備課素材：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算規(guī)律 高一上學(xué)期生物人教版必修1

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算規(guī)律1.蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算規(guī)律假設(shè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，由n個(gè)氨基酸分別形成1條鏈狀多肽或m條鏈狀多肽時(shí))：形成肽鏈數(shù)形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量1n－1n－1na－18(n－1)mn－mn－mna－18(n－m)①計(jì)算多肽的相對(duì)分子質(zhì)量時(shí)，除了考慮水分子的減少外，還要考慮其他化學(xué)變化過程，如肽鏈上出現(xiàn)一個(gè)二硫鍵(—S—S—，由兩個(gè)—SH脫H形成)時(shí)，要再減去2(兩個(gè)氫原子)，若無特殊說明，不考慮二硫鍵。②若為環(huán)狀多肽，則可將相對(duì)分子質(zhì)量計(jì)算公式na－18(n－m)中的肽鏈數(shù)(m)視為零，再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。③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)。

2.肽鏈中的原子數(shù)的計(jì)算規(guī)律在一個(gè)氨基酸中，若不考慮R基，則含有2個(gè)碳原子、2個(gè)氧原子、4個(gè)氫原子和1個(gè)氮原子。在脫水縮合形成多肽時(shí)，要失去部分氫、氧原子，但是碳原子、氮原子的數(shù)目不會(huì)減少。其相關(guān)數(shù)量關(guān)系如下：①碳原子數(shù)＝氨基酸的分子數(shù)×2＋R基上的碳原子數(shù)。②氫原子數(shù)＝各氨基酸中氫原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)×2。③氧原子數(shù)＝各氨基酸中氧原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)。④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)。⑤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。⑥若已知多肽鏈的分子式，則此多肽鏈中：

3.多肽中除去氨基酸的有關(guān)計(jì)算規(guī)律①若除去多肽內(nèi)部的一個(gè)氨基酸，需水解掉兩個(gè)肽鍵；若除去多肽一端的一個(gè)氨基酸，需水解掉1個(gè)肽鍵。②每水解1個(gè)肽鍵，則需要1分子水參與，肽鍵數(shù)減少1個(gè)，生成物與原多肽相比氧原子增加1個(gè)，氫原子增加2個(gè)，氨基增加1個(gè)，羧基增加1個(gè)。4.多肽種類的計(jì)算以21種氨基酸構(gòu)成四肽的種類為例：①若每種氨基酸數(shù)目不限，可形成四肽的種類有：214種。②若每種氨基酸只有一個(gè)，可形成四肽的種類有(21×20×19×18)種。例1、

如圖表示一個(gè)由200個(gè)氨基酸構(gòu)成的蛋白質(zhì)分子。下列敘述正確的是（）A．該分子中含有198個(gè)肽鍵B．這200個(gè)氨基酸中至少有200個(gè)氨基C．合成該蛋白質(zhì)時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量減少了3582D．該蛋白質(zhì)中至少含有3個(gè)—NH2解析：分析題圖可知，該蛋白質(zhì)分子由兩條肽鏈組成，且兩條鏈之間的R基上的氨基和羧基脫水縮合形成了一個(gè)肽鍵，則該分子中含有199個(gè)肽鍵，A錯(cuò)誤；這200個(gè)氨基酸中至少有201個(gè)氨基，B錯(cuò)誤；合成該蛋白質(zhì)時(shí)脫去了199個(gè)水分子，相對(duì)分子質(zhì)量減少了18×199＝3582，C正確；該蛋白質(zhì)中至少有2個(gè)游離的氨基，D錯(cuò)誤。答案：C例2、

現(xiàn)有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3種氨基酸，它們能形成的三肽種類以及包含3種氨基酸的三肽種類分別最多有（）A．9種，9種

B．6種，3種C．18種，6種

D．27種，6種解析：足量的3種氨基酸構(gòu)成的三肽有33＝27種。對(duì)于包含3種氨基酸的三肽種類的理解，可借用示意圖“□—□—□”來分析，即第一個(gè)位置的氨基酸有3種情況，第二個(gè)位置只能從另2種氨基酸中任選1種氨基酸，第三個(gè)位置只能安放剩余的1種氨基酸，即3×2×1＝6種。答案D強(qiáng)化練習(xí)1．現(xiàn)有100個(gè)氨基酸，共含有116個(gè)氨基和106個(gè)羧基，這些氨基酸縮合成的6條多肽鏈時(shí)共含有氨基的個(gè)數(shù)是（

）A．6

B．12C．22

D．1002．某蛋白質(zhì)由124個(gè)氨基酸組成，其中有8個(gè)，在肽鏈形成空間結(jié)構(gòu)（如圖）時(shí)，生成4個(gè)二硫鍵，若氨基酸平均分子量為125，則該蛋白質(zhì)的分子量約為（

