人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者导学案

这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者导学案，共5页。学案主要包含了蛋白质的相对分子质量，蛋白质中各原子数的计算，氨基酸的排列与多肽种类的计算，环状肽的相关计算等内容，欢迎下载使用。
微专题(一)　与蛋白质的合成和水解过程相关的计算一、蛋白质的相对分子质量、氨基(羧基)数、肽键数和脱水数的计算链状肽可以用如下的模式图表示：1．肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。2．蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18(若有p个二硫键生成，则还应减去2p)。注：设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条链状多肽或m条链状多肽。肽链数目氨基酸数肽键数目脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽(蛋白质)的相对分子质量1条nn－1n－1至少1个至少1个na－18(n－1)m条nn－mn－m至少m个至少m个na－18(n－m) 3.肽链中游离氨基或羧基的计算(1)至少含有的游离氨基或羧基＝肽链数。(2)游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。例1　(2020·山东济南一中高一月考)下图为牛胰岛素结构图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的。下列说法正确的是(　　)A．牛胰岛素含有50个肽键B．牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个—COOHC．牛胰岛素水解产物含有21种不同的氨基酸D．牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882答案　B解析　由题图可知，牛胰岛素是由2条肽链组成的，含有的肽键数＝氨基酸的个数－肽链数＝51－2＝49，A错误；胰岛素含有2条肽链，每条肽链中至少含有一个—NH2和1个—COOH，因此牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个—COOH，B正确；构成蛋白质的氨基酸有21种，但每种蛋白质不一定都由21种氨基酸形成，因此牛胰岛素水解产物最多含有21种不同的氨基酸，C错误；氨基酸脱水缩合形成胰岛素的过程中脱去的水分子数目＝形成的肽键数＝49个，此过程中还形成3个二硫键(二硫键由两个—SH脱掉两个氢连接而成)，即脱去6个H，所以51个氨基酸脱水缩合形成胰岛素时，减少的相对分子质量为49×18＋6＝888，D错误。例2　如图表示某蛋白质(无环状肽)中氨基酸和相关基团的数目。下列有关叙述错误的是(　　)A．共有2条肽链B．共有124个肽键C．形成此蛋白质时，相对分子质量减少2 250D．R基中共含有15个氨基答案　C解析　据题图分析可知，该蛋白质共有2条肽链，A正确；蛋白质中氨基酸总数是126，该蛋白质的肽链数是2条，所以共含有的肽键数为126－2＝124(个)，B正确；该蛋白质含有126个氨基酸，形成2条肽链，失去水分子数＝肽键数＝126－2＝124(个)，相对分子质量减少18×124＝2 232，C错误；蛋白质中游离的氨基总数是17，该蛋白质的肽链数是2条，所以R基中共含17－2＝15(个)氨基，D正确。二、蛋白质中各原子数的计算观察如图所示的三肽化合物1．氧原子数＝肽键数＋肽链数×2＋R基上的氧原子数＝各氨基酸中氧原子总数－脱去水分子数2．氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数例3　(2019·天津一中高一期末)某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是(　　)A．n－m   B．n－2mC．n＋m   D．n＋2m答案　C解析　由氨基酸的结构通式可知，一个氨基酸至少有两个氧原子，形成蛋白质过程中要脱掉水，所以该蛋白质至少含有氧原子数为2n－(n－m)＝n＋m，C正确，A、B、D错误。例4　某多肽长链分子式为C42H65N11O9，它彻底水解后只得到如下3种氨基酸，则此多肽中含有赖氨酸的个数为(　　)A．2个  B．3个  C．5个  D．8个答案　B解析　从题图中可以看出，这三种氨基酸中都含有一个羧基，形成多肽时每个肽键中含有1个氧原子，一端含有一个羧基，故肽键数＝9－2＝7，因此共含有8个氨基酸，由于只有赖氨酸含有两个氨基，其余都含有一个氨基，即赖氨酸分子中含有两个氮原子，因此赖氨酸的个数为11－8＝3(个)，故B正确。三、氨基酸的排列与多肽种类的计算1．假若有n种氨基酸(数量不限)形成一个三肽，那么形成三肽的种类有n3种。2．假若n种氨基酸(数量不限)形成一个m肽，则形成的多肽种类有nm种。3．假若有n种氨基酸形成一个三肽，且每种氨基酸只有一个，则形成三肽的种类有n(n－1)(n－2)种。