資源簡介 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、氨基酸數、肽鏈數、肽鍵數和失去水分子數的關系1.肽鍵數=失去水分子數=氨基酸數-肽鏈數(對于環肽來說,肽鍵數=氨基酸數=失去水分子數)。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)。肽鏈 數目 氨基酸數 肽鍵數目 脫去水分子數 氨基數目 羧基數目 多肽(蛋白質)的相對分子質量1條 n n-1 n-1 至少1個 至少1個 an-18×(n-1)m條 n n-m n-m 至少m個 至少m個 an-18×(n-m)注:設氨基酸的平均相對分子質量為a。例1 如圖為某蛋白質的結構示意圖,由兩條直鏈肽和一條環肽構成。其中“—S—S—”表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵。若該蛋白質分子共由m個氨基酸組成,則形成一個該蛋白質分子時生成的水分子數和減少的相對分子質量分別為( )A.m個,18mB.(m-4)個,18(m-4)C.(m-3)個,18(m-3)+4D.(m-2)個,18(m-2)+4例2 2條肽鏈分別由360個氨基酸和380個氨基酸組成,若氨基酸的平均相對分子質量為a,則2條肽鏈之間相差的肽鍵數和相差的相對分子質量分別是( )A.19和19a B.19和19a-19×18C.20和20a D.20和20a-20×18二、蛋白質中游離氨基或羧基的計算可將肽鏈看作“C”與“—CO—NH—”交替連接構成的基本骨架,在“C”上連接著—R和—H,在肽鏈的兩端分別是游離的“—NH2”和“—COOH”,如圖所示:1.至少含有的游離氨基或羧基數=肽鏈數。2.肽鏈中游離氨基數或羧基數=肽鏈數+R基團中含有的氨基數或羧基數。3.環狀肽中游離氨基數或羧基數取決于構成環狀肽的氨基酸R基團中的氨基數或羧基數。例3 (2024·浙江余姚中學高一期中)現有氨基酸500個,其中氨基總數為520個,羧基總數為512個,則由這些氨基酸合成的含有3條肽鏈的蛋白質共有肽鍵、氨基和羧基的數目依次為( )A.497、23、15 B.496、23、15C.497、22、14 D.496、22、14例4 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 600D.該蛋白質中至少含有4個游離的羧基三、利用原子守恒定律計算蛋白質中各元素的原子數1.N原子數=肽鍵數+肽鏈數+R基團上的N原子數=各氨基酸中N原子的總數。2.O原子數=肽鍵數+2×肽鏈數+R基團上的O原子數=各氨基酸中O原子的總數-脫去的水分子數。3.H原子數=各氨基酸中H原子的總數-2×脫去的水分子數。特別提醒 由于R基團上的碳原子數不好確定,且氫原子數較多,因此以氮原子數或氧原子數的計算為突破口,計算氨基酸的分子式或氨基酸個數最為簡便。例5 某三十九肽中共有甘氨酸(甘氨酸結構式如圖1)4個,現用某種水解酶去除其中的甘氨酸,得到4條長短不等的多肽(如圖2)。如將原來多肽與4條多肽總的原子數或結構數進行比較時,會出現下列4種情況中的( )①肽鍵數目減少7個 ②C原子數目減少8個③氨基和羧基分別增加3個 ④O原子數目減少1個A.1種 B.2種 C.3種 D.4種例6 由m個氨基酸組成的某蛋白質分子中有4條肽鏈,則此蛋白質分子中含有的氧原子與氮原子數至少共有( )A.(m+4)個 B.(2m+4)個C.(2m+8)個 D.(m+8)個1.