第1章 微专题一 与蛋白质的合成和水解过程相关的计算（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高一生物必修1 分子与细胞学习笔记（浙科版）

该高中生物学课件聚焦蛋白质合成与水解的相关计算，涵盖肽键数、相对分子质量、游离氨基羧基、原子数及多肽种类等核心知识点。从氨基酸脱水缩合基础概念导入，搭建从基础到复杂计算的学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于系统梳理公式并结合例题与跟踪训练，通过科学思维中的逻辑推理和模型构建，如例1中肽键数与相对分子质量计算，帮助学生掌握规律。体现生命观念的结构与功能观，学生能提升解题能力，教师可获得系统教学资源以提高效率。

第一章　细胞的分子组成 与蛋白质的合成和水解过程相关的计算 微专题一 一、蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系 1.肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数(对于环肽来说，肽键数＝氨基酸数＝失去水分子数)。 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)。 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 an－18×(n－1) m条 n n－m n－m 至少m个 至少m个 an－18×(n－m) 注：设氨基酸的平均相对分子质量为a。 例1　2条肽链分别由360个氨基酸和380个氨基酸组成，若氨基酸的平均相对分子质量为a，则2条肽链之间相差的肽键数和相差的相对分子质量分别是 A.19和19a B.19和19a－19×18 C.20和20a D.20和20a－20×18 √ 360个氨基酸脱水缩合形成1条肽链时，形成的肽键数是360－1＝359(个)，380个氨基酸脱水缩合形成1条肽链时，形成的肽键数是380－1＝379(个)，二者肽键数相差379－359＝20(个)；两条肽链相对分子质量相差(380a－379×18)－(360a－359×18)＝20a－20×18。 例2　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20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 √ 由题图可知，牛胰岛素是由2条肽链组成的，含有的肽键数＝氨基酸数－肽链数＝51－2＝49(个)，A错误； 牛胰岛素含有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20种，但每种蛋白质不一定都由20种氨基酸形成，因此牛胰岛素水解产物最多含有20种不同的氨基酸，C错误； 氨基酸脱水缩合形成牛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—S—S—(—S—S—由两个 —SH脱去两个H形成)，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。 二、蛋白质中游离氨基或羧基的计算 可将肽链看作“C”与“—CO—NH—”交替连接构成的基本骨架，在“C”上连接着—R和—H，在肽链的两端分别是游离的“—NH2”和“—COOH”，如图所示： 1.至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。 2.肽链中游离氨基数或羧基数＝肽链数＋R基团中含有的氨基数或羧基数。 3.环状肽中游离氨基数或羧基数取决于构成环状肽的氨基酸R基团中的氨基数或羧基数。 例3　(2024·浙江余姚中学高一期中)现有氨基酸500个，其中氨基总数为506个，羧基总数为505个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次为 A.498、2和2 B.499、6和5 C.499、1和1 D.498、8和7 √ 肽键数＝氨基酸数—肽链数＝500－2＝498(个)；由于每个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，氨基酸总数为500个，氨基有506个，羧基有505个，说明R基团中有6个氨基和5个羧基，故该蛋白质中氨基数＝R基团中的氨基数＋肽链数＝6＋2＝8(个)；羧基数＝R基团中的羧基数＋肽链数＝5＋2＝7(个)，D符合题意。 例4　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 B.该蛋白质中至少含有3个游离的氨基 C.200个氨基酸缩合成该蛋白质时相对 分子质量减少了3 582 D.参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有200个氨基 √ 由题图可知，该蛋白质有两条肽链并且两条肽链由一个肽键连接，链内肽键198个，链间肽键1个，共199个肽键，A错误； 该蛋白质有两条肽链，至少含有2个游离的氨基，B错误； 缩合成该蛋白质时脱去水分子199个，相对分子质量减少了199×18＝3 582，C正确； 由题图可知，该蛋白质两条肽链由一个肽键连接，所以200个氨基酸中至少有200＋1＝201(个)氨基，D错误。 三、利用原子守恒定律计算蛋白质中各元素的原子数 1.N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基团上的N原子数＝各氨基酸中N原子的总数。 2.O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基团上的O原子数＝各氨基酸中O原子的总数－脱去的水分子数。 3.H原子数＝各氨基酸中H原子的总数－2×脱去的水分子数。 特别提醒 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.由于R基团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，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。 