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　　　　　　　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＝脱去水分子数＝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)。
3．肽链中游离的氨基或羧基的计算
(1)至少含有的游离的氨基数或羧基数＝肽链数。
(2)游离的氨基数或羧基数＝肽链数＋R中含有的氨基数或羧基数。
4．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条链状多肽或环状多肽时，项目中的数目变化。
项目 氨基酸平 均相对分 子质量 氨基 酸数 目 肽键 数目 脱去 水分 子数 目 多肽或 蛋白质 相对分 子质量 氨基 数目 羧基 数目
一条 肽链 a n n－1 n－1 na－18 ×(n－1) 至少 1个 至少 1个
m条 肽链 a n n－m n－m na－18 ×(n－m) 至少 m个 至少 m个
环状 多肽 a n n n na－18n 最少 为0 最少 为0
特别提醒　蛋白质的水解可看作蛋白质合成的逆过程，即合成过程脱去水分子的数目，就是水解过程中需加入的水分子数目。
例1　(2024·盐城市新丰中学高一期中)某蛋白质分子含 745 个氨基酸，3条肽链。在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数、形成的肽键数及至少含有游离的氨基数分别是(　　)
A．745、745和3 B．742、742和3
C．745、742和1 D．742、745和1
例2　如图为某蛋白质的相关数据，下列说法正确的是(　　)
A．该蛋白质含有两条肽链
B．形成该蛋白质时，相对分子质量减少了2 268
C．该蛋白质的R上共有16个氨基
D．构成该蛋白质的氨基酸共有142个羧基
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上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。
例3　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－2m
C．n＋m D．n＋2m
例4　某肽链是由50个氨基酸分子脱水缩合而成的，其中含有2个丙氨酸(C3H7O2N)，现脱掉丙氨酸(相应位置如图所示)得到几种不同的有机物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物的叙述，错误的是(　　)
A．氨基和羧基均增加4个
B．肽键减少4个
C．氢原子增加8个
D．氧原子增加2个
1．若组成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量是130，那么由1条肽链共280个氨基酸所组成的蛋白质在形成过程中共产生的水分子数是(　　)
A．279 B．280
C．5 022 D．36 270
2．(2024·宿迁高一检测)如图所示物质中，有的属于构成人体蛋白质的氨基酸，有的不属于，若将其中构成人体蛋白质的氨基酸缩合成一条肽链(不考虑环状肽，且每种氨基酸只有一个)，则该肽链中含有的氨基、羧基和肽键数目依次是(　　)
①NH2—CH2—COOH
②NH2—CH2—CH2OH
③
④
⑤
A．2、2、2 B．1、1、2
C．1、1、3 D．3、2、3
3．(多选)(2024·淮安高一期中)如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子(不同编号代表氨基酸残基)。下列叙述正确的是(　　)
A．该分子中含有198个肽键
B．该分子中至少有2个氨基
C．合成1分子该物质会同时生成200个水分子
D．该分子中氮原子数目可能大于202个
4．某蛋白质由120个氨基酸组成，其中有8个—SH，在肽链形成空间结构(如图所示)时，生成4个二硫键(—S—S—)，若氨基酸平均相对分子质量为110，则该蛋白质的相对分子质量约为(　　)
A．11 050 B．11 250
C．11 005 D．11 500
5．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，水解得到的赖氨酸个数为(　　)
A．q－p B．q－p－1
C．q－p－2 D．q－p＋1
6．(2023·泰州高一期末)假如蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)羧基端的肽键，蛋白酶2作用于赖氨酸(C6H14N2O2)两侧的肽键，某四十九肽经酶1和酶2作用后的情况如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．此多肽中含1个赖氨酸
B．苯丙氨酸位于四十九肽的第17、31、49位
C．短肽D、E与四十九肽的O原子数相同，N原子数减少4个
D．适宜条件下酶1和酶2同时作用于此多肽，可形成五条短肽
答案精析
例1　B　[肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数＝745－3＝742(个)，游离氨基或羧基数＝肽链数＋R中含有的氨基或羧基数，因此至少含有游离的氨基数为3个，B符合题意。]
例2　B　[由题图可知，羧基总数为15个，R上的羧基数目也为15个，而蛋白质分子中的羧基总数＝肽链数＋R上的羧基数目，所以该蛋白质含有15－15＝0(条)肽链，进而推知该蛋白质由环状多肽构成，A错误；形成该蛋白质时，脱去的水分子数＝氨基酸数＝126(个)，减少的相对分子质量等于脱去的水分子的相对分子质量的总和，即18×126＝2 268，B正确；在环状多肽中，氨基总数＝R上的氨基数＝17(个)，C错误；综上分析，该蛋白质由126个氨基酸脱水缩合而成，其中有15个氨基酸的R含有羧基，因此构成该蛋白质的氨基酸共有141个羧基，D错误。]
例3　C　[由氨基酸的结构通式可知，一个氨基酸分子至少有两个氧原子，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。]