）A．13278

B．13286C．13294

D．155003．已知天冬酰胺的R基為（—C2H4ON），現(xiàn)有分子式為C63H103O18N17S2的多肽，其中含有2個(gè)天冬酰胺。在上述多肽中最多有肽鍵（）A．17個(gè)

B．16個(gè)C．15個(gè)

D．14個(gè)4．某多肽鏈為199肽，其分子式為CxHyNAOBS2（A>199，B>200），并且由下列5種氨基酸組成:

那么該多肽徹底水解后將會(huì)得到賴氨酸，天門冬氨酸各多少個(gè)（

）A．A-199，（B-200）/2B．A-200，B-200C．A-199，（B-199）/2D．A-200，（B-200）/25．有一條多肽鏈，分子式為C69H121O21N25S，將它徹底水解后，只得到下列四種氨基酸，則該多肽的肽鍵數(shù)為（

）A．19

B．20C．25

D．236．現(xiàn)有1000個(gè)氨基酸，共有氨基1020個(gè)，羧基1050個(gè)，由他們合成的4條肽鏈中，肽鍵、氨基、羧基的數(shù)目分別是（

）A．999、1016、1016B．999、1、1C．996、24、54D．996、1016、10167．某多肽分子式是C21HxOyN4S2。已知該多肽是由下列氨基酸中的幾種作為原料合成的:苯丙氨酸（C9H11O2N）、天冬氨酸（C4H7O4N）、丙氨酸（C3H7O2N）、亮氨酸（C6H13O2N）半胱氨酸（C3H7O2NS）。下列有關(guān)該多肽的敘述，錯(cuò)誤的是（

）A．該多肽水解后能產(chǎn)生3種氨基酸

B．該多肽中H原子數(shù)和O原子數(shù)分別是32和5C．該多肽叫三肽化合物D．該多肽在核糖體上形成，形成過程中相對(duì)分子質(zhì)量減少了548．如圖所示，一個(gè)蛋白質(zhì)分子由兩條多肽鏈（含52個(gè)氨基酸）和一個(gè)環(huán)狀肽（含20個(gè)氨基酸）組成，它們之間由二硫鍵（兩個(gè)—SH形成—S—S—）相連，假設(shè)氨基酸的平均分子質(zhì)量為a，下列有關(guān)敘述不正確的是（

）A．該蛋白質(zhì)共有肽鍵70個(gè)B．該蛋白質(zhì)的分子量為72a-1264C．該蛋白質(zhì)至少含有兩個(gè)游離的氨基和兩個(gè)游離的羧基D．該蛋白質(zhì)分子至少含有72個(gè)氮原子和75個(gè)氧原子9．某鏈狀21肽中有1個(gè)丙氨酸（R基為—CH3），現(xiàn)脫掉掉其中的丙氨酸得到一個(gè)丙氨酸和一種有機(jī)產(chǎn)物，其中脫下的氨基酸以游離態(tài)正常存在。下列有關(guān)該過程的敘述錯(cuò)誤的是（

）A．肽鍵數(shù)目減少1個(gè)B．氨基和羧基分別增加1個(gè)C．氫原子數(shù)目增加2個(gè)D．氧原子數(shù)目增加2個(gè)10．下列有關(guān)蛋白質(zhì)的計(jì)算的說法，錯(cuò)誤的是（

）A．氨基酸脫水縮合形成肽鏈過程中，形成肽鍵數(shù)與脫水分子數(shù)相同B．某一蛋白質(zhì)由4條肽鏈組成，則此蛋白質(zhì)至少含有4

個(gè)游離的—NH2C．亮氨酸的R基為一C4H9，纈氨酸的R基為一C3H7，它們縮合形成的二肽中，C、H的原子個(gè)數(shù)比為11︰24D．—條肽鏈的分子式為C22H34O13N6，其水解后最多會(huì)產(chǎn)生6

個(gè)氨基酸

解析與答案：1．解析

每個(gè)氨基酸中都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)碳原子上，已知100個(gè)氨基酸，共含有116個(gè)氨基和106個(gè)羧基，所以有116-100=16個(gè)氨基位于R基上，有106-100=6個(gè)羧基位于R基上，這些氨基酸縮合成的6條多肽鏈，每條肽鏈都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基位于肽鏈的兩端，肽鏈中的氨基數(shù)=肽鏈一端的氨基+R基上的氨基=6+16=22，C正確。答案

C2．解析

124個(gè)氨基酸形成一條多肽鏈時(shí)失去

123(個(gè))水分子,肽鏈形成4個(gè)二硫鍵會(huì)失去8個(gè)氫,所以則該蛋白質(zhì)的分子量約為13278

，故選擇A。答案

A3．解析

因?yàn)榉肿邮街杏?7個(gè)N，天冬酰胺的R基中有一個(gè)N，所以可以知道這個(gè)分子式最多有15個(gè)氨基酸脫水縮合而成，所以肽鍵最多有14個(gè)，故選擇D。答案

