间的肤键”可知,肤晦P作用于图示多肤时,①处的肤 水分子,B、D项正确;假设谷氢酸有x个,则根据氧原子守 键断裂,则得到1个二肤和1个三肤,B项错误,C项正确; 恒,即13-2x+6×2-5,解得x-3,由此可知,谷氢酸有3 由于不知道图示肱链R基中是否含有游离的数基或骏基,所 个,A项正确;1个CHON。分子中存在1个游离的氢 以该肤链中至少含有游离的氢基和拨基各1个,D项错误。 基和4个游离的竣基,C项错误。 [例6]B 翻该蛋白质由1个环肱和2条链状肱组成,其中 [例4]D 解析足量的3种氢基酸构成的三肚有3一27种,包 环肤的肤键数一氧基酸数,链状肤的肚键数一氧基酸数一 含了3种氢基酸的三肤种类有3×2×1-6种。 肤链数,综上,该蛋白质肤键数目为n一2。脱去的水分子 跟踪训练 数等于脉键数,B项正确。n个氢基酸至少含有2n个氧原 1.C 根据题干信息分析,已知该蛋白质分子含有2条肚 子,脱去n-2个水分子后,氧原子数至少为2n-(n-2)-” 链,在脱水缩合过程中相对分子量减少了900,说明该过程中 十2,A项错误。两条链状多肤至少含有2个游离的拨基, 脱去了900一18一50分子水,则该蛋白质分子含有的氢基酸 ·189· 数一50十2一52个,肤键数一脱去的水分子数一50个,故选C。 酸长链为脱氧核苷酸长链,所以2为脱氧核糖,4为胞噬唳 2.D 解各种氢基酸之间的区别在于R基的不同,A项正 脱氧核苷酸。5(脱氧核苷酸链)主要位于细胞核中,但在细 确;速效膜岛素是由天然膜岛素中的第28位崩氢酸和第29 胞质中也能找到。 位赖氛酸互换位置获得的,所以速效岛素和天然岛素的 探究点2 氢基酸排列顺序不同,B项正确;蛋白质中的肤键数一氢基 [例3]C 析如果图示表示肤链的结构模式图,则1可表示 酸数一肤链数,两种膜岛素都含有两条肤链,51个基酸, 中心碳原子,3与1相连,为R基,有21种,2可表示肤键 所以脉键数相同,都为51一2一49个,C项正确;速效岛素 A项错误;如果图示表示单链DNA的结构模式图,则1应 可用于治疗糖尿病,并未丧失生物学活性,D项错误。 表示脱氧核糖,2表示礴酸基团,3表示含氢减基,有4种,B 3.B 解蛋白质中的肚键数一氢基酸数一肚链数一n一3个, 项错误;若图示表示多糖的结构模式图,淀粉、纤维素和糖 A项错误。一条肚链至少含有一个游离的氢基和一个游离 原都是由葡萄糖组成的,但三种多糖的连接方式不同,D项 的巍基,R基中也可能会存在氢基,因此3条肚链中至少含 错误。 有3个游离的氢基,B项正确。若氢基酸数n21,则蛋白质 [例4]B 解生物大分子包括蛋白质、多糖和核酸,核苷酸是 分子中可能含有21种氛基酸;若氢基酸数n21,则该蛋白 小分子有机物,脂质也不是生物大分子,A项错误;植物细 质分子含有的氢基酸种类一定小于21种,C项错误。蛋白 胞中的纤维素是生物大分子,但不能作为能源物质,C项错 质水解过程可以看成脱水缩合的逆过程,该蛋白质分子含有 误;DNA和RNA的区别是单体中五碳糖的种类不同,碱基 n-3个肤键,而每断裂1个肱键需要1个水分子,因此水解 的种类也不完全相同,D项错误。 时需要n-3个水分子,D项错误。 随堂检测·要点速记 4.D 分析题图可知,胧岛素分子的两条肤链之间通过二 1.B 解组成人体蛋白质的氢基酸的种类都是21种,核苷 疏键连接,同一条链相邻氛基酸之间通过肤键连接,A项错 酸都有8种;指纹具有一定的特异性,但与DNA相比特异性 误;题图膀岛素含有两条肤链,由51个氢基酸组成,所以在 较弱;不同人体内有机物的种类大致相同,含量差异不大。 合成过程中,需要脱去51一2一49分子的水,形成的肤键数 2.C 由五碳糖是核糖及图示元素可知,A、B项正确; 为49,每形成一个二碗键脱下2个H,相对分子质量减少2 RNA主要分布于细胞质中,细胞核中也有少量分布,C项错 该胁岛素含有3个二疏键,相对分子质量减少6,因此该岛 误;T2噬菌体为DNA病毒,不含RNA,D项正确。 