高中生物必修一同步系列（新教材）講義第2章 微專題(一) 與蛋白質(zhì)的合成和水解過程相關(guān)的計算

微專題(一)與蛋白質(zhì)的合成和水解過程相關(guān)的計算一、蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量、氨基(羧基)數(shù)、肽鍵數(shù)和脫水數(shù)的計算鏈狀肽可以用如下的模式圖表示：1．肽鍵數(shù)＝失去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)。2．蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量＝氨基酸數(shù)×氨基酸的平均相對分子質(zhì)量－脫去水分子數(shù)×18(若有p個二硫鍵生成，則還應減去2p)。肽鏈數(shù)目氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)目脫去水分子數(shù)氨基數(shù)目羧基數(shù)目多肽(蛋白質(zhì))的相對分子質(zhì)量1條nn－1n－1至少1個至少1個na－18(n－1)m條nn－mn－m至少m個至少m個na－18(n－m)3.肽鏈中游離氨基或羧基的計算(1)至少含有的游離氨基或羧基＝肽鏈數(shù)。(2)游離氨基或羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)＋R基中含有的氨基或羧基數(shù)。例1(2020·山東濟南一中高一月考)下圖為牛胰島素結(jié)構(gòu)圖，該物質(zhì)中—S—S—是由兩個—SH脫去兩個H形成的。下列說法正確的是()A．牛胰島素含有50個肽鍵B．牛胰島素中至少含有2個—NH2和2個—COOHC．牛胰島素水解產(chǎn)物含有21種不同的氨基酸D．牛胰島素形成時，減少的相對分子質(zhì)量為882答案B解析由題圖可知，牛胰島素是由2條肽鏈組成的，含有的肽鍵數(shù)＝氨基酸的個數(shù)－肽鏈數(shù)＝51－2＝49，A錯誤；胰島素含有2條肽鏈，每條肽鏈中至少含有一個—NH2和1個—COOH，因此牛胰島素中至少含有2個—NH2和2個—COOH，B正確；構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，但每種蛋白質(zhì)不一定都由21種氨基酸形成，因此牛胰島素水解產(chǎn)物最多含有21種不同的氨基酸，C錯誤；氨基酸脫水縮合形成胰島素的過程中脫去的水分子數(shù)目＝形成的肽鍵數(shù)＝49個，此過程中還形成3個二硫鍵(二硫鍵由兩個—SH脫掉兩個氫連接而成)，即脫去6個H，所以51個氨基酸脫水縮合形成胰島素時，減少的相對分子質(zhì)量為49×18＋6＝888，D錯誤。例2如圖表示某蛋白質(zhì)(無環(huán)狀肽)中氨基酸和相關(guān)基團的數(shù)目。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．共有2條肽鏈B．共有124個肽鍵C．形成此蛋白質(zhì)時，相對分子質(zhì)量減少2250D．R基中共含有15個氨基答案C解析據(jù)題圖分析可知，該蛋白質(zhì)共有2條肽鏈，A正確；蛋白質(zhì)中氨基酸總數(shù)是126，該蛋白質(zhì)的肽鏈數(shù)是2條，所以共含有的肽鍵數(shù)為126－2＝124(個)，B正確；該蛋白質(zhì)含有126個氨基酸，形成2條肽鏈，失去水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)＝126－2＝124(個)，相對分子質(zhì)量減少18×124＝2232，C錯誤；蛋白質(zhì)中游離的氨基總數(shù)是17，該蛋白質(zhì)的肽鏈數(shù)是2條，所以R基中共含17－2＝15(個)氨基，D正確。二、蛋白質(zhì)中各原子數(shù)的計算觀察如圖所示的三肽化合物1．氧原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)×2＋R基上的氧原子數(shù)＝各氨基酸中氧原子總數(shù)－脫去水分子數(shù)2．氮原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＋R基上的氮原子數(shù)＝各氨基酸中氮原子的總數(shù)例3(2019·天津一中高一期末)某蛋白質(zhì)由m條肽鏈、n個氨基酸組成。該蛋白質(zhì)至少有氧原子的個數(shù)是()A．n－m B．n－2mC．n＋m D．n＋2m答案C解析由氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可知，一個氨基酸至少有兩個氧原子，形成蛋白質(zhì)過程中要脫掉水，所以該蛋白質(zhì)至少含有氧原子數(shù)為2n－(n－m)＝n＋m，C正確，A、B、D錯誤。例4某多肽長鏈分子式為C42H65N11O9，它徹底水解后只得到如下3種氨基酸，則此多肽中含有賴氨酸的個數(shù)為()A．2個B．3個C．5個D．8個答案B個氧原子，一端含有一個羧基，故肽鍵數(shù)＝9－2＝7，因此共含有8個氨基酸，由于只有賴氨酸含有兩個氨基，其余都含有一個氨基，即賴氨酸分子中含有兩個氮原子，因此賴氨酸的個數(shù)為11－8＝3(個)，故B正確。