例5　如果有足量的三种氨基酸，分别为甲、乙、丙，则它们能形成的三肽种类以及包含三种氨基酸的三肽种类最多是(　　)A．9种　9种   B．6种　3种C．27种　6种   D．3种　3种答案　C解析　由题意可知，足量的甲、乙、丙三种氨基酸，它们能形成的三肽的种类由氨基酸的种类、排列顺序决定，即为3×3×3＝33＝27(种)；由甲、乙、丙三种氨基酸形成的含有三种氨基酸的三肽的种类只由氨基酸的排列顺序决定，即为3×2×1＝6(种)。四、环状肽的相关计算1．环状肽中氨基酸数＝脱去的水分子数＝肽键数。2．环状肽的主链中无氨基和羧基，环状肽中氨基或羧基数目取决于构成环状肽的氨基酸R基中的氨基和羧基数目。例6　(2019·天津一中高一期中)下图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个“—SH”(巯基)构成的二硫键，其作用是连接两相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为(　　)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　由题意知，该蛋白质中含有两条链状肽和一条环状肽，且含有2个二硫键，因此失去的水分子数是(m－2)，减少的相对分子质量为18(m－2)＋4。1．多个氨基酸分子脱水缩合成含2条肽链的蛋白质时，相对分子质量减少了900，由此可推测该蛋白质分子是由多少个氨基酸反应形成的及肽键数分别是(　　)A．52、50   B．50、50C．52、52   D．50、49答案　A解析　由题意“相对分子质量减少了900”可知，脱去水分子数为900÷18＝50(个)，肽键数＝脱去的水分子数＝50，而总共形成了2条肽链，氨基酸数＝肽键数＋肽链数＝52。综上，答案选A。2．某50肽中有丙氨酸(R基为—CH3)4个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示)，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)。下列有关叙述错误的是(　　)A．新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基B．该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子C．若将得到的5个氨基酸缩合成5肽，则有5种不同的氨基酸序列D．若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去4个H2O答案　D解析　若不考虑R基中的羧基，则4条多肽链含有4个羧基，A正确；50肽水解得到1个丙氨酸需打开2个肽键，每个肽键需1个水分子，得到有机物比原50肽增加了2个氧原子，题中脱出4个丙氨酸，比原50肽应该增加了8个氧原子，B正确；得到的5个氨基酸中有4个是丙氨酸，则将得到的5个氨基酸缩合成5肽，应有5种不同的氨基酸序列，C正确；将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，将脱去3个H2O，D错误。3．现有100个氨基酸，共含106个羧基和116个氨基，这些氨基酸缩合成5条多肽链时共含有的羧基个数是(　　)A．5  B．16  C．11  D．21答案　C解析　100个氨基酸，共有羧基106个，说明R基中共有羧基数为106－100＝6(个)；每条肽链的一端是氨基，另一端是羧基，因此这些氨基酸缩合成5条多肽链时，共含有羧基数为6＋5＝11(个)。4．某蛋白质由574个氨基酸、4条肽链组成，分子式是C3 032H4 816O872N780S8Fe4，那么它的R基上氨基数目最多有(　　)A．205个   B．206个C．207个   D．217个答案　B解析　蛋白质由574个氨基酸、4条肽链组成，分子式中N原子数是780个，氮原子数＝氨基酸的个数(肽键数＋肽链数)＋R基上的氨基数，那么它的R基上的氮原子数＝分子中的氮原子数－氨基酸的个数为(肽键数＋肽链数)＝780－574＝206(个)，则R基中氨基数目最多有206(个)。5．(2019·山东师范大学附中高一月考)有一条多肽链，分子式为CxHyOpNqS，将它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸，分析推算可知，该多肽的肽键个数为(　　)A．q－2   B．p－2C．q＋2   D．p＋2答案　B解析　根据所给的氨基酸分子式可知，每个氨基酸只有2个氧原子，因此根据氧原子个数可求出组成该多肽的氨基酸总个数。假设氨基酸个数为M，则根据氧原子守恒可知：M×2－(M－1)＝p，求出M＝p－1，肽键数等于氨基酸个数－肽链数，故该多肽的肽键个数为p－2。6．由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含n个多肽，其中z个是环状多肽。该蛋白质分子形成过程中脱去的水分子数为(　　)A．m－z＋n   B．m－n－zC．m－n＋z   D．m＋z＋n答案　C解析　m个氨基酸形成的含有n条肽链的蛋白质中，脱去的水分子数等于m－n；由于每形成一条环状肽，又多脱掉一个水分子，因此氨基酸形成蛋白质的过程中脱掉的水分子数为m－n＋z。