例5　由m个氨基酸组成的某蛋白质分子中有4条肽链，则此蛋白质分子中含有的氧原子与氮原子数至少共有 A.(m＋4)个 B.(2m＋4)个 C.(2m＋8)个 D.(m＋8)个 √ —CO—NH—中的氧原子数为(m－4)个，4条肽链至少含有4个羧基，其氧原子数为2×4＝8(个)，故氧原子数至少有(m＋4)个；氮原子数至少为m个，故氧原子和氮原子之和至少共有(2m＋4)个。 例6　某蛋白质由574个氨基酸、4条肽链组成，分子式是C3 032H4 816O872N780S8Fe4，那么它的R基团上氨基数目最多有 A.205个 B.206个 C.207个 D.217个 √ 该蛋白质由574个氨基酸、4条肽链组成，该蛋白质的分子式中氮原子数是780个，分子式中的氮原子数＝氨基酸的个数(肽键数＋肽链数)＋R基团上的氨基数，那么它的R基团上的氮原子数＝分子式中的氮原子数－氨基酸的个数(肽键数＋肽链数)＝780－574＝206(个)，则R基团中氨基数目最多有206个。 四、氨基酸的排列与多肽种类的计算 1.假若有n种氨基酸(数量不限)形成一个三肽，那么形成该三肽的种类有n3种。 2.假若有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。 例7　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 √ 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)。 1.由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含有n个多肽，其中z个是环状多肽。该蛋白质分子形成过程中脱去的水分子数为 A.m－z＋n B.m－n－z C.m－n＋z D.m＋z＋n √ 跟踪训练 m个氨基酸形成的含有n条多肽链的蛋白质中，脱去的水分子数为m－n；由于每形成一条环状多肽又多脱掉一个水分子，因此氨基酸形成蛋白质的过程中脱掉的水分子数为m－n＋z。 2.(2024·杭州高一期中)绿色荧光蛋白简称GFP，最初是从维多利亚多管发光水母中分离出来的结构蛋白。其相关数据如图所示，下列有关叙述错误的是 A.该蛋白质含有2条肽链 B.该荧光蛋白含有的氮 原子数是126个 C.该蛋白质共有肽键124个 D.合成该蛋白质时，相对分子质量减少了2 232 √ 游离的羧基总数＝肽链数＋R基团上的羧基数，即17＝肽链数＋15，即肽链数是2，故该蛋白质含有2条肽链，A正确； 氮原子数＝氨基酸数目＋游离的氨基总数－肽链数，氮原子数＝126＋17－2＝141(个)，B错误； 肽键数＝氨基酸数目－肽链数＝126－2＝124(个)，C正确； 合成该蛋白质时，脱水数＝肽键数＝124，相对分子质量减少18×124＝2 232，D正确。 3.某五十肽中有丙氨酸(R基团为—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8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 √ 五十肽水解得到1个丙氨酸需打开2个肽键，打开每个肽键需1个水分子，得到 的有机物比原五十肽增加了2个氧原子，题中脱掉4个丙氨酸，则比原五十肽增加了8个氧原子，B正确； 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。 4.(2024·金华高一检测)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 √ 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 氨基酸总数为M，则根据氧原子守恒可知：M×2－(M－1)＝p，求出M＝p－1，肽键数等于氨基酸数－肽链数，故该多肽的肽键个数为p－2。 5.(2025·杭州高一期中)某致病细菌分泌的外霉素，无色，细针状结晶，对小鼠和人体有很强的毒性，可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等，以致死亡。该外毒素为环状肽，结构式如图1所示。回答下列问题： (1)该化合物称为________肽化合物，该化合物中含有____个游离的氨基，____个游离的羧基。 环状七 0 0 由题意和图1可知，该化合物为环状肽，肽链首尾相连，含有7个R基团，且R基团中没有氨基和羧基，说明该化合物是由7个氨基酸分子通过脱水缩合而形成的环状七肽，该化合物中含有的游离的氨基数目和游离的羧基数目均为0个。 (2)组成该化合物的氨基酸有___种。写出组成外霉素的氨基酸中数量最多的R基团_______。 5 —CH3 不同的氨基酸分子的区别在于R基团(侧链基团)的不同。在该化合物(外霉素)含有的7个R基团中，有三个R基团为—CH3，其他的R基团都不同，这说明组成该化合物的氨基酸有5种。可见，组成外霉素的氨基酸中数量最多的R基团(侧链基团)为—CH3。 (3)该化合物具有8个氮原子，其中____个位于R基团上。 1 由图1可知，该化合物具有8个氮原子，含有7个肽键，其中有7个氮原子位于肽键的一侧，有1个氮原子位于R基团上。 (4)该外毒素在环状肽形成过程中相对分子质量减少了_____。 126 在环状肽形成过程中，每形成1个肽键就会脱去1个水分子，因此该外毒素在环状肽形成过程中脱去了7个水分子，相对分子质量减少了18×7＝126。 (5)现有一种“十三肽”，分子式为C54H95N17O20，已知将它彻底水解后只得到图2氨基酸。将该“十三肽”彻底水解后有____个赖氨酸，____个天冬氨酸。 4 3 分析该“十三肽”彻底水解产生的3种氨基酸的结构式可知，只有赖氨酸含有2个氨基，其余的氨基酸都是含有1个氨基，因此分子式中所有的N原子数减去氨 基酸数就是赖氨酸的个数，即为17－13＝4(个)。在水解产生的3种氨基酸中，只有天冬氨酸的R基团中含有1个羧基，该“十三肽”中含有20个氧原子，R基团中含有20－14＝6(个)氧原子，天冬氨酸的一个R基团中含有2个氧原子，因此6÷2＝3(个)即为天冬氨酸的个数。 本课结束 第一章　细胞的分子组成 $