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微專題培優(yōu)(一)與蛋白質(zhì)的合成和水解過程相關(guān)的計算1.蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量、氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)的關(guān)系(1)肽鍵數(shù)=失去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)一肽鏈數(shù)(對于環(huán)狀多肽來說,肽鍵數(shù)=氮基酸數(shù)=失去水分子數(shù))。(2)蛋白質(zhì)的相勸分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)x氨基酸的平均相對分子質(zhì)品一脫去水分子數(shù)xl8(若有〃個二硫鍵生成,則還應(yīng)減去2〃)。肽鏈數(shù)目氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)目脫去水分子數(shù)氨基數(shù)目陵基數(shù)目多肽(蛋白質(zhì))的相對分子質(zhì)量1條n〃一111-\至少1個至少1個an—18x(〃-1)m條nn-mn-m至少m個至少m個〃〃一18x(〃一〃?)注:設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為[針對訓練].(2022?江蘇南京高一月考)已知21種氨基酸的平均相對分子質(zhì)量是128,現(xiàn)有一蛋白質(zhì)分子由3條肽鏈組成,在肽鏈形成空間結(jié)構(gòu)時,產(chǎn)生了4個二硫鍵(-SH+-SHTS-S-+2H),共有肽鍵97個,此蛋白質(zhì)分子的相對分子質(zhì)量最接近0A.11046B.11060C.12800D.12280解析:A蛋白質(zhì)是由氨基酸脫水縮合形成的,蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)x氨基酸的平均相對分子質(zhì)量一失去的水分子數(shù)x水的相對分子質(zhì)量=(97+3)x128—97x18=11054。由于在肽鏈形成空間結(jié)構(gòu)時,生成了4個二硫鍵,失去2x4=8個H,所以該蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=11054—8=11046。.如圖為牛胰島素結(jié)構(gòu)模式圖,該物質(zhì)中—S—S—是由兩個一SH脫去兩個H形成的,下列說法正確的是()A.牛胰島素為51肽,其中含有50個肽鍵.牛胰島素中至少有2個一N%和2個一COOHC.牛胰島素水解產(chǎn)物含有21種不同的氨基酸D.牛胰島素形成時,減少的相對分子質(zhì)量為882解析:B牛胰島素含51個氨基酸,由2條肽鏈組成,含有的肽鍵數(shù)為51—2=49個;至少含2個游離的一NH?和2個游離的一COOH;牛胰島素水解可得到51個氨基酸,但并非一定是21種;牛胰島素形成時,51個氨基酸脫水縮合的同時還減少了6個H,故減少的相對分子質(zhì)量為49x18+6=888。2.蛋白質(zhì)中游離氨基或頻基的計算可將肽鏈看作“C”與“一CO—NH—”交替連接構(gòu)成的基本骨架,在“C”上連接著一R和一H,在肽鏈的兩端分別是游離的“一NHz”和“一COOH”,如下圖所示:(1)至少含有的游離氨基或竣基數(shù)=肽鏈數(shù)。(2)游離氨基或按基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基或粉基數(shù)。(3)環(huán)狀多肽中游離氨基或粉基數(shù)取決于構(gòu)成環(huán)狀多肽的氨基酸R基中的氨基或段基數(shù)。[針對訓練]3.