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(共27張PPT)
微專題一
與蛋白質的合成和水解過程相關的計算
第一章　第三節　第1課時　細胞的功能主要由蛋白質完成
一、蛋白質的相對分子質量、氨基(羧基)數、肽鍵數和脫水數的計算
鏈狀肽可以用如下的模式圖表示：
1.肽鍵數＝脫去水分子數＝氨基酸數－肽鏈數。
2.蛋白質的相對分子質量＝氨基酸數×氨基酸的平均相對分子質量－脫去水分子數×18(若有p個二硫鍵生成，則還應減去2p)。
3.肽鏈中游離的氨基或羧基的計算
(1)至少含有的游離的氨基數或羧基數＝肽鏈數。
(2)游離的氨基數或羧基數＝肽鏈數＋R中含有的氨基數或羧基數。
4.設氨基酸的平均相對分子質量為a，由n個氨基酸分別形成1條鏈狀多肽或m條鏈狀多肽或環狀多肽時，項目中的數目變化。
項目 氨基酸平均相對分子質量 氨基酸數目 肽鍵數目 脫去水分子數目 多肽或蛋白質相對分子質量 氨基數目 羧基數目
一條肽鏈 a n n－1 n－1 na－18×(n－1) 至少 1個 至少
1個
m條肽鏈 a n n－m n－m na－18×(n－m) 至少m個 至少m個
環狀多肽 a n n n na－18n 最少為0 最少為0
特別提醒
蛋白質的水解可看作蛋白質合成的逆過程，即合成過程脫去水分子的數目，就是水解過程中需加入水分子的數目。
例1　某蛋白質分子由四條肽鏈組成，共含氨基酸分子600個，在脫水縮合形成該蛋白質分子過程中，形成的肽鍵和水分子數分別是
A.604個和598個 B.596個和599個
C.599個和599個 D.596個和596個
√
由題干可知，該蛋白質分子由600個氨基酸分子脫水縮合而成，含有四條肽鏈，則由氨基酸經脫水縮合形成該蛋白質分子的過程中：形成的肽鍵數＝氨基酸數目－肽鏈數＝600－4＝596(個)，脫去的水分子數＝形成的肽鍵數＝596個，D正確。
例2　如圖為某蛋白質的相關數據，下列說法正確的是
A.該蛋白質含有兩條肽鏈
B.形成該蛋白質時，相對
分子質量減少了2 268
C.該蛋白質的R上共有16個氨基
D.構成該蛋白質的氨基酸共有142個羧基
√
由題圖可知，羧基總數為15個，R上
的羧基數目也為15個，而蛋白質分子
中的羧基總數＝肽鏈數＋R上的羧基
數目，所以該蛋白質含有15－15＝
0(條)肽鏈，進而推知該蛋白質由環狀多肽構成，A錯誤；
形成該蛋白質時，脫去的水分子數＝氨基酸數＝126，減少的相對分子質量等于脫去的水分子的相對分子質量的總和，即等于18×126＝2 268，B正確；
在環狀多肽中，氨基總數＝R上的氨
基數＝17，C錯誤；
綜上分析，該蛋白質由126個氨基酸
脫水縮合而成，其中有15個氨基酸的
R含有羧基，因此構成該蛋白質的氨基酸共有141個羧基，D錯誤。
二、蛋白質中各原子數的計算
觀察如圖所示的三肽化合物
1.氧原子數＝肽鍵數＋肽鏈數×2＋R上的氧原子數＝各氨基酸中氧原子總數－脫去水分子數。
2.氮原子數＝肽鍵數＋肽鏈數＋R上的氮原子數＝各氨基酸中氮原子的總數。
例3　某蛋白質由m條肽鏈、n個氨基酸組成。該蛋白質至少有氧原子的個數是
A.n－m B.n－2m
C.n＋m D.n＋2m
√
由氨基酸的結構通式可知，一個氨基酸分子至少有兩個氧原子，形成蛋白質過程中要脫掉水，所以該蛋白質至少含有氧原子數為2n－(n－m)＝n＋m，C正確。
例4　(2022·南通高一月考)某肽鏈是由50個氨基酸分子脫水縮合而成的，其中含有2個丙氨酸(C3H7O2N)，現脫掉丙氨酸(相應位置如圖所示)得到幾種不同的有機物，其中脫下的氨基酸均以游離態正常存在。下列有關該過程產生的全部有機物的敘述，錯誤的是
