第2章 素养提升课（一）蛋白质合成和分解过程中的相关计算(Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年高中生物必修第一册学生用书（人教版）

素养提升课(一)　蛋白质合成和分解过程中的相关计算 1.蛋白质中游离氨基数或羧基数的计算 (1)至少含有的游离氨基数或羧基数=肽链数。 (2)游离氨基数或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基数或羧基数。 2.蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去的水分子数的关系 (1)肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数。 (2)蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数×18。 (不考虑二硫键) 肽链 数/条 氨基酸 数/个 肽键 数/个 脱去的水 分子数 蛋白质相对 分子质量 氨基 数/个 羧基 数/个 1 m m-1 m-1 ma- 18(m-1) 至少1 至少1 n m m-n m-n ma- 18(m-n) 至少n 至少n 注:氨基酸的平均相对分子质量为a。 例1 [2025·安徽合肥高一期中] 某肽链由51个氨基酸组成,如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽,则这些短肽的游离的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需水分子总数依次是 (　) A.1、50、50 B.9、42、42 C.9、42、8 D.9、50、50 例2 [2026·天津南开区高一期中] 下图表示一个由100个氨基酸构成的蛋白质分子,其中第1位、15位、80位为谷氨酸,第35位、60位为赖氨酸,第24位、68位、100位为半胱氨酸,下列叙述正确的是 (　) A.该蛋白质分子中共含有98个肽键 B.氢键并不参与稳定蛋白质的空间结构 C.该蛋白质分子中至少有5个游离羧基 D.该蛋白质分子中至少有2个游离氨基 3.链状多肽中各原子数的计算 (1)氮原子数=肽键数+肽链数+R基上氮原子数=各氨基酸中氮原子总数。 (2)氧原子数=肽键数+肽链数×2+R基上氧原子数=各氨基酸中氧原子总数-脱去水分子数。 (3)氢原子数=各氨基酸中氢原子总数-脱去水分子数×2。(不考虑二硫键) 例3 丙氨酸的R 基为—CH3,谷氨酸的 R 基为—CH2—CH2—COOH,它们缩合形成的二肽分子中,C、H、O的原子比例为 (　) A.7∶16∶6 B.7∶14∶5 C.8∶16∶6 D.8∶14∶5 例4 某五十肽中有丙氨酸(R基为—CH3)2个(相应位置如图),现脱掉其中的丙氨酸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中原子、基团或肽键数目的叙述,错误的是 (　) A.肽键数目减少4个 B.氨基和羧基分别增加8个 C.氢原子数目增加8个 D.氧原子数目增加4个 4.特殊问题的有关计算 (1)环状肽的结构与计算(环状肽如图所示) 根据图示可知,肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数(环状肽首尾氨基酸相连,故形成一个环状肽时,比形成一条链状肽要多脱去一个水分子)。 (2)在蛋白质相对分子质量的计算中,若通过图示或其他形式告知蛋白质中含有二硫键时,要考虑脱去的H的相对分子质量,每形成一个二硫键,脱去2个H。 例5 [2025·广东潮州高一期中] 如图①~③为三种多肽模式图,已知这三种多肽均含200个氨基酸残基,其中“—S—S—”是由两个“—SH”形成,下列有关这三种多肽的叙述正确的是 (　) A.①的肽键数最多,③的肽键数最少 B.①的游离氨基数最少,②③的游离氨基数相同 C.①与②的相对分子质量相同,③的相对分子质量最小 D.形成多肽③时,相对分子质量减少了3564 例6 某蛋白质有M条多肽,其中有Z条是环状多肽,已知构成该蛋白质的氨基酸有Y个。据此分析,下列叙述正确的是 (　) A.