科學家發(fā)現(xiàn)了生物體內(nèi)的第21種氨基酸一硒半胱氨酸(R基為一CH?—SeH)。由兩個硒半胱氨酸和三個谷氨酸[R基為一(CH2)2—COOH]所構(gòu)成的含有一條肽鏈的化合物,其名稱、游離拔基數(shù)目分別為()A.四肽,5B.四肽,3C.五肽,4D.五肽,3解析:C5個氨基酸構(gòu)成的化合物為五肽,3個谷氨酸R基上共有3個游離的峻基,多肽鏈一端還有1個游離的較基,共4個游離的竣基。.有關(guān)圖中蛋白質(zhì)的敘述,正確的是0A.形成該蛋白質(zhì)時共脫掉126個水分子B.該蛋白質(zhì)含有兩條肽鏈C.該蛋白質(zhì)的R基中共含17個氨基D.該蛋白質(zhì)共有111個肽鍵解析:B氨基酸脫水縮合反應(yīng)中形成的肽鏈數(shù)=蛋白質(zhì)中的痰基總數(shù)一R基上的較基總數(shù)=17—15=2條,B正確;126個氨基酸經(jīng)過脫水縮合反應(yīng)形成2條肽鏈脫去的水分子數(shù)是126—2=124個,A錯誤;蛋白質(zhì)中R基上的氨基數(shù)=蛋白質(zhì)中氨基的總數(shù)一肽鏈數(shù)=17-2=15個,C錯誤;蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)=氨基酸脫水縮合反應(yīng)脫去的水分子數(shù)=氨基酸個數(shù)一肽鏈數(shù)=126—2=124個,D錯誤。.鏈狀多肽中各原子數(shù)的計算(1)氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2x肽鏈數(shù)+R基上的氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子的總數(shù)一脫去的水分子數(shù)。(2)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)。(3)含2個氨基的氨基酸數(shù)=氮原子數(shù)一肽鍵數(shù)一肽鏈數(shù)。(4)含2個峻基的氨基酸數(shù)=(氧原子數(shù)一肽健數(shù)一2x肽鏈數(shù))/2特別提醒由于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)的計算為突破口,計算氨基酸的分子式或氨基酸個數(shù)最為簡便。[針對訓練]5.某蛋白質(zhì)由加條肽鏈、〃個氨基酸組成。該蛋白質(zhì)至少有氧原子的個數(shù)是0A.n-mB.n~2mC.n-\-mD.〃+2"?解析:C〃個氨基酸形成,〃條肽錐,肽鍵數(shù)為(〃一⑼個,每個肽鍵中有1個氧原子。每條肽鏈中至少有一個撥基,每個較基中含2個氧原子。故該蛋白質(zhì)至少有氧原子的個數(shù)為〃—m+2m=(〃+ni)個。6.某五十肽中有丙氨酸(R基為一CH3)2個,現(xiàn)脫掉其中的丙氨酸(相應(yīng)位置如圖)得到幾種不同的有機產(chǎn)物,其中脫下的氨基酸均以游離態(tài)正常存在。下列有關(guān)該過程產(chǎn)生的全部有機物中有關(guān)原子、基團或肽鍵數(shù)目的敘述,錯誤的是()A.肽鍵數(shù)目減少4個B.氨基和竣基分別增加4個C.氫原子數(shù)目增加8個D.氧原子數(shù)目增加2個解析:D題述五十肽脫掉其中的2個丙氨酸,在丙氨酸的兩側(cè)各斷裂一個肽鍵,因此肽鍵數(shù)目減少4個;斷裂4個肽鍵,即水解形成4個氨基和4個段基;脫掉丙氨酸的過程需要4個水分子參與水解,所以氫原子數(shù)目增加8個,氧原子數(shù)目增加4個。[應(yīng)用體驗].甲硫氨酸的R基是一CH2—CH2—S—CH3,則它的分子式是()A.C5H11O2NSB.C3H7sC.C4HDO2SC.C4HDO2SC.C4HDO2SD.C5H10O2NC.C4HDO2S解析:A氨基酸的結(jié)構(gòu)通式II為,所以甲硫氨酸的分子式為H>N—<'—<:()0HIGH1Q2NS。R.(2021?