1、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、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系1.肽键数失去水分子数氨基酸数肽链数(对于环肽来说，肽键数氨基酸数失去水分子数)。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)肽链数目氨基酸数肽键数目脱去水分子数多肽(蛋白质)的相对分子质量1条nn1n1an18(n1)m条nnmnman18(nm)注：设氨基酸的平均相对分子质量为a。例1(2019合肥高一检测)下面为牛胰岛素结构图，该物质中SS是由两个SH脱去两个H形成的，下列说法正确的是()A.牛胰岛素为五十一肽，
2、其中含有50个肽键B.牛胰岛素中至少有2个NH2和2个COOHC.牛胰岛素水解产物含有20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解析该牛胰岛素含有51个氨基酸，其中含有肽键数为51249(个)；牛胰岛素含有两条肽链，至少含有2个NH2和2个COOH；牛胰岛素水解可得到51个氨基酸，最多有20种氨基酸，但并非一定是20种；牛胰岛素形成时，51个氨基酸脱水缩合的同时还减少了6个H，故减少的相对分子质量为49186888。例22条肽链分别由360个氨基酸和380个氨基酸组成，若氨基酸的平均相对分子质量为a，则2条肽链之间相差的肽键数和相差的相对分子质量分别是()A.19和
3、19aB.19和19a1918C.20和20aD.20和20a2018答案D解析360个氨基酸脱水缩合形成1条肽链时，形成的肽键数是3601359(个)，380个氨基酸脱水缩合形成1条肽链时，形成的肽键数是3801379(个)，二者肽键数相差37935920(个)；两条肽链相对分子质量相差(380a37918)(360a35918)20a2018。二、蛋白质中游离氨基或羧基的计算可将肽链看作“C”与“CONH”交替连接构成的基本骨架，在“C”上连接着R和H，在肽链的两端分别是游离的“NH2”和“COOH”，如图所示：1.至少含有的游离氨基或羧基数肽链数。2.游离氨基或羧基数肽链数R基中含有的氨
4、基或羧基数。3.环状肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。例3(2019大同高一检测)现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为()A.798、2和2 B.798、12和10C.799、1和1 D.799、11和90答案B解析氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则R基上游离的氨基为81080010(个)，游离的羧基为8088008(个)。这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键数为8002798(个)，所以总的氨基数目为10212(个)，总的
5、羧基数目为8210(个)。例4某链状多肽由22个氨基酸缩合而成。在某种情况下该多肽被水解成1个四肽，2个三肽，2个六肽，则这些短肽的游离氨基总数的最小值、肽键总数及水解成这些短肽所需的水分子总数分别为()A.6、18、22 B.5、18、17C.17、17、22 D.5、17、4答案D解析该多肽被水解成5条短肽，故至少有5个游离的氨基；肽键总数氨基酸总数肽链数22517；该多肽被水解为5个短肽时有4个肽键断裂，即需要4个水分子。三、链状多肽中各原子数的计算1.氧原子数肽键数2肽链数R基上的氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数。2.氮原子数肽链数肽键数R基上的氮原子数各氨基酸中氮原子的总
6、数。3.含2个氨基的氨基酸数氮原子数肽键数肽链数。4.含2个羧基的氨基酸数(氧原子数肽键数2肽链数)/2。提醒：由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。例5(2019江苏泰州联考)某三十九肽中共有甘氨酸(甘氨酸结构式如图1)4个，现用某种水解酶去除其中的甘氨酸，得到4条长短不等的多肽(如图2)，如将原来多肽与4条多肽总的原子数或结构数进行比较时，会出现下列4种情况中的()肽键数目减少7个C原子数目减少8个氨基和羧基分别增加3个O原子数目减少1个A.1种 B.2种 C.3种 D.4种答案D解析该三十九肽中含有肽
7、键数目为38个，去掉甘氨酸后的肽键数目为6871031，正确；C原子减少数目为甘氨酸数2428，正确；该三十九肽中原来含有的氨基和羧基数目各至少为1个，用水解酶去掉甘氨酸后有4条多肽链，氨基和羧基至少各有4个，正确；根据甘氨酸的位置可知，去除4个甘氨酸后将导致7个肽键断裂，故水解需要7个水分子，同时脱去4个甘氨酸，所以O原子数目减少1个，正确。方法技巧蛋白质形成过程中各元素的变化总结(1)数目变化的元素：H、O，因脱去H2O而减少，还有一部分H因形成二硫键而减少。(2)数目不变的元素：C、N、S，因此可根据N原子数推测蛋白质(多肽)中氨基酸数。例6经分析某条多肽链中有O原子p个，N原子q个，它
