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（苏教版）

该高中生物学课件聚焦蛋白质合成与水解的计算，涵盖肽键数、脱水数、相对分子质量等核心知识点。通过链状肽模式图导入，结合公式推导、表格对比一条肽链、m条肽链及环状肽的参数差异，以水解与合成的逆过程提醒搭建知识支架。 其亮点在于结构化呈现（公式+表格）体现生命观念的结构与功能观，例题从基础计算（如例1）到综合分析（如例4肽键断裂）培养科学思维，跟踪训练含真实情境题（如胰岛素原结构）提升探究实践能力。助力学生构建计算模型，教师可实现分层教学。

与蛋白质的合成和水解过程相关的计算 微专题一 第一章　细胞的分子组成 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 链状肽可以用如下的模式图表示： 1.肽键数＝脱去水分子数＝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.肽链中游离的氨基或羧基的计算 (1)至少含有的游离的氨基数或羧基数＝肽链数。 (2)游离的氨基数或羧基数＝肽链数＋R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条链状多肽或环状多肽时，项目中的数目变化。 项目 氨基酸平均相对分子质量 氨基酸数目 肽键数目 脱去水分子数目 多肽或蛋白质相对分子质量 氨基 数目 羧基 数目 一条肽链 a n n－1 n－1 na－18 ×(n－1) 至少 1个 至少 1个 m条肽链 a n n－m n－m na－18 ×(n－m) 至少 m个 至少 m个 环状多肽 a n n n na－18n 最少为0 最少为0 特别提醒 蛋白质的水解可看作蛋白质合成的逆过程，即合成过程脱去水分子的数目，就是水解过程中需加入的水分子数目。 例1　(2024·盐城市新丰中学高一期中)某蛋白质分子含 745 个氨基酸，3条肽链。在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数、形成的肽键数及至少含有游离的氨基数分别是 A.745、745和3 B.742、742和3 C.745、742和1 D.742、745和1 √ 肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数＝745－3＝742(个)，游离氨基或羧基数＝肽链数＋R中含有的氨基或羧基数，因此至少含有游离的氨基数为3个，B符合题意。 例2　如图为某蛋白质的相关数据，下列说法正确的是 A.该蛋白质含有两条肽链 B.形成该蛋白质时，相对 分子质量减少了2 268 C.该蛋白质的R上共有 16个氨基 D.构成该蛋白质的氨基酸共有142个羧基 √ 由题图可知，羧基总数为15个，R上的羧基数目也为15个，而蛋白质分子中的羧基总数＝肽链数＋R上的羧基数目，所以该蛋白质含有15－15＝0(条)肽链，进而推知该蛋白质由环状多肽构成，A错误； 形成该蛋白质时，脱去的水分子数＝氨基酸数＝126(个)，减少的相对分子质量为脱去的水分子的相对分子质量的总和，即18×126＝2 268，B正确； 在环状多肽中，氨基总数＝R上的氨基数＝17(个)，C错误； 综上分析，该蛋白质由126个氨基酸脱水缩合而成，其中有15个氨基酸的R含有羧基，因此构成该蛋白质的氨基酸共有141个羧基，D错误。 二、蛋白质中各原子数的计算 观察如图所示的三肽化合物 1.氧原子数＝肽键数＋肽链数×2＋R上的氧原子数＝各氨基酸中氧原子总数－脱去水分子数。 2.氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。 例3　某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少含有氧原子的个数是 A.n－m B.n－2m C.n＋m D.n＋2m √ 由氨基酸的结构通式可知，一个氨基酸分子至少有两个氧原子，形成蛋白质过程中要脱掉水，所以该蛋白质至少含有氧原子数为2n－(n－m)＝n＋m，C正确。 例4　某肽链是由50个氨基酸分子脱水缩合而成的，其中含有2个丙氨酸(C3H7O2N)，现脱掉丙氨酸(相应位置如图所示)得到几种不同的有机物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物的叙述，错误的是 A.氨基和羧基均增加4个 B.肽键减少4个 C.氢原子增加8个 D.氧原子增加2个 √ 根据题图可知，每脱掉一个丙氨酸需断裂2个肽键、消耗2分子水，氨基和羧基分别增加2个。题述过程脱掉2个丙氨酸，氨基和羧基分别增 加2×2＝4(个)，共需断裂2×2＝4(个)肽键，即肽键减少4个，增加了4个水分子，即氢原子增加8个，氧原子增加4个，综上所述，D错误。 1.(2024·宿迁高一检测)如图所示物质中，有的属于构成人体蛋白质的氨基酸，有的不属于，若将其中构成人体蛋白质的氨基酸缩合成一条肽链(不考虑环状肽，且每种氨基酸只有一个)，则该肽链中含有的氨基、羧基和肽键数目依次是 ①NH2—CH2—COOH　②NH2—CH2—CH2OH　③ ④ 　⑤ A.2、2、2 B.1、1、2 C.1、1、3 D.3、2、3 √ 跟踪训练 组成人体蛋白质的氨基酸至少含有1个氨基和1个羧基，且二者连在同一个碳原子上，图中①③⑤属于构成人体蛋白质的氨基酸，③的R中含有1个羧基，⑤的R中含有1个氨基，将它们缩合成1条肽链，肽键数＝氨基酸数－肽链数＝3－1＝2(个)，故该肽链含有的氨基、羧基和肽键数目依次是2、2、2，A符合题意。 2.