第2章 素养提升1 与蛋白质的合成和水解过程相关计算（课件PPT）-【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）

组成细胞的分子 第2章 素养提升一　与蛋白质的合成和水解过程相关计算 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 2 3 6 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 生物学　必修1 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 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： (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。 假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条肽链或m条肽链： 形成 肽链数 形成 肽键数 脱去水 分子数 氨基 数目 羧基 数目 多肽相对 分子质量 1 n－1 n－1 至少 1个 至少 1个 na－ 18(n－1) m n－m n－m 至少 m个 至少 m个 na－ 18(n－m) 2.环状肽可以用如下的模式图表示： (1)环肽是由链状肽首、尾端的氨基酸间通过肽键相连构成的，如图所示，aa表示氨基酸。由n个氨基酸构成的环状肽，产生的肽键数＝脱去水分子数＝n，所含的游离氨基(羧基)只存在于R基中。 (2)环状肽的相关数量关系： 形成 环肽 数 氨基酸平均相对分子质量 氨基 酸数 肽键 数目 脱水 数 氨基最 少数目 羧基 最少 数目 一条 环肽 a n n n 0 0 m条 环肽 a n n n 0 0 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基酸R基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0，再进行计算。 【例1】 结合教材“某种胰岛素的二硫键示意图”，回答有关问题。 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，含有______个二硫键。 (2)二硫键的形成过程可表示为—SH＋—SH→2S＋2H，在该胰岛素形成二硫键过程中，共脱去了______个H。 【例2】 如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子，下列叙述正确的是(　　) A．该分子中含有198个肽键结构 B．这200个氨基酸中至少有200个氨基 C．合成该蛋白质时相对分子质量减少了3 582 D．该蛋白质中至少含有3个游离的氨基 答案　C 解析　根据题意和图示分析可知，该蛋白质分子含有两条肽链并且两条肽链间有1个肽键连接，所以肽键数＝氨基酸数－肽链数＋1＝200－2＋1＝199个，A项错误；该蛋白质的两条肽链之间通过1个肽键连接，说明构成该蛋白质的200个氨基酸的R基中至少含有1个氨基和1个羧基，故这200个氨基酸中至少有的氨基数＝氨基酸数＋R基中的氨基数＝200＋1＝201个，B项错误；由于该蛋白质分子共有的肽键数199个，所以合成该蛋白质时相对分子质量减少了199×18＝3 582，C项正确；该蛋白质中至少含有的游离的氨基数＝肽链数＝2个，D项错误。 二、蛋白质中各原子数的计算 1．观察如图所示的三肽化合物 2．计算依据 (1)碳原子数、氮原子数在肽链形成前后均不变，而计算氢原子与氧原子的数目时要注意脱掉的氢原子与氧原子。 (2)游离的氨基中含一个氮原子，游离的羧基中含两个氧原子。 3．计算公式 (1)C原子数＝肽键数×2＋肽链数×2＋R基中的C原子数＝氨基酸个数×2＋R基中的C原子数 (2)N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基中的N原子数 (3)O原子数＝肽键数＋肽链数×2＋R基中的O原子数 (4)H原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去水分子数×2 【例3】 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 答案　C 解析　3种氨基酸都只含有1个氨基，则C22H34O13N6是由6个氨基酸脱水缩合而成的，合成该肽链时产生5个水分子，B、D项正确；假设谷氨酸有x个，则根据氧原子守恒，即13＝2x＋6×2－5，解得x＝3，由此可知，谷氨酸有3个，A项正确；1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和4个游离的羧基，C项错误。 