(2024·金華高一檢測)丙氨酸的分子式為C3H7NO2,現用酶解法去除某二十肽羧基端的一個丙氨酸,得到十九肽。下列有關該十九肽與二十肽的比較,錯誤的是( )A.氫原子減少6個B.碳原子減少3個C.氨基和羧基數目不變D.氧原子減少1個2.經分析某條多肽鏈中有O原子p個,N原子q個,它徹底水解后,只得到下列4種氨基酸。分析推算可知,1分子該多肽水解得到的賴氨酸個數為( )A.p-q B.q-pC.p-q+1 D.q-p+13.某十九肽中,含4個天門冬氨酸(化學式是C4H7O4N),分別位于肽鍵的第7、8、14、19位(如圖)。肽酶E1專門作用于天門冬氨酸羧基端的肽鍵,肽酶E2專門作用于天門冬氨酸氨基端的肽鍵。下列相關敘述正確的是( )A.該十九肽含有1個氨基和1個羧基B.該十九肽至少含有6個游離的羧基C.肽酶E1完全作用后產生的多肽有七肽、六肽、四肽和1個天門冬氨酸D.肽酶E2完全作用后產生的多肽中氧原子數目比十九肽少了4個4.(2024·杭州高一期中)綠色熒光蛋白簡稱GFP,最初是從維多利亞多管發光水母中分離出來的結構蛋白。其相關數據如圖所示,下列有關敘述錯誤的是( )A.該蛋白質含有2條肽鏈B.該熒光蛋白含有的氮原子數是126個C.該蛋白質共有肽鍵124個D.合成該蛋白質時,相對分子質量減少了2 2325.(2024·杭州西湖高級中學高一月考)有一種環狀五肽的蛋白質,下列敘述正確的是( )A.該蛋白質可被細胞直接吸收B.其中的氮元素主要存在于氨基中C.用酒精處理有利于保存該蛋白質D.徹底水解該蛋白質時需要5個水分子參與6.(2024·溫州高一期中)如圖是人體某信息分子的結構簡式,其中三字母為氨基酸的縮寫,“―S―S―”為二硫鍵,由兩個―SH(巰基)脫氫連接而成。據圖回答下列問題:(1)此化合物由________個氨基酸通過脫水縮合形成,氨基酸的結構通式表示為________________________________________________________________________。(2)此化合物由________種氨基酸組成,不同氨基酸的________不同,據圖可以推測氨基酸________(填縮寫)上肯定攜帶兩個氨基或羧基。(3)若圖中氨基酸的平均相對分子質量為128,則該分子的相對分子質量可能是________。答案精析例1 D [假設環狀肽鏈中氨基酸的個數是X個,則兩條鏈狀肽鏈的氨基酸個數是(m-X)個,因此氨基酸經過脫水縮合反應生成的水分子數是[ (m-X)-2]+X=m-2;由題意可知,1個二硫鍵形成時脫去了2個H,該蛋白質中含有2個二硫鍵,共脫去了4個H,因此氨基酸經過脫水縮合反應產生的蛋白質的相對分子質量減少18 (m-2)+4。]例2 D [360個氨基酸脫水縮合形成1條肽鏈時,形成的肽鍵數是360-1=359(個),380個氨基酸脫水縮合形成1條肽鏈時,形成的肽鍵數是380-1=379(個),二者肽鍵數相差379-359=20(個);兩條肽鏈相對分子質量相差(380a-379×18)-(360a-359×18)=20a-20×18。]例3 A [氨基酸有500個,其中氨基總數為520個,羧基總數為512個,說明R基團中有20個氨基和12個羧基;這些氨基酸合成3條肽鏈,故肽鍵數=500-3=497(個),游離的氨基=3+20=23(個),游離的羧基=3+12=15(個)。]例4 C [由題圖可知,該蛋白質有兩條肽鏈并且兩條肽鏈由兩個肽鍵連接,鏈內肽鍵有198個,鏈間肽鍵有2個,共200個肽鍵,A錯誤;因為鏈間的肽鍵是R基團上的氨基和羧基形成的,所以這200個氨基酸中至少有202個氨基,B錯誤;脫水縮合成該蛋白質時脫去了200個水分子,相對分子質量減少了200×18=3 600,C正確;該蛋白質有兩條肽鏈,至少含有2個游離的羧基,D錯誤。]