第2章 专项 与蛋白质的合成和水解过程相关的计算-【新课程能力培养】2026-2027学年高中生物必修1 分子与细胞学习手册（人教版）

(4)肉毒毒素可用 试剂鉴定，该 试剂的使用方法是 在煮沸后的肉毒毒素溶液（无色）中 加入该试剂，其溶液颜色将变为 答案：(1)45一CH(2)脱水缩合 2（3)空间结构遭到破坏(4)双缩 脲先加A液，摇匀后再加B液紫色 解析：(1)据试题分析可知，题图部分含5 种R基，即有5种氨基酸，所以肽键数=5 -1=4（个)；这5个氨基酸的R基依次是 一CH,一C,H,OH、一H、一CH3、一CH2一C6H、 专项 与蛋白质的合万 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： R↓B↓B R H.N-C-COLNH-C-COINH-C-COLNH..-C-COOH H 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一脱去水分子 数×18（若有p个二硫键生成，则还应 减去2p)。 注：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。 多肽（蛋 脱去 肽链氨基酸肽键 氨基 羧基 白质)的 水分子 数目 数目 数目 数目 数目 相对分 数目 子质量 至少 至少 na- n n-1 n-1 1个 1个 18(n-1) 至少 至少 na- n n-mn-m m个m个18(n-m) 第2章组成细胞的分子。 一CH2一CH(CH3)2;第三个氨基酸不同 于其他氨基酸的基团是R基（一CH,)。 (2)肉毒毒素的化学本质是蛋白质，是由 氨基酸经过脱水缩合形成的。肉毒毒素是由 两个亚单位（每个亚单位由一条链盘曲折 叠而成)组成的，每个亚单位至少含有1 个游离的氨基和1个游离的羧基，因此一分 子肉毒毒素至少含有2个氨基和2个羧基， 它们分别位于两条肽链的两端。(3)高温 可破坏肉毒毒素的空间结构而使其失活。 (4)肉毒毒素含有多个肽键，可用双缩脲 试剂鉴定，该试剂使用方法是先加A液， 摇匀后再加B液，反应颜色为紫色。 或和水解过程相关的计算 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=肽链数。 (2)游离氨基或羧基数=肽链数+R基中 含有的氨基或羧基数。 例1如图是某多肽结构式，据此判断下列 说法正确的是( H-○oH CH, H COOH CH,H CH, H,N-C-CO-NH-C-CO-NH-C-CO-NH-C-CO-NH-C-CO-NH-C-CO-NH-CH CH,CH,HH CH,COOH COOH NH, A.该多肽彻底水解需要消耗6个水分子 B.该多肽是由6种氨基酸组成的六肽 C.该多肽在脱水缩合前含有7个氨基和9 个羧基 D.赖氨酸的分子式是C6H4O2N2,则它的 R基是一C3H2N 答案：A 解析：该多肽为七肽，其彻底水解六个肽键 断裂，需要消耗6个水分子，A正确；氨基 酸的R基不同种类不同，第2、5两个氨基 酸R基相同，其他R基不同，由此判断该 多肽是由6种氨基酸组成的七肽，B错误； 学 27 N 高中生物学必修1（人教版） 该多肽由7个氨基酸脱水缩合而成，从左往 右的第3和4位氨基酸的R基各含有一个羧 基，第6位氨基酸的R基含有一个氨基， 故在脱水缩合前含有8个氨基和9个羧基， C错误；氨基酸结构通式的分子式是 C2H4O2NR,赖氨酸的分子式是C6H14O2N2, 则它的R基是一C4HoN,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： H H C一CN-C-C-N-C+COOH R.O H R O H --- 1.氧原子数=肽键数+肽链数×2+R基上 的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一 脱去水分子数。 2.氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的 氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数。 例2某链状四十九肽中有丙氨酸（R基为 一CH3)2个，现脱掉其中的丙氨酸（相应 位置为21,49)得到几种不同的有机产物， 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正确 的是（) A.肽键数目减少3个 B.氢原子数目增加8个 C.氨基和羧基分别增加4个 D.氧原子数目增加4个 答案：A 解析：四十九肽是一条多肽链，含有49-1 =48个肽键，如果将其中的2个丙氨酸去 掉后，就形成两条多肽链和2个游离的丙氨 酸，则肽键数减少了3个，A正确；由于减 少了3个肽键，相当于多增加了3个水分 子，因此氢原子数目增加了6个，B错误； 一条肽链变成两条肽链，氨基和羧基各增加 1个，而两个丙氨酸共含有2个氨基和2个 28)学 N 羧基，故氨基和羧基分别增加3个，C错 误；由于减少了3个肽键，相当于多增加了 3个水分子，因此氧原子数目增加了3个， D错误。 例3某蛋白质（不含环肽）中相关化学基 团和氨基酸的数目如图所示。下列叙述正确 的是（) 数目 51 皿氨基酸数目 图羧基的总数 ☐R基上羧基数目 6 8 ☑氨基的总数 0 某蛋白质中相关化学基团或氨基酸 A.该蛋白质中含有3条肽链 B.该蛋白质中含有54个氮原子 C.该蛋白质的R基含有6个游离的氨基 D.