A.氨基和羧基均增加4個
B.肽鍵減少4個
C.氫原子增加8個
D.氧原子增加2個
√
根據題圖可知，每脫掉一個丙氨酸需斷
裂2個肽鍵、消耗2分子水，氨基和羧基
分別增加2個。題述過程脫掉2個丙氨酸，
氨基和羧基分別增加2×2＝4(個)，共需斷裂2×2＝4(個)肽鍵，即肽鍵減少4個，增加了4個水分子，即氫原子增加8個，氧原子增加4個，綜上所述，D錯誤。
1.若組成蛋白質的氨基酸的平均相對分子質量是130，那么由1條肽鏈共280個氨基酸所組成的蛋白質在形成過程中共產生的水分子數是
A.279 B.280
C.5 022 D.36 270
1
2
3
4
5
6
跟蹤訓練
√
2.(2022·淮安高一期末)如圖是三個氨基酸的結構式，由這三個氨基酸按順序脫水縮合所形成的三肽化合物中，含有的肽鍵、氨基和羧基的數目依次是
1
2
3
4
5
6
跟蹤訓練
A.1、1、2 B.1、2、2
C.2、1、2 D.2、1、3
√
分析題圖可知，肽鍵個數＝
氨基酸個數－肽鏈條數＝3－
1＝2(個)，這3個氨基酸分子
的R中都不含氨基，因此，由
這三個氨基酸脫水縮合所形成
的化合物中只含有1個氨基；第三個氨基酸的R中含有1個羧基，因此，由這三個氨基酸脫水縮合所形成的化合物中含有的羧基數為1＋1＝2(個)。故選C。
1
2
3
4
5
6
跟蹤訓練
3.(多選)如圖表示一個由 200 個氨基酸構成的蛋白質分子。下列敘述正確的是
A.該分子中含有198個肽鍵
B.這200個氨基酸中至少有200個氨基
C.合成該蛋白質時相對分子質量減少了3 582
D.該蛋白質中至少含有2個游離的氨基
1
2
3
4
5
6
跟蹤訓練
√
√
1
2
3
4
5
6
根據題意和分析圖示可知，該蛋白質分子含有兩條
肽鏈并且兩條肽鏈間由一個肽鍵連接，所以鏈內肽
鍵數＝氨基酸數－肽鏈數＝200－2＝198(個)，鏈間
肽鍵1個，該蛋白質分子共有的肽鍵數＝198＋1＝199(個)，A錯誤；
每個氨基酸分子至少含有1個氨基，由于該蛋白質分子的兩條肽鏈間的肽鍵(1個)是由第70位氨基酸R上的氨基和第165位氨基酸R上的羧基形成的，所以構成該蛋白質分子的200個氨基酸中至少具有的氨基數為200＋1＝201(個)，B錯誤；
跟蹤訓練
1
2
3
4
5
6
由以上A項的分析可知，該蛋白質分子共有199個肽
鍵，所以由200個氨基酸經脫水縮合形成該蛋白質時
脫去的水分子數為199個，合成該蛋白質時相對分子
質量減少199×18＝3 582，C正確；
由于一條肽鏈中至少有1個游離的氨基和1個游離的羧基，而該蛋白質具有兩條肽鏈，所以該蛋白質至少含有的游離氨基數＝肽鏈數＝2(個)，D正確。
跟蹤訓練
4.某蛋白質由120個氨基酸組成，其中有8個—SH，在肽鏈形成空間結構(如圖所示)時，生成4個二硫鍵(—S—S—)，若氨基酸平均相對分子質量為110，則該蛋白質的相對分子質量約為
A.11 050 B.11 250
C.11 005 D.11 500
1
2
3
4
5
6
跟蹤訓練
√
由題干分析可知，該蛋白質由120個氨基酸構成，
含有1條肽鏈和4個—S—S—，若氨基酸的平均相
對分子質量為110，則該蛋白質的相對分子質量＝
氨基酸數目×氨基酸的平均相對分子質量－脫去
水分子數×18－形成4個二硫鍵脫去的氫的相對分子質量＝120×110－(120－1)×18－4×2＝11 050。
1
2
3
4
5
6
跟蹤訓練
5.有一條多肽鏈，分子式為CxHyOpNqS，將它徹底水解后，只得到下列四種氨基酸。分析推算可知，水解得到的賴氨酸個數為
A.q－p