例5 D [該三十九肽中含有肽鍵數目為38個,去掉甘氨酸后的肽鍵數目為6+8+7+10=31(個),①正確;C原子減少數目為甘氨酸數×2=4×2=8(個),②正確;該三十九肽中原來含有的氨基和羧基數目各至少為1個,用水解酶去掉甘氨酸后有4條多肽鏈,氨基和羧基至少各有4個,③正確;根據甘氨酸的位置可知,除去4個甘氨酸后將導致7個肽鍵斷裂,故水解需要7個水分子,同時脫去4個甘氨酸,所以O原子數目減少1個,④正確。]例6 B [—CO—NH—中的氧原子數為(m-4)個,4條肽鏈至少含有4個羧基,其氧原子數為2×4=8(個),故氧原子數至少有(m+4)個;氮原子數至少為m個,故氧原子和氮原子之和至少有(2m+4)個。]跟蹤訓練1.A [根據丙氨酸的分子式可知,用酶解法去除某二十肽羧基端的一個丙氨酸,得到十九肽,需要加入1個水分子(含2個氫,1個氧),生成1個丙氨酸(含7個氫,2個氧),故氫原子減少7-2=5(個),氧原子減少2-1=1(個),A錯誤,D正確;碳原子減少的數目就是一個丙氨酸含的碳原子數即3個,B正確;因為丙氨酸R基團上沒有氨基和羧基,所以十九肽與二十肽都是至少有1個氨基和1個羧基,C正確。 ]2.D [分析4種氨基酸的特點可知,4種氨基酸的R基團上均無氧原子,該多肽所含氨基酸數為(p-1)個,氮原子數=氨基酸數+R基團上的氮原子數,4種氨基酸中只有賴氨酸的R基團上有1個氮原子,因此該多肽含有的賴氨酸數=q-(p-1)=q-p+1,D正確。]3.D [根據天門冬氨酸的化學式可知,分子中含有1個氨基和2個羧基,所以該十九肽中至少含有1個氨基,5個羧基,A、B錯誤;用肽酶E1處理,可得到1→7、8、9→14、15→19,三條短肽和8號游離的天門冬氨酸,三條短肽分別是七肽、六肽、五肽,C錯誤;用肽酶E2處理,肽酶E2專門作用于天門冬氨酸氨基端的肽鍵,肽酶E2完全作用后產生的多肽中需要4個H2O,脫掉2個天門冬氨酸,因此多肽中氧原子數目比十九肽少了4個,D正確。]4.B [游離的羧基總數=肽鏈數+R基團上的羧基數,即17=肽鏈數+15,即肽鏈數是2,故該蛋白質含有2條肽鏈,A正確;氮原子數=氨基酸數目+游離的氨基總數-肽鏈數,氮原子數=126+17-2=141(個),B錯誤;肽鍵數=氨基酸數目-肽鏈數=126-2=124(個),C正確;合成該蛋白質時,脫水數=肽鍵數=124,相對分子質量減少18×124=2 232,D正確。]5.D [該蛋白質被水解成氨基酸才能被細胞吸收,A錯誤;構成蛋白質肽鏈的氨基酸之間是通過肽鍵連接的,結構“-CO-NH-”是蛋白質中氮元素的主要存在方式,B錯誤;用酒精處理蛋白質會破壞蛋白質的空間結構,不利于保存該蛋白質,C錯誤;環狀五肽有5個肽鍵,故徹底水解該蛋白質時需要5個水分子參與,D正確。]6.(1)9 (2)8 R基團 Asn(3)1 006解析 (1)據題圖可知,該化合物由9個氨基酸通過脫水縮合形成。(2)此化合物由Cys、Tyr、Phe、Gln、Asn、Pro、Arg、Gly 8種氨基酸組成,不同氨基酸的R基團不同,由題圖可知,Asn連接了三個氨基酸,故可推測Asn上肯定攜帶兩個氨基或羧基。(3)若圖中氨基酸的平均相對分子質量為128,則該分子的相對分子質量可能是128×9-18×8-2=1 006。