江蘇泰州高一期末)全世界每年有成千上萬人由于誤吃毒蘑菇而死亡。鵝膏蕈堿就是一種毒菇的毒素,它是一種環(huán)狀八肽。若21種氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為128,則鵝膏草堿的相對分子質(zhì)量約為0A.I024B.898C.880D.862解析:C該毒素是一種環(huán)狀八肽,則共由8個氨基酸組成,在形成多肽時應(yīng)脫去8分子的水,故鵝膏草堿的相對分子質(zhì)量為8x128-8x18=880。3.谷胱甘肽(分子式G0H17O6N3S)是存在于動植物和微生物細胞中的一種重要的三肽,它由谷氨酸(C5H小0?)、甘氨酸(C2H5NO2)和半胱氨酸縮合而成,則半胱氨酸可能的分子式為0A.C3H3NSB.C3H5NSC.C3H7O2NSD.C3H3O2NS解析:C谷胱甘肽是由3個氨基酸通過脫去2分子水縮合而成的三肽。因此,根據(jù)原子守恒,這3個氨基酸的分子式疊加后應(yīng)等于谷胱甘肽的分子式再加上2個水分子,即G0H17O6N3S+2H2O=G()H2Q8N3S。故CioH2QsN3S—CsH,)N04—C2HsNO2=C3H7O2NS(半胱氨酸)。.(2022?江蘇徐州高一檢測)免疫球蛋白IgG的結(jié)構(gòu)如圖所示,其中一S—S一表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鏈。若該IgG由根個氨基酸構(gòu)成,則該IgG有肽鍵數(shù)()A.加個B.(加+1)個C.(6一2)個D.(小一4)個解析:D由氨基酸脫水縮合成的蛋白質(zhì)中,肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)一肽鏈數(shù)(對于非環(huán)狀多肽而言)。從圖中給出的信息可以判斷出IgG的結(jié)構(gòu)中有4條肽鏈,由于共有〃?個氨基酸,因此可以得出肽鍵的數(shù)量為(〃?-4)個。.如圖所示,該蛋白質(zhì)分子共由67個氨基酸構(gòu)成,包括兩條多肽鏈和一個環(huán)狀肽。數(shù)字代表兩條多肽鏈上氨基酸的起止數(shù)字,該蛋白質(zhì)由二硫鍵(兩個一SH形成—S—S—)相連,假設(shè)氨基酸的平均分子質(zhì)量為〃,下列說法錯誤的是0A.該蛋白質(zhì)分子至少有2個游離的氨基和2個游離的陵基B.該蛋白質(zhì)分子至少含有氧原子67個C.該蛋白質(zhì)分子含有肽鍵65個D.該蛋白質(zhì)的分子量為67〃―1174解析:B環(huán)狀肽可能沒有游離的氨基和較基,所以該蛋白質(zhì)至少含有2個游離的氨基和2個游離的陵基,A正確;該蛋白質(zhì)分子至少含有O原子的數(shù)量為(18—1+2)+(14-1+2)+35=69(個),B錯誤;該蛋白質(zhì)共有肽鍵(32—2)+35=65(個),C正確;一個蛋白質(zhì)分子由兩條多肽鏈(32個氨基酸)和一個環(huán)狀肽(35個氨基酸)組成,且它們之間由二硫鍵(兩個一SH形成一S—S—)相連,則該蛋白質(zhì)的分子量為(32+35)x0—(65x18+2x2)=674—1174,D正確。6.某多肽由20個氨基酸組成,其中含天冬氨酸4個,分別位于第5、6、15、20位(如圖所示);肽的X專門作用于天冬氨酸竣基端的肽鍵,肽麗Y專門作用于天冬氨酸氨基端的肽鍵。下列相關(guān)敘述正確的是0A.該二十肽至少含有20個肽鍵B.若氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為則該二十肽的相對分子質(zhì)量為20。C.肽酶X完全作用后產(chǎn)生的多肽共含有氨基酸19個D.肽酶Y完全作用后產(chǎn)生的多肽中叛基數(shù)目比二十肽多了4個解析:C20個氨基酸經(jīng)脫水縮合形成一條肽鏈,需要脫去19分子的水,

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