(2024·淮安高一期中)如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子(不同编号代表氨基酸残基)。下列叙述不正确的是 A.该分子中含有198个肽键 B.该分子中至少有2个氨基 C.合成1分子该物质会同时生成200个水分子 D.该分子中氮原子数目可能大于202个 √ 题图中的该蛋白质分子由200个氨基酸构成，含有2条肽链，两条肽链之间通过两个肽键连接，所以链内肽键数＝氨基酸数－肽链数＝200－2＝198(个)， 链间肽键数2个，故该蛋白质分子共有肽键数＝198＋2＝200(个)，生成200个水分子，A错误，C正确； 至少含有的氨基数＝肽链数＝2(个)，B正确； 氮原子数＝氨基酸数＋R上的氮原子数，其他氨基酸R上可能有氮原子，所以该分子中氮原子数目可能大于202个，D正确。 3.(2025·常州高一期中)某多肽含20个氨基酸，其中天冬氨酸有4个，分别位于5、6、15、20位，如图所示。肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键。下列相关叙述正确的是 A.肽酶Y完全作用后产生的多肽中氧原子比二十肽多4个 B.该二十肽至少含有22个肽键 C.该二十肽游离的氨基和羧基 各为1个和8个 D.肽酶X完全作用后产生的多 肽共含有氨基酸19个 √ 肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键，肽酶Y完全作用于该多肽后，共断开4个肽键(分别位于第4和5、5和6、14 和15、19和20位氨基酸之间)，其中的第5位和第20位天冬氨酸会脱离肽链，每断开一个肽键消耗1分子水而增加1个氧原子，故增加4个氧原子，又因为第5位和第20位天冬氨酸的脱离(每个天冬氨酸中含有4个氧原子)，共减少8个氧原子，所以肽酶Y完全作用后产生的多肽中，氧原子数目比二十肽少8－4＝4(个)，A错误； 该多肽应是一条肽链，根据肽键数目＝氨基酸数目－肽链条数，则二十肽含有的肽键数目应是20－1＝19(个)，B错误； 该二十肽含游离的氨基或羧基数目＝肽链条数＋R中含有的氨基或羧基数，则氨基数目至少1个，由于天冬氨酸有4个，天冬氨酸有两个羧基，所以该二十肽羧基数目至少4＋1＝5(个)，C错误； 肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，完全作用后第6位氨基酸脱离该多肽链，剩下的多肽链中共含有19个氨基酸，D正确。 4.(2024·南通高一阶段检测)如图是由A、B、C三条链共81个氨基酸构成的胰岛素原，需切除C链才能成为有活性的胰岛素。下列相关叙述不正确的是 A.C链的切除需要消耗2分子的水 B.胰岛素原中至少含有1个游离的 氨基 C.参与构成胰岛素原的氨基酸共 有81种 D.有活性的胰岛素分子中含有2条肽链、49个肽键 √ 由题图可知，C链分别以肽键与A、B链相连(30和31号氨基酸、60和61号氨基酸之间以肽键相连)，C链的切除需要消耗2分子的水，A正确； 由题图可知，胰岛素原是一条肽链，所以至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，B正确； 蛋白质通常由常见的20种氨基酸分子组成，C错误； 由题图分析，有活性的胰岛素分子是由51个氨基酸形成的2条肽链，形成的肽键数是49个，含有3个二硫键，D正确。 5.(2025·徐州高一期中)一条多肽链的分子式为CaHbOcNdSe，将它彻底水解之后，得到了以下四种氨基酸。下列叙述正确的是 A.该多肽含有的氨基酸个数为c B.组成这条多肽链的半胱氨酸有e个 C.这条多肽链含有的肽键个数为c－1 D.赖氨酸的R是—NH2 √ 据图可知，每种氨基酸中都只含有1个羧基，其脱水缩合形成多肽后，含有的O原子数＝(氨基酸数目－1)＋2(肽链末端的氧原子)＝c，故氨基酸的数目为c－1，其肽键数为c－1－1＝c－2，A、C错误； 四种氨基酸中只有半胱氨酸含有1个S元素，根据硫原子的数目推断该多肽链中含有的半胱氨酸为e个，B正确； 根据氨基酸分子的结构通式可推知，赖氨酸的R是—(CH2)4—NH2，D错误。 6.(多选)(2025·徐州高一期中)已知某五十肽可被蛋白酶催化水解，若蛋白酶1只作用于赖氨酸(C6H14N2O2)氨基端的肽键，蛋白酶2只作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)羧基端的肽键，经两种蛋白酶分别作用后，结果如图所示。下列叙述错误的是 A.赖氨酸位于该五十肽中第23、 24位 B.该五十肽一定含有苯丙氨酸5个 C.短肽①②与该五十肽的氧原子数相同，碳原子数减少6个 D.适宜条件下蛋白酶1和蛋白酶2同时作用于此多肽，可得到4个有机物 √ √ 蛋白酶1只作用于赖氨酸(C6H14N2O2)氨基端的肽键，据图可知，得到①②两条肽链，故23、24号位各存在1个赖氨酸，A正确； 蛋白酶2只作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)羧基端的肽键，得到③④⑤三条肽链，故1、16、30、49号位各存在1个苯丙氨酸，即苯丙氨酸的数目是4个，B错误； 短肽①②是加2分子水脱去1分子C6H14N2O2得到的，2分子水提供2个氧原子，脱去1分子C6H14N2O2失去2个氧原子，故短肽①②与该五十肽的氧原子数相同，碳原子数减少6个(即脱掉的氨基酸中的碳原子数)，C正确； 适宜条件下蛋白酶1和蛋白酶2同时作用于此多肽，结合A、B选项分析可知，得到1、2～16、17～22、23、24～30、31～49、50，共7个有机物，D错误。 本课结束 第一章　细胞的分子组成 $