(共31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 細胞的分子組成<<<一、蛋白質的相對分子質量、氨基酸數、肽鏈數、肽鍵數和失去水分子數的關系1.肽鍵數=失去水分子數=氨基酸數-肽鏈數(對于環肽來說,肽鍵數=氨基酸數=失去水分子數)。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)。肽鏈 數目 氨基 酸數 肽鍵 數目 脫去水 分子數 氨基 數目 羧基 數目 多肽(蛋白質)的相對分子質量1條 n n-1 n-1 至少1個 至少1個 an-18×(n-1)m條 n n-m n-m 至少m個 至少m個 an-18×(n-m)注:設氨基酸的平均相對分子質量為a。例1 如圖為某蛋白質的結構示意圖,由兩條直鏈肽和一條環肽構成。其中“—S—S—”表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵。若該蛋白質分子共由m個氨基酸組成,則形成一個該蛋白質分子時生成的水分子數和減少的相對分子質量分別為A.m個,18mB.(m-4)個,18(m-4)C.(m-3)個,18(m-3)+4D.(m-2)個,18(m-2)+4√假設環狀肽鏈中氨基酸的個數是X個,則兩條鏈狀肽鏈的氨基酸個數是(m-X)個,因此氨基酸經過脫水縮合反應生成的水分子數是[ (m-X)-2]+X=m-2;由題意可知,1個二硫鍵形成時脫去了2個H,該蛋白質中含有2個二硫鍵,共脫去了4個H,因此氨基酸經過脫水縮合反應產生的蛋白質的相對分子質量減少18 (m-2)+4。360個氨基酸脫水縮合形成1條肽鏈時,形成的肽鍵數是360-1=359(個),380個氨基酸脫水縮合形成1條肽鏈時,形成的肽鍵數是380-1=379(個),二者肽鍵數相差379-359=20(個);兩條肽鏈相對分子質量相差(380a-379×18)-(360a-359×18)=20a-20×18。例2 2條肽鏈分別由360個氨基酸和380個氨基酸組成,若氨基酸的平均相對分子質量為a,則2條肽鏈之間相差的肽鍵數和相差的相對分子質量分別是A.19和19a B.19和19a-19×18C.20和20a D.20和20a-20×18√二、蛋白質中游離氨基或羧基的計算可將肽鏈看作“C”與“—CO—NH—”交替連接構成的基本骨架,在“C”上連接著—R和—H,在肽鏈的兩端分別是游離的“—NH2”和“—COOH”,如圖所示:1.至少含有的游離氨基或羧基數=肽鏈數。2.肽鏈中游離氨基數或羧基數=肽鏈數+R基團中含有的氨基數或羧基數。3.環狀肽中游離氨基數或羧基數取決于構成環狀肽的氨基酸R基團中的氨基數或羧基數。例3 (2024·浙江余姚中學高一期中)現有氨基酸500個,其中氨基總數為520個,羧基總數為512個,則由這些氨基酸合成的含有3條肽鏈的蛋白質共有肽鍵、氨基和羧基的數目依次為A.497、23、15 B.496、23、15C.497、22、14 D.496、22、14√氨基酸有500個,其中氨基總數為520個,羧基總數為512個,說明R基團中有20個氨基和12個羧基;這些氨基酸合成3條肽鏈,故肽鍵數=500-3=497(個),游離的氨基=3+20=23(個),游離的羧基=3+12=15(個)。例4 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 600D.