人教版必修一微專題培優(yōu)(一)與蛋白質(zhì)的合成和水解過程相關(guān)的計(jì)算教案

微專題培優(yōu)(一)與蛋白質(zhì)的合成和水解過程相關(guān)的計(jì)算1.蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量、氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)的關(guān)系(1)肽鍵數(shù)=失去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)一肽鏈數(shù)(對于環(huán)狀多肽來說，肽鍵數(shù)=氮基酸數(shù)=失去水分子數(shù))。(2)蛋白質(zhì)的相勸分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)x氨基酸的平均相對分子質(zhì)品一脫去水分子數(shù)xl8(若有〃個(gè)二硫鍵生成，則還應(yīng)減去2〃)。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)目陵基數(shù)目多肽(蛋白質(zhì))的相對分子質(zhì)量1條n〃一111-\至少1個(gè)至少1個(gè)an—18x(〃-1)m條nn-mn-m至少m個(gè)至少m個(gè)〃〃一18x(〃一〃?)注：設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為［針對訓(xùn)練］.(2022?江蘇南京高一月考)已知21種氨基酸的平均相對分子質(zhì)量是128,現(xiàn)有一蛋白質(zhì)分子由3條肽鏈組成，在肽鏈形成空間結(jié)構(gòu)時(shí)，產(chǎn)生了4個(gè)二硫鍵(-SH+-SHTS-S-+2H),共有肽鍵97個(gè)，此蛋白質(zhì)分子的相對分子質(zhì)量最接近0A.11046B.11060C.12800D.12280解析：A蛋白質(zhì)是由氨基酸脫水縮合形成的，蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)x氨基酸的平均相對分子質(zhì)量一失去的水分子數(shù)x水的相對分子質(zhì)量=(97+3)x128—97x18=11054。由于在肽鏈形成空間結(jié)構(gòu)時(shí)，生成了4個(gè)二硫鍵，失去2x4=8個(gè)H,所以該蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=11054—8=11046。.如圖為牛胰島素結(jié)構(gòu)模式圖，該物質(zhì)中—S—S—是由兩個(gè)一SH脫去兩個(gè)H形成的，下列說法正確的是()A.牛胰島素為51肽，其中含有50個(gè)肽鍵.牛胰島素中至少有2個(gè)一N%和2個(gè)一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(shí)，減少的相對分子質(zhì)量為882解析：B牛胰島素含51個(gè)氨基酸，由2條肽鏈組成，含有的肽鍵數(shù)為51—2=49個(gè)；至少含2個(gè)游離的一NH?和2個(gè)游離的一COOH；牛胰島素水解可得到51個(gè)氨基酸，但并非一定是21種；牛胰島素形成時(shí)，51個(gè)氨基酸脫水縮合的同時(shí)還減少了6個(gè)H,故減少的相對分子質(zhì)量為49x18+6=888。2.蛋白質(zhì)中游離氨基或頻基的計(jì)算可將肽鏈看作“C”與“一CO—NH—”交替連接構(gòu)成的基本骨架，在“C”上連接著一R和一H,在肽鏈的兩端分別是游離的“一NHz”和“一COOH”，如下圖所示：(1)至少含有的游離氨基或竣基數(shù)=肽鏈數(shù)。(2)游離氨基或按基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基或粉基數(shù)。(3)環(huán)狀多肽中游離氨基或粉基數(shù)取決于構(gòu)成環(huán)狀多肽的氨基酸R基中的氨基或段基數(shù)。［針對訓(xùn)練］3.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了生物體內(nèi)的第21種氨基酸一硒半胱氨酸(R基為一CH?