例4　D　[根据题图可知，每脱掉一个丙氨酸需断裂2个肽键、消耗2分子水，氨基和羧基分别增加2个。题述过程脱掉2个丙氨酸，氨基和羧基分别增加2×2＝4(个)，共需断裂2×2＝4(个)肽键，即肽键减少4个，增加了4个水分子，即氢原子增加8个，氧原子增加4个，综上所述，D错误。]
跟踪训练
1．A　2.A
3．BCD　[题图中的该蛋白质分子由200个氨基酸构成，含有2条肽链，两条肽链之间通过两个肽键连接，所以链内肽键数＝氨基酸数－肽链数＝200－2＝198(个)，链间肽键数2个，故该蛋白质分子共有肽键数＝198＋2＝200(个)，生成200个水分子，A错误，C正确；至少含有的氨基数＝肽链数＝2(个)，B正确；氮原子数＝氨基酸数＋R上的氮原子数，其他氨基酸R上有可能有氮原子，所以该分子中氮原子数目可能大于202个，D正确。]
4．A　[由题干分析可知，该蛋白质由120个氨基酸构成，含有1条肽链和4个—S—S—，若氨基酸的平均相对分子质量为110，则该蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18－形成4个二硫键脱去的氢的相对分子质量＝120×110－(120－1)×18－4×2＝11 050。]
5．D　[由题意可知，该多肽链中的O原子是p个，组成该多肽链的氨基酸中都含有一个羧基，即2个O原子，设该多肽链含有X个氨基酸，则有2X－(X－1)＝p，解得X＝p－1；该多肽链中的N原子是q个，只有赖氨酸含有2个N原子，设赖氨酸的数目是Y，则有2Y＋(p－1－Y)＝q，解得Y＝q－p＋1，D符合题意。]
6．A　[蛋白酶2作用于赖氨酸(C6H14N2O2)两侧的肽键，由图中酶2作用后的肽链情况可知，此多肽中含有1个赖氨酸，且位于第23位，A正确；蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)羧基端的肽键，由图中酶1作用后的肽链情况可知，苯丙氨酸位于第16、30、48位，B错误；短肽D、E与四十九肽相比减少2个肽键和1个赖氨酸，O原子数是相同的，N原子数减少2个，C错误；适宜条件下酶1和酶2同时作用于此多肽，可得到1～16、17～22、24～30、31～48四条短肽和第23位、第49位两个氨基酸，D错误。](共24张PPT)
微专题一
与蛋白质的合成和水解过程相关的计算
第一章 细胞的分子组成
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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＝脱去水分子数＝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)。
3.肽链中游离的氨基或羧基的计算
(1)至少含有的游离的氨基数或羧基数＝肽链数。
(2)游离的氨基数或羧基数＝肽链数＋R中含有的氨基数或羧基数。
4.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条链状多肽或环状多肽时，项目中的数目变化。
项目 氨基酸平均相对分子质量 氨基酸数目 肽键 数目 脱去水分子数目 多肽或蛋白质相对分子质量 氨基 数目 羧基
数目
一条 肽链 a n n－1 n－1 na－18 ×(n－1) 至少 1个 至少
1个
m条 肽链 a n n－m n－m na－18 ×(n－m) 至少 m个 至少
m个
环状 多肽 a n n n na－18n 最少 为0 最少
为0
特别提醒
蛋白质的水解可看作蛋白质合成的逆过程，即合成过程脱去水分子的数目，就是水解过程中需加入的水分子数目。
例1　(2024·盐城市新丰中学高一期中)某蛋白质分子含 745 个氨基酸，3条肽链。在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数、形成的肽键数及至少含有游离的氨基数分别是
A.745、745和3 B.742、742和3
C.745、742和1 D.742、745和1
√
肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数＝745－3＝742(个)，游离氨基或羧基数＝肽链数＋R中含有的氨基或羧基数，因此至少含有游离的氨基数为3个，B符合题意。
例2　如图为某蛋白质的相关数据，下列说法正确的是
A.该蛋白质含有两条肽链
B.形成该蛋白质时，相对分子质量减少了2 268
C.该蛋白质的R上共有16个氨基
D.构成该蛋白质的氨基酸共有142个羧基
√
由题图可知，羧基总数为15个，R上的羧基
数目也为15个，而蛋白质分子中的羧基总数
＝肽链数＋R上的羧基数目，所以该蛋白质
含有15－15＝0(条)肽链，进而推知该蛋白
质由环状多肽构成，A错误；
形成该蛋白质时，脱去的水分子数＝氨基酸数＝126(个)，减少的相对分子质量等于脱去的水分子的相对分子质量的总和，即18×126＝2 268，B正确；
在环状多肽中，氨基总数＝R上的氨基数＝17(个)，C错误；
综上分析，该蛋白质由126个氨基酸脱水缩合而成，其中有15个氨基酸的R含有羧基，因此构成该蛋白质的氨基酸共有141个羧基，D错误。
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上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。
例3　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－2m
C.n＋m D.n＋2m
√
由氨基酸的结构通式可知，一个氨基酸分子至少有两个氧原子，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。
例4　某肽链是由50个氨基酸分子脱水缩合而成的，其中含有2个丙氨酸(C3H7O2N)，现脱掉丙氨酸(相应位置如图所示)得到几种不同的有机物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物的叙述，错误的是
A.氨基和羧基均增加4个
B.肽键减少4个
C.氢原子增加8个
D.氧原子增加2个
√
根据题图可知，每脱掉一个丙氨酸需断裂2个
肽键、消耗2分子水，氨基和羧基分别增加2个。
题述过程脱掉2个丙氨酸，氨基和羧基分别增