D4．解析

由題意可知該多肽為199肽，則它是由199個(gè)氨基酸組成的。又知組成多肽的5中氨基酸中只有賴氨酸含有兩個(gè)氨基，根據(jù)N元素的守恒，設(shè)賴氨酸有X個(gè)，則有2X+(199-X)=A,解得X=A-199；由于組成該多肽的5中氨基酸中只有天冬氨酸含有兩個(gè)羧基，根據(jù)O元素的守恒，設(shè)天冬氨酸有Y個(gè)，則有3Y+(199-Y)+1=B,解得Y=(B-200)/2，故選擇A。答案

A5．解析

假設(shè)水解得到的氨基酸個(gè)數(shù)為n，則該多肽合成時(shí)脫去的水分子數(shù)目為n－1。圖示四種氨基酸分子都只含有一個(gè)羧基，2個(gè)氧原子。該多肽鏈中的氧原子數(shù)目＝氨基酸數(shù)目×2－脫去的水分子數(shù)，即21＝2n－（n－1），計(jì)算可得n＝20，所以肽鍵數(shù)＝20－1＝19。故A項(xiàng)正確，B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案

A6．解析

肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)目－肽鏈數(shù)＝1000－4＝996個(gè)；1000個(gè)氨基酸，共有氨基1020個(gè)，羧基1050個(gè)，說明R基中共有氨基數(shù)為1020－1000＝20個(gè)，共有羧基數(shù)為1050－1000＝50個(gè)。每條肽鏈的一端是氨基，另一端是羧基，因此這4條肽鏈中，含有氨基20＋4＝24個(gè)，含有羧基50＋4＝54個(gè)。因此，C項(xiàng)正確，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案

C7．解析

該多肽水解后能形成3

種氨基酸，即半胱氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸，A正確；該多肽是由2個(gè)半胱氨酸、1個(gè)亮氨酸和1個(gè)苯丙氨酸組成的，因此其分子式為2C3H7O2NS+C9H11O2N+C6H13O2N-3H2O=C21H32O5N4S2，因此該多肽中氫原子數(shù)和氧原子數(shù)分別為

32和5，B正確；該多肽是由4

個(gè)氨基酸脫水縮合形成的，含有3個(gè)肽鍵，稱為四肽化合物，C錯(cuò)誤；該多肽在核糖體上形成，形成過程中脫去3

個(gè)水分子，因此相對(duì)分子質(zhì)量減少了

18×3=54，D正確。答案

C8．解析

每條多肽鏈上的肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-1，環(huán)狀肽上的肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)，故肽鍵數(shù)為70，A正確;蛋白質(zhì)分子量等于氨基酸的總分子量減去脫掉水的分子量和形成二硫鍵時(shí)脫掉的氫原子的原子量，即72a-（18×70+4），B正確;每條多肽鏈的末端都有一個(gè)游離的氨基和一個(gè)游離的羧基沒有參與形成肽鍵，環(huán)狀的多肽沒有末端，所以該蛋白質(zhì)分子至少有兩個(gè)游離的氨基和兩個(gè)游離的羧基，C正確;每個(gè)氨基酸都至少含有一個(gè)氨基，脫水縮合時(shí)氮原子進(jìn)入肽鍵中，所以72個(gè)氨基酸至少含有72個(gè)氮原子，而每個(gè)氨基酸至少含有兩個(gè)氧原子，在縮合反應(yīng)中羧基上的一OH與氨基上一H結(jié)合形成了H2O，所以，形成一個(gè)肽鍵就減少一個(gè)氧原子，氧原子數(shù)=氨基酸數(shù)×2-肽鍵數(shù)=74，故D錯(cuò)誤。答案

D9．解析

根據(jù)題意可知，丙氨酸位于該21肽的一端，則反應(yīng)后的產(chǎn)物為20肽和一個(gè)丙氨酸，鏈狀21肽肽鍵數(shù)目為20，鏈狀20肽肽鍵數(shù)目為19，則肽鍵數(shù)目減少一個(gè)，A正確；水解后氨基、羧基分別增加一個(gè)，B正確；脫掉丙氨酸需要消耗一個(gè)水分子，從而斷裂一個(gè)肽鍵，因此最終的產(chǎn)物與原21肽相比，多了2個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子，C正確，D錯(cuò)誤。答案

D10．解析

氨基酸脫水縮合形成肽鏈過程中，每形成一個(gè)肽鍵會(huì)脫去一個(gè)水分子，所以肽鍵數(shù)=脫水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)，A

正確；由于在一條肽鏈中，