—SeH)。由兩個(gè)硒半胱氨酸和三個(gè)谷氨酸［R基為一(CH2)2—COOH］所構(gòu)成的含有一條肽鏈的化合物，其名稱、游離拔基數(shù)目分別為()A.四肽，5B.四肽，3C.五肽，4D.五肽，3解析：C5個(gè)氨基酸構(gòu)成的化合物為五肽，3個(gè)谷氨酸R基上共有3個(gè)游離的峻基，多肽鏈一端還有1個(gè)游離的較基，共4個(gè)游離的竣基。.有關(guān)圖中蛋白質(zhì)的敘述，正確的是0A.形成該蛋白質(zhì)時(shí)共脫掉126個(gè)水分子B.該蛋白質(zhì)含有兩條肽鏈C.該蛋白質(zhì)的R基中共含17個(gè)氨基D.該蛋白質(zhì)共有111個(gè)肽鍵解析：B氨基酸脫水縮合反應(yīng)中形成的肽鏈數(shù)=蛋白質(zhì)中的痰基總數(shù)一R基上的較基總數(shù)=17—15=2條，B正確；126個(gè)氨基酸經(jīng)過脫水縮合反應(yīng)形成2條肽鏈脫去的水分子數(shù)是126—2=124個(gè)，A錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)中R基上的氨基數(shù)=蛋白質(zhì)中氨基的總數(shù)一肽鏈數(shù)=17-2=15個(gè)，C錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)=氨基酸脫水縮合反應(yīng)脫去的水分子數(shù)=氨基酸個(gè)數(shù)一肽鏈數(shù)=126—2=124個(gè)，D錯(cuò)誤。.鏈狀多肽中各原子數(shù)的計(jì)算(1)氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2x肽鏈數(shù)+R基上的氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子的總數(shù)一脫去的水分子數(shù)。(2)氮原子數(shù)=肽鏈數(shù)+肽鍵數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=各氨基酸中氮原子的總數(shù)。(3)含2個(gè)氨基的氨基酸數(shù)=氮原子數(shù)一肽鍵數(shù)一肽鏈數(shù)。(4)含2個(gè)峻基的氨基酸數(shù)=(氧原子數(shù)一肽健數(shù)一2x肽鏈數(shù))/2特別提醒由于R基上的碳原子數(shù)不好確定，且氫原子數(shù)較多，因此以氮原子數(shù)或氧原子數(shù)的計(jì)算為突破口，計(jì)算氨基酸的分子式或氨基酸個(gè)數(shù)最為簡便。［針對訓(xùn)練］5.某蛋白質(zhì)由加條肽鏈、〃個(gè)氨基酸組成。該蛋白質(zhì)至少有氧原子的個(gè)數(shù)是0A.n-mB.n~2mC.n-\-mD.〃+2"?解析：C〃個(gè)氨基酸形成，〃條肽錐，肽鍵數(shù)為(〃一⑼個(gè)，每個(gè)肽鍵中有1個(gè)氧原子。每條肽鏈中至少有一個(gè)撥基，每個(gè)較基中含2個(gè)氧原子。故該蛋白質(zhì)至少有氧原子的個(gè)數(shù)為〃—m+2m=(〃+ni)個(gè)。6.某五十肽中有丙氨酸(R基為一CH3)2個(gè)，現(xiàn)脫掉其中的丙氨酸(相應(yīng)位置如圖)得到幾種不同的有機(jī)產(chǎn)物，其中脫下的氨基酸均以游離態(tài)正常存在。下列有關(guān)該過程產(chǎn)生的全部有機(jī)物中有關(guān)原子、基團(tuán)或肽鍵數(shù)目的敘述，錯(cuò)誤的是()A.肽鍵數(shù)目減少4個(gè)B.氨基和竣基分別增加4個(gè)C.氫原子數(shù)目增加8個(gè)D.氧原子數(shù)目增加2個(gè)解析：D題述五十肽脫掉其中的2個(gè)丙氨酸，在丙氨酸的兩側(cè)各斷裂一個(gè)肽鍵，因此肽鍵數(shù)目減少4個(gè)；斷裂4個(gè)肽鍵，即水解形成4個(gè)氨基和4個(gè)段基；脫掉丙氨酸的過程需要4個(gè)水分子參與水解，所以氫原子數(shù)目增加8個(gè)，氧原子數(shù)目增加4個(gè)。［應(yīng)用體驗(yàn)］.甲硫氨酸的R基是一CH2—CH2—S—CH3，則它的分子式是()A.C5H11O2NSB.C3H7sC.C4HDO2SC.C4HDO2SC.C4HDO2SD.C5H10O2NC.C4HDO2S解析：A氨基酸的結(jié)構(gòu)通式II為，所以甲硫氨酸的分子式為H>N—<'—<：（）0HIGH1Q2NS。