该蛋白质分子至少含有游离的氨基和游离的羧基数均为(Y-M+Z) B.该蛋白质分子完全水解为氨基酸,至少需要(Y+M-Z)个水分子 C.该蛋白质分子中至少含有(Y+M-Z)个氧原子和Y个氮原子 D.构成该蛋白质的化学元素一定包括C、H、O、N、P等 学科网（北京）股份有限公司 $ 素养提升课(一)　蛋白质合成和分解过程中的相关计算 例1　C　[解析] 该肽链分解后,共有短肽1+2+3+3=9(个),每个短肽至少有一个游离的氨基,故最少含有的氨基数目是9个。肽键数=氨基酸数-肽链数。原始肽链中肽键数为51-1=50(个),短肽中肽键数为51-9=42(个)。原始肽链水解成9个短肽,需要断裂50-42=8(个)肽键,需消耗水分子8个。故选C。 例2　D　[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由两个肽键连接,所以链内肽键数=氨基酸数-肽链数=100-2=98(个),链间肽键2个,该蛋白质分子共有肽键数=98+2=100(个),A错误;氢键参与稳定蛋白质的空间结构,B错误;蛋白质中的游离羧基存在于链末端及氨基酸R基位置,2条肽链末端有2个羧基,该蛋白质中有3个谷氨酸,谷氨酸的R基上有羧基,但15位、80位R基上的羧基已发生反应,所以该蛋白质分子中至少含羧基总数为2+1=3(个),C错误;蛋白质中的游离氨基存在于链末端及氨基酸R基位置,2条肽链末端有2个氨基,该蛋白质中有2个赖氨酸,其R基上的氨基均已参与反应,所以该蛋白质分子至少有2个游离氨基,D正确。 例3　D　[解析] 氨基酸的分子式可以表示为C2H4O2NR,由题意可知,丙氨酸的R基为—CH3,则丙氨酸的分子式可以表示为C3H7O2N;谷氨酸的R基为—C3H5O2,则谷氨酸的分子式可以表示为C5H9O4N,因此丙氨酸和谷氨酸脱水缩合形成的二肽分子的分子式是C8H14O5N2,即C、H、O原子的比例为8∶14∶5,D正确。 例4　B　[解析] 脱掉图中的2个丙氨酸,在丙氨酸的两侧各断裂一个肽键,因此肽键数目减少4个,A正确;断裂4个肽键,即水解形成4个氨基和4个羧基,所以氨基和羧基分别增加4个,B错误;由以上分析可知,该过程中肽键数目共减少4个,需要的水分子数=减少的肽键数=4(个),该过程中氢原子数目增加4×2=8(个),C正确;此过程需要4个水分子参与水解,所以氧原子数目增加4个,D正确。 例5　A　[解析] ①为环肽,且氨基酸之间的R基还形成了一个肽键,故其肽键数为200+1=201(个),②由两条肽链构成,其R基之间还形成了一个肽键,故其肽键数为200-2+1=199(个),③由两条肽链构成,两条肽链间靠二硫键相连,其肽键数为200-2=198(个),A正确;由于组成三种多肽的氨基酸种类不确定,R基不确定,故无法判断①②③的游离氨基数,B错误;由于R基不确定,无法判断①②③相对分子质量的大小关系,C错误;形成多肽③时,脱去198个水和2个H,相对分子质量减少了198×18+2=3566,D错误。 例6　C　[解析] 由于一条链状多肽中至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基,环状多肽至少含游离的氨基和游离的羧基数均为0,M条多肽中有Z条环状多肽,所以该蛋白质分子中至少含有游离的氨基和游离的羧基数均为(M-Z)个,A错误;设有P个氨基酸组成链状多肽,Q个氨基酸组成环状多肽,则P+Q=Y,链状多肽中,肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-链状多肽数=P-(M-Z),环状多肽中,肽键数=脱去水分子数=氨基酸数=Q,因此将该蛋白质完全水解为氨基酸,至少需要(Y-M+Z)个水分子,B错误;由于每个氨基酸至少含有一个羧基,因此Y个氨基酸至少有氧原子2Y个,脱水缩合后脱去水分子数=肽键数=Y-M+Z=失去氧原子数,则该蛋白质至少含有2Y-(Y-M+Z)=Y+M-Z个氧原子,由于每个氨基酸至少含有一个氨基,因此Y个氨基酸至少含有氮原子Y个,C正确;构成该蛋白质的化学元素一定包括C、H、O、N,可能含有S,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $