資源簡介

一、蛋白質的相對分子質量、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)＝脫去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)。
2．蛋白質的相對分子質量＝氨基酸數(shù)×氨基酸的平均相對分子質量－脫去水分子數(shù)×18(若有p個二硫鍵生成，則還應減去2p)。
3．肽鏈中游離氨基或羧基的計算
(1)至少含有的游離氨基數(shù)或羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)。
(2)游離氨基數(shù)或羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)＋R中含有的氨基數(shù)或羧基數(shù)。
注：設氨基酸的平均相對分子質量為a，由n個氨基酸分別形成1條鏈狀多肽或m條鏈狀多肽或環(huán)狀多肽。
項目 氨基酸平均相對分子質量 氨基酸數(shù)目 肽鍵數(shù)目 脫去水分子數(shù)目　 多肽或蛋白質相對分子質量 氨基數(shù)目 羧基數(shù)目
一條肽鏈 a n n－1 n－1 na－18×(n－1) 至少1個 至少1個
m條肽鏈 a n n－m n－m na－18×(n－m) 至少m個 至少m個
環(huán)狀多肽 a n n n na－18n 最少為0 最少為0
特別提醒　(1)蛋白質的水解可看作蛋白質合成的逆過程，即合成過程脫去水分子的數(shù)目，就是水解過程中需加入水分子的數(shù)目。
(2)涉及多肽結構圖的問題，首先，從圖中準確辨認出肽鍵；其次，確定圖中共有多少個氨基酸及每個氨基酸的R，尤其注意R上有無氨基或羧基；最后審清題目，按要求解答。
例1　某蛋白質分子由四條肽鏈組成，共含氨基酸分子600個，在脫水縮合形成該蛋白質分子過程中，形成的肽鍵和水分子數(shù)分別是(　　)
A．604個和598個 B．596個和599個
C．599個和599個 D．596個和596個
答案　D
解析　由題干可知，該蛋白質分子由600個氨基酸分子縮合而成，含有四條肽鏈，則由氨基酸經(jīng)脫水縮合形成該蛋白質分子的過程中：形成的肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)目－肽鏈數(shù)＝600－4＝596(個)，脫去的水分子數(shù)＝形成的肽鍵數(shù)＝596個，D正確。
例2　下圖為某蛋白質的相關數(shù)據(jù)，下列說法正確的是(　　)
A．該蛋白質含有兩條肽鏈
B．形成該蛋白質時，相對分子質量減少了2 268
C．該蛋白質的R上共有16個氨基
D．構成該蛋白質的氨基酸共有142個羧基
答案　B
解析　柱形圖顯示：羧基總數(shù)為15個，R上的羧基數(shù)目也為15個，而蛋白質分子中的羧基總數(shù)＝肽鏈數(shù)＋R上的羧基數(shù)目，所以該蛋白質含有15－15＝0(條)肽鏈，進而推知該蛋白質由環(huán)狀多肽構成，A錯誤；形成該蛋白質時，脫去的水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)＝126，減少的相對分子質量等于脫去的水的相對分子質量的總和，即等于18×126＝2 268，B正確；在環(huán)狀多肽中，氨基總數(shù)＝R上的氨基數(shù)＝17，C錯誤；綜上分析，該蛋白質由126個氨基酸脫水縮合而成，其中有15個氨基酸的R含有羧基，因此構成該蛋白質的氨基酸共有141個羧基，D錯誤。
二、蛋白質中各原子數(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上的氮原子數(shù)＝各氨基酸中氮原子的總數(shù)。
例3　某蛋白質由m條肽鏈、n個氨基酸組成。該蛋白質至少有氧原子的個數(shù)是(　　)
A．n－m B．n－2m
C．n＋m D．n＋2m
答案　C
解析　由氨基酸的結構通式可知，一個氨基酸分子至少有兩個氧原子，形成蛋白質過程中要脫掉水，所以該蛋白質至少含有氧原子數(shù)為2n－(n－m)＝n＋m，C正確。
例4　(2022·南通高一月考)某肽鏈是由50個氨基酸分子脫水縮合而成的，其中含有2個丙氨酸(C3H7O2N)，現(xiàn)脫掉丙氨酸(相應位置如圖)得到幾種不同的有機物，其中脫下的氨基酸均以游離態(tài)正常存在。下列有關該過程產(chǎn)生的全部有機物的敘述，錯誤的是(　　)
A．氨基和羧基均增加4個
B．肽鍵減少4個
C．氫原子增加8個
D．氧原子增加2個
答案　D
解析　根據(jù)題圖可知，每脫掉一個丙氨酸需斷裂2個肽鍵、消耗2分子水，氨基和羧基分別增加2個。題述過程脫掉2個丙氨酸，氨基和羧基分別增加2×2＝4(個)，共需斷裂2×2＝4(個)肽鍵，即肽鍵減少4個，增加了4個水分子，即氫原子增加8個，氧原子增加4個，綜上所述，D錯誤。
1．若組成蛋白質的氨基酸的平均相對分子質量是130，那么由1條肽鏈共280個氨基酸所組成的蛋白質在形成過程中共產(chǎn)生的水分子數(shù)是(　　)
A．279 B．280
C．5 022 D．36 270
答案　A
2．(2022·淮安高一期末)下面是三個氨基酸的結構式，由這三個氨基酸按順序脫水縮合所形成的三肽化合物中，含有的肽鍵、氨基和羧基的數(shù)目依次是(　　)
A．1、1、2 B．1、2、2
C．2、1、2 D．2、1、3
答案　C
解析　分析題圖可知，肽鍵個數(shù)＝氨基酸個數(shù)－肽鏈條數(shù)＝3－1＝2(個)，這3個氨基酸分子的R中都不含氨基，因此，由這三個氨基酸脫水縮合所形成的化合物中只含有1個氨基；第三個氨基酸的R中含有1個羧基，因此，由這三個氨基酸脫水縮合所形成的化合物中含有的羧基數(shù)為1＋1＝2(個)。故選C。
3．(多選)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3 582
D．該蛋白質中至少含有2個游離的氨基
答案　CD
解析　根據(jù)題意和圖示分析可知，該蛋白質分子含有兩條肽鏈并且兩條肽鏈間由一個肽鍵連接，所以鏈內(nèi)肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)＝200－2＝198(個)，鏈間肽鍵1個，該蛋白質分子共有的肽鍵數(shù)＝198＋1＝199(個)，A錯誤；每個氨基酸分子至少含有1個氨基，由于該蛋白質分子的兩條肽鏈間的肽鍵(1個)是由第70位氨基酸R上的氨基和第165位氨基酸R上的羧基形成的，所以構成該蛋白質分子的200個氨基酸中至少具有的氨基數(shù)為200＋1＝201(個)，B錯誤；由以上A的分析可知，該蛋白質分子共有199個肽鍵，所以由200個氨基酸經(jīng)脫水縮合形成該蛋白質時脫去的水分子數(shù)為199個，合成該蛋白質時相對分子質量減少199×18＝3 582，C正確；由于一條肽鏈中至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基，而該蛋白質具有兩條肽鏈，所以該蛋白質至少含有的游離氨基數(shù)＝肽鏈數(shù)＝2(個)，D正確。
4．某蛋白質由120個氨基酸組成，其中有8個—SH，在肽鏈形成空間結構(如圖)時，生成4個二硫鍵(—S—S—)，若氨基酸平均相對分子質量為110，則該蛋白質的相對分子質量約為(　　)
A．11 050 B．11 250
C．11 005 D．11 500
答案　A
解析　由題干分析可知，該蛋白質由120個氨基酸構成，含有1條肽鏈和4個—S—S—，若氨基酸的平均相對分子質量為110，則該蛋白質的相對分子質量＝氨基酸數(shù)目×氨基酸的平均相對分子質量－脫去水分子數(shù)×18－形成4個二硫鍵脫去的氫的相對分子質量＝120×110－(120－1)×18－4×2＝11 050。
5．谷胱甘肽(C10H17O6N3S)是存在于動植物和微生物細胞中的一種重要三肽，它是由谷氨酸(C5H9O4N)、甘氨酸(C2H5O2N)和半胱氨酸縮合而成的，則半胱氨酸可能的化學式是(　　)
A．C3H3NS B．C3H5NS
C．C3H7O2NS D．C3H3O2NS
答案　C
解析　設半胱氨酸可能的分子簡式為CxHyOzNwSa，肽鏈是由氨基酸脫水縮合形成的，由題意可知，谷胱甘肽含有一個S，而谷氨酸(C5H9O4N)、甘氨酸(C2H5O2N)都不含有S，因此S只存在于半胱氨酸中，因此a＝1，由脫水縮合的反應式C5H9O4N＋C2H5O2N＋CxHyOzNwS―→C10H17O6N3S＋2H2O，根據(jù)反應前后化學元素守恒可以得出2＋5＋x＝10，x＝3；9＋5＋y＝17＋2×2，y＝7；4＋2＋z＝6＋2，z＝2；1＋1＋w＝3，w＝1；所以半胱氨酸的分子簡式為C3H7O2NS。
6．(2022·泰州高一期末)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，水解得到的賴氨酸個數(shù)為(　　)
A．q－p B．q－p－1
C．q－p－2 D．q－p＋1
答案　D
解析　由題意可知，該多肽鏈中的O原子是p個，組成該多肽鏈的氨基酸中都含有一個羧基，即2個O原子，設該多肽鏈含有X個氨基酸，則有2X－(X－1)＝p，解得X＝p－1；該多肽鏈中的N原子是q個，只有賴氨酸含有2個N原子，設賴氨酸的數(shù)目是Y，則有2Y＋(p－1－Y)＝q，解得Y＝q－p＋1，D正確。

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