该蛋白质彻底水解时，至少需要消耗50 个水分子 答案：C 解析：蛋白质中羧基的数量=R基中羧基的 数量+肽链的条数，因此该蛋白质含有的肽 链条数为6-4=2，A错误；已知该蛋白质 含有51个氨基酸，除了R基以外每个氨基 酸含有一个氨基，因此该蛋白质含有的氨基 数量为51+8-2=57个，每个氨基含有一 个N,因此该蛋白质中含有57个氮原子，B 错误；已知该蛋白质含有2条肽链，每条肽 链至少含有1个氨基，因此该蛋白质的R 基含有游离的氨基数为8-2=6个，C正 确；该蛋白质含有51个氨基酸，已知不含 环肽，因此肽键数为51-2=49个，因此该 蛋白质彻底水解时，至少需要消耗49个水 分子，D错误。 例4某多肽链的分子式为C2HsNO,,其 彻底水解后只得到以下3种氨基酸。下列有 关叙述正确的是（) CH-COOH CHz-CH-COOH H,N-(CH),-CH-COOH NH, NH NH, 甘氨酸 苯丙氨酸 赖氨酸 A.该多肽链由9个氨基酸经脱水缩合而成 B.无法确定该多肽链中三种氨基酸的数量 C.该多肽链中含有1个游离的羧基和3个 游离的氨基 D.上述三种氨基酸中相对分子质量最大的 是苯丙氨酸 答案：D 解析：由图可知，三种氨基酸的R基中都 不含0原子，假设水解得到的氨基酸个数 为x,则该多肽合成时脱去的水分子数目为 x-1,根据氧原子守恒进行计算，该多肽中 氧原子数目=氨基酸数目×2-脱去的水分 子数=2x-(x-1)=9,可计算出x=8,则 该蛋白质是八肽化合物，A错误；可根据该 多肽中C、H、O、N的数量，计算出三种 氨基酸的数量，B错误；由于三种氨基酸中 只有赖氨酸含有两个氨基，其余只含有一个 氨基，则多余的氨基来自赖氨酸，所以赖氨 酸的数目为11-8=3，即该八肽的R基中 含3个氨基，所以该化合物中含有1个羧 基、4个氨基，C错误；根据R基的大小可 知，上述三种氨基酸中相对分子质量最大的 是苯丙氨酸，D正确。 三、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，那么形成三肽的种类有n3种。 2.假若n种氨基酸（数量不限）形成一个 m肽，则形成的多肽种类有n”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5如果有足量的三种氨基酸，分别为 甲、乙、丙，则它们能形成的三肽种类以及 包含三种氨基酸的三肽种类最多是() 第2章组成细胞的分子。 A.9种，9种 B.6种，3种 C.27种，6种 D.3种，3种 答案：C 解析：由题意可知，足量的甲、乙、丙三种 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，即为3×3×3=33 =27(种)；由甲、乙、丙三种氨基酸形成 的含有三种氨基酸的三肽的种类只由氨基酸 的排列顺序决定，即为3×2×1=6（种）。 四、环状肽的相关计算 1.环状肽中氨基酸数=脱去的水分子数= 肽键数。 2.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。 例6如图为某蛋白质 的结构示意图，其中 “一S一S一”为由两个 “一SH”(疏基)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 答案：C 解析：由题意知，该蛋白质中含有2条链状 肽和1条环状肽，且含有2个二硫键，因此 失去的水分子数是(m-2),减少的相对分 子质量为18(m-2)+4。 例7有一多肽链由12个氨基酸组成，分 子式为CH,0N.S(z>12,w>13),这条 多肽链经过水解，得到的氨基酸只有5种： 半胱氨酸（C3H,O2NS)、丙氨酸 (C3H,O2N)、天冬氨酸（C4H,04N)、赖氨 酸(C6H14O2N2)、苯丙氨酸（CgH1O2N)。 学 29 高中生物学必修1（人教版） 水解产物中天冬氨酸的数目是( 12-1=11分子水。由分子式可知，构成该 A.w+13 B.w-13 化合物的5种氨基酸中，只有天冬氨酸的R C.(w-13)/2 D.(w+13)/2 基中含有两个氧原子。假设该化合物中的天 答案：C 冬氨酸数是b,根据元素守恒定律则有关系 解析：由题意知，该化合物是由12个氨基 式：4b+2×(12-b)-11=w,解得b=（w 酸脱水缩合形成的，脱水缩合过程中脱去了 -13)/2（个)。综上所述，C正确。 第5节 核酸是遗传信息的携带者 核心素养 1.通过对核酸的学习，建立生命的物质性的观点。（生命观念) 2.归纳概括核酸种类、核苷酸种类、含氮碱基种类与生物种类的关系。（科学思维） 川知识点一核酸的种类及其分布 (2) DNA是由 连接而成 的长链，RNA则由 连接而成。 知识梳理 般情况下，在生物体的细胞中， DNA由 条脱氧核苷酸链构成， 一、核酸的种类及其分布 RNA由 条核糖核苷酸链构成。 1.种类：一类是 3. 核酸的信息储存 简称DNA;另一类是核糖核酸，简称 (1)绝大多数生物中， 是储存、传 递遗传信息的生物大分子，脱氧核苷酸 2. 分布：真核细胞的DNA主要分布在 的 储存着生物的遗传信息。 中，线粒体 内也含 (2)部分病毒的遗传信息储存在 有少量的DNA。RNA主要分布在 中，如甲型肝炎病毒、HV病毒、 中。 SARS病毒等。 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 1.基本单位 要点精析 (1)核苷酸是 的基本组成单位， 1. “三看”法快速确认DNA、RNA 一个核苷酸是由一分子 分子五碳糖和一分子磷酸组成的。 含核糖( —RNA 五碳糖 (2)根据 的不同，可以将核苷酸 OH 分为 和核糖核苷酸。 →含脱氧核糖( —DNA 2.分子结构 含N碱基[ 有U无T一RNA (1)DNA和RNA各含有4种碱基，但是组 看 有T无U一DNA 成二者的 有所不同，DNA中 含有碱基A、 一、C、G,RNA中 分布 →主要分布于细胞核中—DNA 三看 含有碱基A、、C、G。 ,主要分布于细胞质中一RNA 30