三、氨基酸的排列與多肽種類的計算1．假若有n種氨基酸(數(shù)量不限)形成一個三肽，那么形成三肽的種類有n3種。2．假若n種氨基酸(數(shù)量不限)形成一個m肽，則形成的多肽種類有nm種。3．假若有n種氨基酸形成一個三肽，且每種氨基酸只有一個，則形成三肽的種類有n(n－1)(n－2)種。例5如果有足量的三種氨基酸，分別為甲、乙、丙，則它們能形成的三肽種類以及包含三種氨基酸的三肽種類最多是()A．9種9種 B．6種3種C．27種6種 D．3種3種答案C解析由題意可知，足量的甲、乙、丙三種氨基酸，它們能形成的三肽的種類由氨基酸的種類、排列順序決定，即為3×3×3＝33＝27(種)；由甲、乙、丙三種氨基酸形成的含有三種氨基酸的三肽的種類只由氨基酸的排列順序決定，即為3×2×1＝6(種)。四、環(huán)狀肽的相關(guān)計算1．環(huán)狀肽中氨基酸數(shù)＝脫去的水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)。2．環(huán)狀肽的主鏈中無氨基和羧基，環(huán)狀肽中氨基或羧基數(shù)目取決于構(gòu)成環(huán)狀肽的氨基酸R基中的氨基和羧基數(shù)目。例6(2019·天津一中高一期中)下圖為某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中“—S—S—”為由兩個“—SH”(巰基)構(gòu)成的二硫鍵，其作用是連接兩相鄰肽鏈。若該蛋白質(zhì)分子共由m個氨基酸組成，則形成一個該蛋白質(zhì)分子時生成的水分子數(shù)和減少的相對分子質(zhì)量分別為()A．(m－3)，18(m－3)＋4B．(m－4)，18(m－4)C．(m－2)，18(m－2)＋4D．m,18m答案C解析由題意知，該蛋白質(zhì)中含有兩條鏈狀肽和一條環(huán)狀肽，且含有2個二硫鍵，因此失去的水分子數(shù)是(m－2)，減少的相對分子質(zhì)量為18(m－2)＋4。1．多個氨基酸分子脫水縮合成含2條肽鏈的蛋白質(zhì)時，相對分子質(zhì)量減少了900，由此可推測該蛋白質(zhì)分子是由多少個氨基酸反應形成的及肽鍵數(shù)分別是()A．52、50 B．50、50C．52、52 D．50、49答案A解析由題意“相對分子質(zhì)量減少了900”可知，脫去水分子數(shù)為900÷18＝50(個)，肽鍵數(shù)＝脫去的水分子數(shù)＝50，而總共形成了2條肽鏈，氨基酸數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＝52。綜上，答案選A。條多肽鏈和5個氨基酸(脫下的氨基酸均以游離態(tài)正常存在)。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．新生成的4條多肽鏈至少含有4個游離的羧基B．該50肽水解得到的幾種有機物比原50肽增加了8個氧原子C．若將得到的5個氨基酸縮合成5肽，則有5種不同的氨基酸序列D．若將新生成的4條多肽鏈重新連接成一條長鏈，則將脫去4個H2O答案D解析若不考慮R基中的羧基，則4條多肽鏈含有4個羧基，A正確；50肽水解得到1個丙氨酸需打開2個肽鍵，每個肽鍵需1個水分子，得到有機物比原50肽增加了2個氧原子，題個是丙氨酸，則將得到的5個氨基酸縮合成5肽，應有5種不同的氨基酸序列，C正確；將新生成的4條多肽鏈重新連接成一條長鏈，將脫去3個H2O，D錯誤。3．現(xiàn)有100個氨基酸，共含106個羧基和116個氨基，這些氨基酸縮合成5條多肽鏈時共含有的羧基個數(shù)是()A．5B．16C．11D．21答案C解析100個氨基酸，共有羧基106個，說明R基中共有羧基數(shù)為106－100＝6(個)；每條肽鏈的一端是氨基，另一端是羧基，因此這些氨基酸縮合成5條多肽鏈時，共含有羧基數(shù)為6＋5＝11(個)?；习被鶖?shù)目最多有()A．205個 B．206個C．207個 D．217個答案B解析蛋白質(zhì)由574個氨基酸、4條肽鏈組成，分子式中N原子數(shù)是780個，氮原子數(shù)＝氨基酸的個數(shù)(肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù))＋R基上的氨基數(shù)，那么它的R基上的氮原子數(shù)＝分子中的氮原子數(shù)－氨基酸的個數(shù)為(肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù))＝780－574＝206(個)，則R基中氨基數(shù)目最多有206(個)。5．(2019·山東師范大學附中高一月考)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，該多肽的肽鍵個數(shù)為()A．q－2 B．p－2C．q＋2 D．p＋2答案B解析根據(jù)所給的氨基酸分子式可知，每個氨基酸只有2個氧原子，因此根據(jù)氧原子個數(shù)可求出組成該多肽的氨基酸總個數(shù)。假設(shè)氨基酸個數(shù)為M，則根據(jù)氧原子守恒可知：M×2－(M－1)＝p，求出M＝p－1，肽鍵數(shù)等于氨基酸個數(shù)－肽鏈數(shù)，故該多肽的肽鍵個數(shù)為p－2。6．由m個氨