8、彻底水解后，只得到下列四种氨基酸。分析推算可知，1分子该多肽水解得到的赖氨酸个数为() 半胱氨酸丙氨酸 赖氨酸苯丙氨酸A.pq B.qpC.pq1 D.qp1答案D解析分析四种氨基酸的特点可知，赖氨酸含有两个氮原子，根据氧原子数目进行计算，氧原子数氨基酸数肽链条数R基上氧原子数，分析这四种氨基酸R基可知，四种氨基酸的R基上均无氧原子，该多肽所含氨基酸数为(p1)个，氮原子数氨基酸数R基上的氮原子数，四种氨基酸中只有赖氨酸的R基上有一个氮原子。因此该多肽含有的赖氨酸数q(p1)qp1，D项正确。1.某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质中氧原子的个数至少是()A.nm B.n2mC.nm
9、D.n2m答案C解析一个氨基酸分子中至少有2个氧原子，n个氨基酸形成m条肽链的过程中要脱掉nm个水分子，所以氧原子的个数至少是2n(nm)nm(个)。2.(2019江苏启东中学月考)分析一条多肽链E和一条多肽链F得到如表所示结果(单位：个)。原子或基团CHON游离氨基游离羧基多肽链E201348625332多肽链F182294555461推测组成两条多肽链的氨基酸数目最可能是()选项ABCD多肽链E199535051多肽链F181544849答案D解析氨基酸数目肽键数肽链数，据表分析应通过N计算氨基酸数目，N存在于肽键及游离的氨基中，且每一条肽链至少有一个游离的氨基，因而多肽链E中肽键数是53
10、350(个)，氨基酸数是50151(个)，多肽链F中氨基酸数目是546149(个)，D正确。3.某直链多肽的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生下列3种氨基酸，下列相关叙述正确的是()甘氨酸丙氨酸谷氨酸A.合成1分子该物质将产生6个水分子B.合成1分子该物质需要1个谷氨酸和1个丙氨酸C.该多肽分子中含有1个氨基和1个羧基D.每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸答案D解析题中3种氨基酸都只含有1个氮原子，而题中多肽含有6个氮原子，说明该多肽是由6个氨基酸脱去5个水分子合成的；由于甘氨酸、丙氨酸中都含有1个羧基，而每个谷氨酸中含有2个羧基，合成有机物后R基上还有2个氧原子，氧原子数肽键
11、数2肽链数R基上的氧原子数，即13522谷氨酸数，故每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸；该多肽分子含有1个游离氨基和4个游离羧基。4.(2018湖南雅礼中学高一上期末)设氨基酸的平均相对分子质量为128，现有一条化学式为CxHyOzN18S3的链状多肽，已知该多肽有1个游离的羧基和4个游离的氨基，则该多肽的相对分子质量为()A.1 586 B.1 668C.1 914 D.2 200答案B解析该多肽有4个游离的氨基，说明R基中含有3个氮原子，即该多肽由15个氨基酸组成，因此该链状多肽的相对分子质量1512818(151)1 668。5.(2018广东佛山一中期末)如图表示某种蛋白质中相关基
12、团或氨基酸的数目，下列相关叙述正确的是()A.该蛋白质中含有两条肽链B.该蛋白质中共有126个肽键C.该蛋白质的R基上共含17个氨基D.形成该蛋白质时共脱掉125个水分子答案A解析据图可知，该蛋白质中游离羧基的总数为17个，R基上的羧基数目为15个，则肽链末端游离的羧基数目为17152(个)，进而确定含有两条肽链，A正确；该蛋白质共有1262124(个)肽键，形成该蛋白质时共脱掉124个水分子，B、D错误；该蛋白质中游离氨基的总数为17个，则R基上的氨基数为17215(个)，C错误。6.(2018河北定州第二次月考)某五十肽中有丙氨酸(R基为CH3)4个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示)
13、，得到4条肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在，且第50位的氨基酸的R基没有O)。下列有关叙述错误的是()A.该五十肽水解得到的4条肽链比原五十肽减少了2个氧原子B.若将得到的5个氨基酸脱水缩合成五肽，则有5种不同的氨基酸序列C.新生成的4条肽链一共比原来的五十肽少了8个肽键D.新生成的4条肽链含有4个游离的氨基和4个游离的羧基答案D解析据图分析可知，每脱掉1个丙氨酸需要破坏2个肽键，脱掉4个丙氨酸共破坏了8个肽键，有8分子水参与，故该五十肽水解得到的几种有机物比原五十肽增加了8个氧原子，而4个丙氨酸中共有8个氧原子，且最后一个氨基酸中有2个氧原子(存在于COOH中，R基中没有)，故生成的4条肽链比原五十肽减少了2个氧原子，A正确；得到的5个氨基酸中有4个是丙氨酸，故这5个氨基酸可缩合成五肽，可有5种不同的氨基酸序列，B正确；每脱掉1个丙氨酸需要破坏2个肽键，脱掉4个丙氨酸共破坏了8个肽键，所以新生成的4条肽链一共比原五十肽少了8个肽键，C正确；每条肽链中至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，故新生成的4条肽链至少有4个游离的氨基和4个游离的羧基，D错误。