素在合成过程中,相对分子质量比合成前减少18×49十3× 3.C 淀粉属于多糖,基本组成单位是葡萄糖;淀粉晦是 2一888,B项错误;该膜岛素含两条肤链,每条肤链两端都各 蛋白质,基本组成单位是氢基酸;控制合成淀粉晦的是DNA 含有一个游离的氢基和竣基,但由于①中含有氢基、中含 片段,基本组成单位是脱氧核苷酸。 有基,因此该胁岛素分子中游离的氢基数或拨基数至少是3 4.D 水中不含碳元素,①错误;正是基于碳原子在组成 C项错误;各种氢基酸的区别就在于R基的不同,因此在局部放 生物大分子中的重要作用,科学家才说“碳是生命的核心元 大图中能表示不同氢基酸的标号是①③和,D项正确。 素”“没有碳,就没有生命”,②正确;各种大分子化合物中数 量最多的元素是氢,③错误;生物大分子以碳链为骨架,因此 第5节 核酸是遗传信息的携带者 碳元素是组成生物体内有机化合物的最基本元素,①正确。 教材梳理·新知全解 5.C 晦的化学本质是蛋白质或RNA,抗体的化学本质 知识点1 是蛋白质,激素的化学本质是有机物,如蛋白质、氛基酸的衍 生物、脂质等,只有蛋白质才是由氢基酸通过肤键连接而成 1.脱氧核糖核酸 RNA 的,A项错误;糖原是生物大分子,脂防不是生物大分子,且 2.细胞核 线粒体、叶绿体 细胞质 [思考]跟不能。线粒体和叶绿体是半自主性细胞器,其生 激素不一定是大分子物质,如甲状腹激素是含礁的氢基酸衍 生物,B项错误;晦的化学本质是蛋白质或RNA,抗体的化 命活动主要受细胞核DNA控制,同时也受自身DNA 控制。 学本质是蛋白质,蛋白质是由氢基酸连接而成的多聚体,核 酸是由核苷酸连接而成的多聚体,氢基酸和核苷酸都含有氮 知识点2 元素,C项正确;人体主要的能源物质是糖类,核酸是生物的 1.C.H.O.N.P 遗传物质,脂胁是机体主要的储能物质,D项错误。 2.(1)磷酸 含氮减基 (2)核糖核苷酸 脱氧核苷酸 6.警(1)核糖 脱氧核糖 (2)核糖 脱氧核糖 (3)4 4 a. DNA 磷酸 A、T、C、G 脱氧核糖 b. RNA 磷酸 (4)核糖 噤吟(A) 鸟吟(G) 胞院(C) 尿噬(U) A、U、G、C 核糖 3.脱氧核苷酸 核糖核苷酸 DNA RNA 第3章 细胞的基本结构 4.(1)数量 排列顺序(2)①DNA ②RNA 5.(1)携带遗传信息(2)遗传、变异和蛋白质的生物合成 第1节 细胞膜的结构和功能 知识点3 教材梳理·新知全解 1.碳原子 碳链 知识点1 2.A-b B-c C-a 1.外界环境 3.(1)多糖、蛋白质、核酸 (2)糖类和脂质 (3)水和无机盐 2.口病毒、病菌 ②抗体、激素 ③核酸 关键能力·合作探究 3.(1)①信号分子(激素)、②受体、③与膜结合的信号分子。 教材边角 ④胞间连丝(2)丙、甲、乙(3)有 提示①磷酸 ②五碳糖 ③含氮减基 [思考1]翻因为这里所说的“系统”是指生命系统,在组成细 探究点1 胞的结构中,具有生命活性的结构是细胞膜、细胞质和细胞 [例1]D由图可知,①为磷酸,②为五碳糖,③为含氮碱 核,而细跑壁不具有生命活性。 基。DNA与RNA在组成单位核苷酸上的不同点表现在碱 知识点2 基和五碳糖两个方面,A项错误;病毒体内的核酸只有 1.脂质 磷脂 胆固醇 两层 蛋白质 DNA或RNA中的1种,故③有4种,②有1种,B项错误; 2.蛋白质一脂质一蛋白质 流动性 流动镶嵌 ③是碱基,在生物体中共有A、T、G、C、U5种.C项错误;人 知识点3 体内含有DNA和RNA两种核酸,故③有5种,②有2种, 1.磷脂 蛋白质 1 一定的流动性 D项正确 2.(1)磷脂双分子层 基本支架 (2)蛋白质 [例2]D 由图中碱基种类(含胸豚嘀喧T)可知,该核苷 镶:嵌人 贯穿 运动 (3)糖蛋白 细胞识别 ·190·