三、利用“排列组合”解答多肽种类的计算题 若有A、B、C,3种氨基酸，则由这3种氨基酸组成的(链状)肽的情况： (1)每种氨基酸数目不限的情况下，形成(链状)肽的种类 形成三肽的种类：33＝27(种) 形成二肽的种类：32＝9(种) (2)每种氨基酸只有一个的情况下，形成(链状)肽的种类 形成三肽的种类：3×2×1＝6(种) 形成二肽的种类：3×2＝6(种) 【例4】 现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有(　　) A．9种，9种 B．6种，3种 C．8种，6种 D．27种，6种 答案　D 解析　足量的3种氨基酸构成的三肽有33＝27种，包含了3种氨基酸的三肽种类有3×2×1＝6种。 1．多个氨基酸分子脱水缩合成含有2条肽链的蛋白质时，相对分子量减少了900，由此可推知，此蛋白质分子所含有的氨基酸数和肽键数分别是(　　) A．50、52 B．48、50 C．52、50 D．50、48 答案　C 解析　根据题干信息分析，已知该蛋白质分子含有2条肽链，在脱水缩合过程中相对分子量减少了900，说明该过程中脱去了900÷18＝50分子水，则该蛋白质分子含有的氨基酸数＝50＋2＝52个，肽键数＝脱去的水分子数＝50个，故选C。 2．科学家将天然胰岛素中的第28位脯氨酸和第29位赖氨酸互换位置，获得了速效胰岛素(如图所示)，可用于治疗糖尿病。下列说法不正确的是(　　) A．脯氨酸和赖氨酸的差异是R基不同 B．速效胰岛素与天然胰岛素氨基酸的排列顺序不同 C．两种胰岛素均含两条肽链和49个肽键 D．速效胰岛素丧失了其生物学活性 答案　D 解析　各种氨基酸之间的区别在于R基的不同，A项正确；速效胰岛素是由天然胰岛素中的第28位脯氨酸和第29位赖氨酸互换位置获得的，所以速效胰岛素和天然胰岛素的氨基酸排列顺序不同，B项正确；蛋白质中的肽键数＝氨基酸数－肽链数，两种胰岛素都含有两条肽链，51个氨基酸，所以肽键数相同，都为51－2＝49个，C项正确；速效胰岛素可用于治疗糖尿病，并未丧失生物学活性，D项错误。 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，正确的是(　　) A．共含有n个肽键 B．至少含有3个游离的氨基 C．共含有21种氨基酸 D．水解时需要n＋3个水分子 答案　B 解析　蛋白质中的肽键数＝氨基酸数－肽链数＝n－3个，A项错误。一条肽链至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，R基中也可能会存在氨基，因此3条肽链中至少含有3个游离的氨基，B项正确。若氨基酸数n≥21，则蛋白质分子中可能含有21种氨基酸；若氨基酸数n<21，则该蛋白质分子含有的氨基酸种类一定小于21种，C项错误。蛋白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n－3个肽键，而每断裂1个肽键需要1个水分子，因此水解时需要n－3个水分子，D项错误。 4．如图为某胰岛素分子及其局部放大示意图，若该胰岛素是由51个氨基酸分子脱水缩合而成的，下列有关此图的叙述，正确的是(　　) 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，相对分子质量比合成前减少882，形成的肽键数为49 C．该胰岛素分子中游离的氨基数或羧基数至少是4 D．在局部放大图中能表示不同氨基酸的标号是①③和⑤ 答案　D 解析　分析题图可知，胰岛素分子的两条肽链之间通过二硫键连接，同一条链相邻氨基酸之间通过肽键连接，A项错误；题图胰岛素含有两条肽链，由51个氨基酸组成，所以在合成过程中，需要脱去51－2＝49分子的水，形成的肽键数为49，每形成一个二硫键脱下2个H，相对分子质量减少2，该胰岛素含有3个二硫键，相对分子质量减少6，因此该胰岛素在合成过程中，相对分子质量比合成前减少18×49＋3×2＝888，B项错误；该胰岛素含两条肽链，每条肽链两端都各含有一个游离的氨基和羧基，但由于①中含有氨基、⑤中含有羧基，因此该胰岛素分子中游离的氨基数或羧基数至少是3，C项错误；各种氨基酸的区别就在于R基的不同，因此在局部放大图中能表示不同氨基酸的标号是①③和⑤，D项正确。 $$