B.q－p－1
C.q－p－2
D.q－p＋1
1
2
3
4
5
6
跟蹤訓練
√
由題意可知，該多肽鏈中的
O原子是p個，組成該多肽鏈
的氨基酸中都含有一個羧基，
即2個O原子，設該多肽鏈含
有X個氨基酸，則有2X－(X－1)＝p，解得X＝p－1；該多肽鏈中的N原子是q個，只有賴氨酸含有2個N原子，設賴氨酸的數目是Y，則有2Y＋(p－1－Y)＝q，解得Y＝q－p＋1，D正確。
1
2
3
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6
跟蹤訓練
6.(2023·泰州高一期末)假如蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)羧基端的肽鍵，蛋白酶2作用于賴氨酸(C6H14N2O2)兩側的肽鍵，某四十九肽經酶1和酶2作用后的情況如圖所示。下列敘述正確的是
A.此多肽中含1個賴氨酸
B.苯丙氨酸位于四十九肽
的第17、31、49位
C.短肽D、E與四十九肽的O原子數相同，N原子數減少4個
D.適宜條件下酶1和酶2同時作用于此多肽，可形成五條短肽
1
2
3
4
5
6
跟蹤訓練
√
蛋白酶2作用于賴氨酸(C6H14N2O2)兩側的肽鍵，由圖中酶2作用后的肽鏈情況可知，此多肽中含有1個賴氨酸，且位于第23位，A正確；
蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)羧基端的肽鍵，由圖中酶1作用后的肽鏈情況可知，苯丙氨酸位于第16、30、48位，B錯誤；
1
2
3
4
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6
跟蹤訓練
短肽D、E與四十九肽相比減少2個肽鍵和1個賴氨酸，O原子數是相同的，N原子數減少2個，C錯誤；
適宜條件下酶1和酶2同時
作用于此多肽，可得到1～16、17～22、24～30、31～48四條短肽和第23位、第49位兩個氨基酸，D錯誤。
1
2
3
4
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跟蹤訓練　　　　　　　與蛋白質的合成和水解過程相關的計算
一、蛋白質的相對分子質量、氨基(羧基)數、肽鍵數和脫水數的計算
鏈狀肽可以用如下的模式圖表示：
1．肽鍵數＝脫去水分子數＝氨基酸數－肽鏈數。
2．蛋白質的相對分子質量＝氨基酸數×氨基酸的平均相對分子質量－脫去水分子數×18(若有p個二硫鍵生成，則還應減去2p)。
3．肽鏈中游離的氨基或羧基的計算
(1)至少含有的游離的氨基數或羧基數＝肽鏈數。
(2)游離的氨基數或羧基數＝肽鏈數＋R中含有的氨基數或羧基數。
4．設氨基酸的平均相對分子質量為a，由n個氨基酸分別形成1條鏈狀多肽或m條鏈狀多肽或環狀多肽時，項目中的數目變化。
項目 氨基酸平均相對分子質量 氨基酸數目 肽鍵數目 脫去水分子數目 多肽或蛋白質相對分子質量 氨基數目 羧基數目
一條肽鏈 a n n－1 n－1 na－18×(n－1) 至少1個 至少1個
m條肽鏈 a n n－m n－m na－18×(n－m) 至少m個 至少m個
環狀多肽 a n n n na－18n 最少為0 最少為0
特別提醒　蛋白質的水解可看作蛋白質合成的逆過程，即合成過程脫去水分子的數目，就是水解過程中需加入水分子的數目。
例1　某蛋白質分子由四條肽鏈組成，共含氨基酸分子600個，在脫水縮合形成該蛋白質分子過程中，形成的肽鍵和水分子數分別是(　　)
A．604個和598個 B．596個和599個
C．599個和599個 D．596個和596個