該蛋白質中至少含有4個游離的羧基√由題圖可知,該蛋白質有兩條肽鏈并且兩條肽鏈由兩個肽鍵連接,鏈內肽鍵有198個,鏈間肽鍵有2個,共200個肽鍵,A錯誤;因為鏈間的肽鍵是R基團上的氨基和羧基形成的,所以這200個氨基酸中至少有202個氨基,B錯誤;脫水縮合成該蛋白質時脫去了200個水分子,相對分子質量減少了200×18=3 600,C正確;該蛋白質有兩條肽鏈,至少含有2個游離的羧基,D錯誤。三、利用原子守恒定律計算蛋白質中各元素的原子數1.N原子數=肽鍵數+肽鏈數+R基團上的N原子數=各氨基酸中N原子的總數。2.O原子數=肽鍵數+2×肽鏈數+R基團上的O原子數=各氨基酸中O原子的總數-脫去的水分子數。3.H原子數=各氨基酸中H原子的總數-2×脫去的水分子數。特別提醒由于R基團上的碳原子數不好確定,且氫原子數較多,因此以氮原子數或氧原子數的計算為突破口,計算氨基酸的分子式或氨基酸個數最為簡便。例5 某三十九肽中共有甘氨酸(甘氨酸結構式如圖1)4個,現用某種水解酶去除其中的甘氨酸,得到4條長短不等的多肽(如圖2)。如將原來多肽與4條多肽總的原子數或結構數進行比較時,會出現下列4種情況中的①肽鍵數目減少7個 ②C原子數目減少8個③氨基和羧基分別增加3個 ④O原子數目減少1個A.1種 B.2種 C.3種 D.4種√該三十九肽中含有肽鍵數目為38個,去掉甘氨酸后的肽鍵數目為6+8+7+10=31(個),①正確;C原子減少數目為甘氨酸數×2=4×2=8(個),②正確;該三十九肽中原來含有的氨基和羧基數目各至少為1個,用水解酶去掉甘氨酸后有4條多肽鏈,氨基和羧基至少各有4個,③正確;根據甘氨酸的位置可知,除去4個甘氨酸后將導致7個肽鍵斷裂,故水解需要7個水分子,同時脫去4個甘氨酸,所以O原子數目減少1個,④正確。例6 由m個氨基酸組成的某蛋白質分子中有4條肽鏈,則此蛋白質分子中含有的氧原子與氮原子數至少共有A.(m+4)個 B.(2m+4)個C.(2m+8)個 D.(m+8)個√—CO—NH—中的氧原子數為(m-4)個,4條肽鏈至少含有4個羧基,其氧原子數為2×4=8(個),故氧原子數至少有(m+4)個;氮原子數至少為m個,故氧原子和氮原子之和至少有(2m+4)個。1.(2024·金華高一檢測)丙氨酸的分子式為C3H7NO2,現用酶解法去除某二十肽羧基端的一個丙氨酸,得到十九肽。下列有關該十九肽與二十肽的比較,錯誤的是A.氫原子減少6個 B.碳原子減少3個C.氨基和羧基數目不變 D.氧原子減少1個√123456123456根據丙氨酸的分子式可知,用酶解法去除某二十肽羧基端的一個丙氨酸,得到十九肽,需要加入1個水分子(含2個氫,1個氧),生成1個丙氨酸(含7個氫,2個氧),故氫原子減少7-2=5(個),氧原子減少2-1=1(個),A錯誤,D正確;碳原子減少的數目就是一個丙氨酸含的碳原子數即3個,B正確;因為丙氨酸R基團上沒有氨基和羧基,所以十九肽與二十肽都是至少有1個氨基和1個羧基,C正確。1234562.經分析某條多肽鏈中有O原子p個,N原子q個,它徹底水解后,只得到下列4種氨基酸。分析推算可知,1分子該多肽水解得到的賴氨酸個數為A.p-q B.q-pC.p-q+1 D.q-p+1√123456分析4種氨基酸的特點可知,4種氨基酸的R基團上均無氧原子,該多肽所含氨基酸數為(p-1)個,氮原子數=氨基酸數+R基團上的氮原子數,4種氨基酸中只有賴氨酸的R基團上有1個氮原子,因此該多肽含有的賴氨酸數=q-(p-1)=q-p+1,D正確。1234563.某十九肽中,含4個天門冬氨酸(化學式是C4H7O4N),分別位于肽鍵的第7、8、14、19位(如圖)。肽酶E1專門作用于天門冬氨酸羧基端的肽鍵,肽酶E2專門作用于天門冬氨酸氨基端的肽鍵。