R.（2021?江蘇泰州高一期末）全世界每年有成千上萬人由于誤吃毒蘑菇而死亡。鵝膏蕈堿就是一種毒菇的毒素，它是一種環(huán)狀八肽。若21種氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為128,則鵝膏草堿的相對分子質(zhì)量約為0A.I024B.898C.880D.862解析：C該毒素是一種環(huán)狀八肽，則共由8個(gè)氨基酸組成，在形成多肽時(shí)應(yīng)脫去8分子的水，故鵝膏草堿的相對分子質(zhì)量為8x128-8x18=880。3.谷胱甘肽（分子式G0H17O6N3S）是存在于動(dòng)植物和微生物細(xì)胞中的一種重要的三肽,它由谷氨酸（C5H小0?）、甘氨酸（C2H5NO2）和半胱氨酸縮合而成，則半胱氨酸可能的分子式為0A.C3H3NSB.C3H5NSC.C3H7O2NSD.C3H3O2NS解析：C谷胱甘肽是由3個(gè)氨基酸通過脫去2分子水縮合而成的三肽。因此，根據(jù)原子守恒，這3個(gè)氨基酸的分子式疊加后應(yīng)等于谷胱甘肽的分子式再加上2個(gè)水分子，即G0H17O6N3S+2H2O=G（）H2Q8N3S。故CioH2QsN3S—CsH,）N04—C2HsNO2=C3H7O2NS（半胱氨酸）。.（2022?江蘇徐州高一檢測）免疫球蛋白IgG的結(jié)構(gòu)如圖所示，其中一S—S一表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鏈。若該IgG由根個(gè)氨基酸構(gòu)成，則該IgG有肽鍵數(shù)（）A.加個(gè)B.（加+1）個(gè)C.（6一2）個(gè)D.（小一4）個(gè)解析：D由氨基酸脫水縮合成的蛋白質(zhì)中，肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)一肽鏈數(shù)（對于非環(huán)狀多肽而言）。從圖中給出的信息可以判斷出IgG的結(jié)構(gòu)中有4條肽鏈，由于共有〃?個(gè)氨基酸，因此可以得出肽鍵的數(shù)量為（〃?-4）個(gè)。.如圖所示，該蛋白質(zhì)分子共由67個(gè)氨基酸構(gòu)成，包括兩條多肽鏈和一個(gè)環(huán)狀肽。數(shù)字代表兩條多肽鏈上氨基酸的起止數(shù)字，該蛋白質(zhì)由二硫鍵（兩個(gè)一SH形成—S—S—）相連,假設(shè)氨基酸的平均分子質(zhì)量為〃，下列說法錯(cuò)誤的是0A.該蛋白質(zhì)分子至少有2個(gè)游離的氨基和2個(gè)游離的陵基B.該蛋白質(zhì)分子至少含有氧原子67個(gè)C.該蛋白質(zhì)分子含有肽鍵65個(gè)D.該蛋白質(zhì)的分子量為67〃―1174解析：B環(huán)狀肽可能沒有游離的氨基和較基，所以該蛋白質(zhì)至少含有2個(gè)游離的氨基和2個(gè)游離的陵基，A正確；該蛋白質(zhì)分子至少含有O原子的數(shù)量為（18—1+2）+（14-1+2）+35=69（個(gè)），B錯(cuò)誤；該蛋白質(zhì)共有肽鍵（32—2）+35=65（個(gè)），C正確；一個(gè)蛋白質(zhì)分子由兩條多肽鏈（32個(gè)氨基酸）和一個(gè)環(huán)狀肽（35個(gè)氨基酸）組成，且它們之間由二硫鍵（兩個(gè)一SH形成一S—S—）相連，則該蛋白質(zhì)的分子量為（32+35）x0—（65x18+2x2）=674—1174,D正確。6.某多肽由20個(gè)氨基酸組成，其中含天冬氨酸4個(gè)，分別位于第5、6、15、20位（如圖所示）；肽的X專門作用于天冬氨酸竣基端的肽鍵，肽麗Y專門作用于天冬氨酸氨基端的肽鍵。下列相關(guān)敘述正確的是0A.該二十肽至少含有20個(gè)肽鍵B.若氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為則該二十肽的相對分子質(zhì)量為20。C.肽酶X完全作用后產(chǎn)生的多肽共含有氨基酸19個(gè)D.肽酶Y完全作用后產(chǎn)生的多肽中叛基數(shù)目比二十肽多了4個(gè)解析：C20個(gè)氨基酸經(jīng)脫水縮合形成一條肽鏈，需要脫去19分子的水，