答案　D
解析　由題干可知，該蛋白質分子由600個氨基酸分子脫水縮合而成，含有四條肽鏈，則由氨基酸經脫水縮合形成該蛋白質分子的過程中：形成的肽鍵數＝氨基酸數目－肽鏈數＝600－4＝596(個)，脫去的水分子數＝形成的肽鍵數＝596個，D正確。
例2　如圖為某蛋白質的相關數據，下列說法正確的是(　　)
A．該蛋白質含有兩條肽鏈
B．形成該蛋白質時，相對分子質量減少了2 268
C．該蛋白質的R上共有16個氨基
D．構成該蛋白質的氨基酸共有142個羧基
答案　B
解析　由題圖可知，羧基總數為15個，R上的羧基數目也為15個，而蛋白質分子中的羧基總數＝肽鏈數＋R上的羧基數目，所以該蛋白質含有15－15＝0(條)肽鏈，進而推知該蛋白質由環狀多肽構成，A錯誤；形成該蛋白質時，脫去的水分子數＝氨基酸數＝126，減少的相對分子質量等于脫去的水分子的相對分子質量的總和，即等于18×126＝2 268，B正確；在環狀多肽中，氨基總數＝R上的氨基數＝17，C錯誤；綜上分析，該蛋白質由126個氨基酸脫水縮合而成，其中有15個氨基酸的R含有羧基，因此構成該蛋白質的氨基酸共有141個羧基，D錯誤。
二、蛋白質中各原子數的計算
觀察如圖所示的三肽化合物
1．氧原子數＝肽鍵數＋肽鏈數×2＋R上的氧原子數＝各氨基酸中氧原子總數－脫去水分子數。
2．氮原子數＝肽鍵數＋肽鏈數＋R上的氮原子數＝各氨基酸中氮原子的總數。
例3　某蛋白質由m條肽鏈、n個氨基酸組成。該蛋白質至少有氧原子的個數是(　　)
A．n－m B．n－2m
C．n＋m D．n＋2m
答案　C
解析　由氨基酸的結構通式可知，一個氨基酸分子至少有兩個氧原子，形成蛋白質過程中要脫掉水，所以該蛋白質至少含有氧原子數為2n－(n－m)＝n＋m，C正確。
例4　(2022·南通高一月考)某肽鏈是由50個氨基酸分子脫水縮合而成的，其中含有2個丙氨酸(C3H7O2N)，現脫掉丙氨酸(相應位置如圖所示)得到幾種不同的有機物，其中脫下的氨基酸均以游離態正常存在。下列有關該過程產生的全部有機物的敘述，錯誤的是(　　)
A．氨基和羧基均增加4個
B．肽鍵減少4個
C．氫原子增加8個
D．氧原子增加2個
答案　D
解析　根據題圖可知，每脫掉一個丙氨酸需斷裂2個肽鍵、消耗2分子水，氨基和羧基分別增加2個。題述過程脫掉2個丙氨酸，氨基和羧基分別增加2×2＝4(個)，共需斷裂2×2＝4(個)肽鍵，即肽鍵減少4個，增加了4個水分子，即氫原子增加8個，氧原子增加4個，綜上所述，D錯誤。
1．若組成蛋白質的氨基酸的平均相對分子質量是130，那么由1條肽鏈共280個氨基酸所組成的蛋白質在形成過程中共產生的水分子數是(　　)
A．279 B．280
C．5 022 D．36 270
答案　A
2．(2022·淮安高一期末)如圖是三個氨基酸的結構式，由這三個氨基酸按順序脫水縮合所形成的三肽化合物中，含有的肽鍵、氨基和羧基的數目依次是(　　)
A．1、1、2 B．1、2、2
C．2、1、2 D．2、1、3
答案　C
解析　分析題圖可知，肽鍵個數＝氨基酸個數－肽鏈條數＝3－1＝2(個)，這3個氨基酸分子的R中都不含氨基，因此，由這三個氨基酸脫水縮合所形成的化合物中只含有1個氨基；第三個氨基酸的R中含有1個羧基，因此，由這三個氨基酸脫水縮合所形成的化合物中含有的羧基數為1＋1＝2(個)。故選C。
3．(多選)如圖表示一個由 200 個氨基酸構成的蛋白質分子。下列敘述正確的是(　　)
A．該分子中含有198個肽鍵
B．這200個氨基酸中至少有200個氨基
C．合成該蛋白質時相對分子質量減少了3 582
D．該蛋白質中至少含有2個游離的氨基