下列相關敘述正確的是A.該十九肽含有1個氨基和1個羧基B.該十九肽至少含有6個游離的羧基C.肽酶E1完全作用后產生的多肽有七肽、六肽、四肽和1個天門冬氨酸D.肽酶E2完全作用后產生的多肽中氧原子數目比十九肽少了4個√123456根據天門冬氨酸的化學式可知,分子中含有1個氨基和2個羧基,所以該十九肽中至少含有1個氨基,5個羧基,A、B錯誤;用肽酶E1處理,可得到1→7、8、9→14、15→19,三條短肽和8號游離的天門冬氨酸,三條短肽分別是七肽、六肽、五肽,C錯誤;用肽酶E2處理,肽酶E2專門作用于天門冬氨酸氨基端的肽鍵,肽酶E2完全作用后產生的多肽中需要4個H2O,脫掉2個天門冬氨酸,因此多肽中氧原子數目比十九肽少了4個,D正確。1234564.(2024·杭州高一期中)綠色熒光蛋白簡稱GFP,最初是從維多利亞多管發光水母中分離出來的結構蛋白。其相關數據如圖所示,下列有關敘述錯誤的是A.該蛋白質含有2條肽鏈B.該熒光蛋白含有的氮原子數是126個C.該蛋白質共有肽鍵124個D.合成該蛋白質時,相對分子質量減少了2 232√123456游離的羧基總數=肽鏈數+R基團上的羧基數,即17=肽鏈數+15,即肽鏈數是2,故該蛋白質含有2條肽鏈,A正確;氮原子數=氨基酸數目+游離的氨基總數-肽鏈數,氮原子數=126+17-2=141(個),B錯誤;123456肽鍵數=氨基酸數目-肽鏈數=126-2=124(個),C正確;合成該蛋白質時,脫水數=肽鍵數=124,相對分子質量減少18×124=2 232,D正確。1234565.(2024·杭州西湖高級中學高一月考)有一種環狀五肽的蛋白質,下列敘述正確的是A.該蛋白質可被細胞直接吸收B.其中的氮元素主要存在于氨基中C.用酒精處理有利于保存該蛋白質D.徹底水解該蛋白質時需要5個水分子參與√123456該蛋白質被水解成氨基酸才能被細胞吸收,A錯誤;構成蛋白質肽鏈的氨基酸之間是通過肽鍵連接的,結構“—CO—NH—”是蛋白質中氮元素的主要存在方式,B錯誤;用酒精處理蛋白質會破壞蛋白質的空間結構,不利于保存該蛋白質,C錯誤;環狀五肽有5個肽鍵,故徹底水解該蛋白質時需要5個水分子參與,D正確。1234566.(2024·溫州高一期中)如圖是人體某信息分子的結構簡式,其中三字母為氨基酸的縮寫,“—S—S—”為二硫鍵,由兩個—SH(巰基)脫氫連接而成。據圖回答下列問題:123456(1)此化合物由_____個氨基酸通過脫水縮合形成,氨基酸的結構通式表示為_________________。9據題圖可知,該化合物由9個氨基酸通過脫水縮合形成。123456(2)此化合物由_____種氨基酸組成,不同氨基酸的________不同,據圖可以推測氨基酸______(填縮寫)上肯定攜帶兩個氨基或羧基。8此化合物由Cys、Tyr、Phe、Gln、Asn、Pro、Arg、Gly 8種氨基酸組成,不同氨基酸的R基團不同,由題圖可知,Asn連接了三個氨基酸,故可推測Asn上肯定攜帶兩個氨基或羧基。R基團Asn123456(3)若圖中氨基酸的平均相對分子質量為128,則該分子的相對分子質量可能是______。若圖中氨基酸的平均相對分子質量為128,則該分子的相對分子質量可能是128×9-18×8-2=1 006。1 006 展開更多...... 收起↑ 資源列表 第一章 微專題一 與蛋白質的合成和水解過程相關的計算.docx 第一章 微專題一 與蛋白質的合成和水解過程相關的計算.pptx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