加2×2＝4(个)，共需断裂2×2＝4(个)肽键，即肽键减少4个，增加了4个水分子，即氢原子增加8个，氧原子增加4个，综上所述，D错误。
1.若组成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量是130，那么由1条肽链共280个氨基酸所组成的蛋白质在形成过程中共产生的水分子数是
A.279 B.280
C.5 022 D.36 270
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跟踪训练
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2.(2024·宿迁高一检测)如图所示物质中，有的属于构成人体蛋白质的氨基酸，有的不属于，若将其中构成人体蛋白质的氨基酸缩合成一条肽链(不考虑环状肽，且每种氨基酸只有一个)，则该肽链中含有的氨基、羧基和肽键数目依次是
①NH2—CH2—COOH　②NH2—CH2—CH2OH　③
④ 　　　　 　⑤
A.2、2、2 B.1、1、2 C.1、1、3 D.3、2、3
√
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组成人体蛋白质的氨基酸至少含有1个氨基和1个羧基，且二者连在同一个碳原子上，图中①③⑤属于构成人体蛋白质的氨基酸，③的R中含有1个羧基，⑤的R中含有1个氨基，将它们缩合成1条肽链，肽键数＝氨基酸数－肽链数＝3－1＝2(个)，故该肽链含有的氨基、羧基和肽键数目依次是2、2、2，A符合题意。
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3.(多选)(2024·淮安高一期中)如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子(不同编号代表氨基酸残基)。下列叙述正确的是
A.该分子中含有198个肽键
B.该分子中至少有2个氨基
C.合成1分子该物质会同时生成200个水分子
D.该分子中氮原子数目可能大于202个
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题图中的该蛋白质分子由200个氨基酸构成，含有
2条肽链，两条肽链之间通过两个肽键连接，所以
链内肽键数＝氨基酸数－肽链数＝200－2＝198(个)，
链间肽键数2个，故该蛋白质分子共有肽键数＝198＋2＝200(个)，生成200个水分子，A错误，C正确；
至少含有的氨基数＝肽链数＝2(个)，B正确；
氮原子数＝氨基酸数＋R上的氮原子数，其他氨基酸R上有可能有氮原子，所以该分子中氮原子数目可能大于202个，D正确。
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4.某蛋白质由120个氨基酸组成，其中有8个—SH，在肽链形成空间结构(如图所示)时，生成4个二硫键(—S—S—)，若氨基酸平均相对分子质量为110，则该蛋白质的相对分子质量约为
A.11 050 B.11 250
C.11 005 D.11 500
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由题干分析可知，该蛋白质由120个氨基酸构成，含有
1条肽链和4个—S—S—，若氨基酸的平均相对分子质
量为110，则该蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数目×
氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18－形成4个二硫键脱去的氢的相对分子质量＝120×110－(120－1)×18－4×2＝11 050。
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5.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，水解得到的赖氨酸个数为
A.q－p
B.q－p－1
C.q－p－2
D.q－p＋1
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由题意可知，该多肽链中的O原子是p个，组成该多肽链的氨基酸中都含有一个羧基，即2个O原子，设该多肽链含有X个氨基酸，则有2X－(X－1)＝p，解得X＝p－1；该多肽
链中的N原子是q个，只有赖氨酸含
有2个N原子，设赖氨酸的数目是Y，
则有2Y＋(p－1－Y)＝q，解得Y＝q
－p＋1，D符合题意。
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6.(2023·泰州高一期末)假如蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)羧基端的肽键，蛋白酶2作用于赖氨酸(C6H14N2O2)两侧的肽键，某四十九肽经酶1和酶2作用后的情况如图所示。下列叙述正确的是
A.此多肽中含1个赖氨酸
B.苯丙氨酸位于四十九肽的
　第17、31、49位
C.短肽D、E与四十九肽的O原子数相同，N原子数减少4个
D.适宜条件下酶1和酶2同时作用于此多肽，可形成五条短肽
跟踪训练
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蛋白酶2作用于赖氨酸(C6H14N2O2)两侧的肽键，由图中酶2作用后的肽链情况可知，此多肽中含有1个赖氨酸，且位于第23位，A正确；
蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)羧基端的肽键，由图中酶1作用后的肽链情况可知，苯丙氨酸位于第16、30、48位，B错误；
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短肽D、E与四十九肽相比减少2个肽键和1个赖氨酸，O原子数是相同的，N原子数减少2个，C错误；
适宜条件下酶1和酶2同时作用于此多肽，可得到1～16、17～22、24～30、31～48四条短肽和第23位、第49位两个氨基酸，D错误。
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