答案　CD
解析　根據題意和分析圖示可知，該蛋白質分子含有兩條肽鏈并且兩條肽鏈間由一個肽鍵連接，所以鏈內肽鍵數＝氨基酸數－肽鏈數＝200－2＝198(個)，鏈間肽鍵1個，該蛋白質分子共有的肽鍵數＝198＋1＝199(個)，A錯誤；每個氨基酸分子至少含有1個氨基，由于該蛋白質分子的兩條肽鏈間的肽鍵(1個)是由第70位氨基酸R上的氨基和第165位氨基酸R上的羧基形成的，所以構成該蛋白質分子的200個氨基酸中至少具有的氨基數為200＋1＝201(個)，B錯誤；由以上A項的分析可知，該蛋白質分子共有199個肽鍵，所以由200個氨基酸經脫水縮合形成該蛋白質時脫去的水分子數為199個，合成該蛋白質時相對分子質量減少199×18＝3 582，C正確；由于一條肽鏈中至少有1個游離的氨基和1個游離的羧基，而該蛋白質具有兩條肽鏈，所以該蛋白質至少含有的游離氨基數＝肽鏈數＝2(個)，D正確。
4．某蛋白質由120個氨基酸組成，其中有8個—SH，在肽鏈形成空間結構(如圖所示)時，生成4個二硫鍵(—S—S—)，若氨基酸平均相對分子質量為110，則該蛋白質的相對分子質量約為(　　)
A．11 050 B．11 250
C．11 005 D．11 500
答案　A
解析　由題干分析可知，該蛋白質由120個氨基酸構成，含有1條肽鏈和4個—S—S—，若氨基酸的平均相對分子質量為110，則該蛋白質的相對分子質量＝氨基酸數目×氨基酸的平均相對分子質量－脫去水分子數×18－形成4個二硫鍵脫去的氫的相對分子質量＝120×110－(120－1)×18－4×2＝11 050。
5．有一條多肽鏈，分子式為CxHyOpNqS，將它徹底水解后，只得到下列四種氨基酸。分析推算可知，水解得到的賴氨酸個數為(　　)
A．q－p B．q－p－1
C．q－p－2 D．q－p＋1
答案　D
解析　由題意可知，該多肽鏈中的O原子是p個，組成該多肽鏈的氨基酸中都含有一個羧基，即2個O原子，設該多肽鏈含有X個氨基酸，則有2X－(X－1)＝p，解得X＝p－1；該多肽鏈中的N原子是q個，只有賴氨酸含有2個N原子，設賴氨酸的數目是Y，則有2Y＋(p－1－Y)＝q，解得Y＝q－p＋1，D正確。
6．(2023·泰州高一期末)假如蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)羧基端的肽鍵，蛋白酶2作用于賴氨酸(C6H14N2O2)兩側的肽鍵，某四十九肽經酶1和酶2作用后的情況如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．此多肽中含1個賴氨酸
B．苯丙氨酸位于四十九肽的第17、31、49位
C．短肽D、E與四十九肽的O原子數相同，N原子數減少4個
D．適宜條件下酶1和酶2同時作用于此多肽，可形成五條短肽
答案　A
解析　蛋白酶2作用于賴氨酸(C6H14N2O2)兩側的肽鍵，由圖中酶2作用后的肽鏈情況可知，此多肽中含有1個賴氨酸，且位于第23位，A正確；蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)羧基端的肽鍵，由圖中酶1作用后的肽鏈情況可知，苯丙氨酸位于第16、30、48位，B錯誤；短肽D、E與四十九肽相比減少2個肽鍵和1個賴氨酸，O原子數是相同的，N原子數減少2個，C錯誤；適宜條件下酶1和酶2同時作用于此多肽，可得到1～16、17～22、24～30、31～48四條短肽和第23位、第49位兩個氨基酸，D錯誤。

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