蛋白質(zhì)計(jì)算問(wèn)題歸類解析

1、蛋白質(zhì)一、蛋白質(zhì)基礎(chǔ)（1） .元素組成：除C、H、O、N外，大多數(shù)蛋白質(zhì)還含有S（2） .基本組成單位：氨基酸（組成蛋白質(zhì)的氨基酸約20 #7RIH2NcCOOHI氨基酸結(jié)構(gòu)通式：H:氨基酸的判斷：同時(shí)有氨基和竣基至少有一個(gè)氨基和一個(gè)竣基連在同一個(gè)碳原子上。（組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸的區(qū)別：R基的不同）（3） .形成：許多氨基酸分子通過(guò)脫水縮合形成肽鍵（-CO-NH-）相連而成肽鏈，多條肽 鏈盤曲折疊形成有功能的蛋白質(zhì)二肽：由2個(gè)氨基酸分子組成的肽鏈。多肽：由n （n>3）個(gè)氨基酸分子以肽鍵相連形成的肽鏈。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性的原因：組成蛋白質(zhì)多肽鏈的氨基酸 的種類、數(shù)目、排列順序的不 同

2、；構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈的婁是！、空間結(jié)構(gòu)不同計(jì)算：一一個(gè)蛋白質(zhì)分子中 肽鍵數(shù)（脫去的水分子數(shù)）=氨基酸數(shù) - 肽鏈條數(shù)。一個(gè)蛋白質(zhì)分子中至少.含有氨基數(shù)（或一基數(shù)）=肽鏈條數(shù)（5） .功能：生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。（注意有關(guān)蛋白質(zhì)的功能及舉例）1） .催化細(xì)胞內(nèi)的生理生化反應(yīng)（絕大多數(shù)酶）2） .構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)（肌肉、毛發(fā)）3） .運(yùn)輸載體（血紅蛋白、載體蛋白）4） .免疫功能（抗體）5） .傳遞信息，調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng)（胰島素、生長(zhǎng)激素）（6） .蛋白質(zhì)鑒定：與雙縮麻試劑產(chǎn)牛紫色的顏色反應(yīng)常用材料：雞蛋清，黃豆組織樣液，牛奶試劑：雙縮月尿試劑 （A液：0.1g/mL 的NaOH溶

3、液（2mL）和B液：0.01g/mL CuSO4 溶液（3-4滴）注意事項(xiàng)：使用試劑時(shí)如使用，先加A液NaOH溶液，再加B液CuSO4溶液。（CuSO4 不能過(guò)量，否則影響觀察）鑒定前，留出一部分組織樣液，以便對(duì)比二、蛋白質(zhì)計(jì)算問(wèn)題歸類計(jì)算題是生物試題中常見(jiàn)題型之一。蛋白質(zhì)中氨基酸、氨基、竣基、肽鏈、肽鍵、脫水?dāng)?shù)、分子量等各因素之間數(shù)量關(guān)系復(fù)雜，為生物計(jì)算題型的命題提供了很好的素材?，F(xiàn)對(duì)此歸類如下：1 .有關(guān)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算例1組成生物體某蛋白質(zhì)的20種氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為128, 一條含有100個(gè)肽鍵的多肽鏈的分子量為多少？解析：在解答這類問(wèn)題時(shí)，必須明確的基本關(guān)系式是：蛋白質(zhì)

4、的相對(duì)分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)X氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量 -脫水?dāng)?shù)X 18 （水的相對(duì)分子質(zhì)量）本題中含有100個(gè)肽鍵的多肽鏈中氨基酸數(shù)為：100+ 1 = 101,肽鍵數(shù)為100,脫水?dāng)?shù)也為100,則依上述關(guān)系式，蛋白質(zhì)分子量=101 X128 -100 X18 = 11128 。變式1 :組成生物體某蛋白質(zhì)的 20種氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為128,則由100個(gè)氨基酸構(gòu)成的含 2條多肽鏈的蛋白質(zhì)，其分子量為（）A. 12800 B. 11018 C. 11036 D. 8800解析：對(duì)照關(guān)系式，要求蛋白質(zhì)分子量，還應(yīng)知道脫水?dāng)?shù)。由于題中蛋白質(zhì)包含2條多肽鏈，所以，脫水?dāng)?shù)=100- 2=98,所以

5、，蛋白質(zhì)的分子量= 128 X 100 - 18 X 98 = 11036 ,答案為C。變式2:全世界每年有成千上萬(wàn)人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鵝膏草堿就是一種毒菇的毒素，它是一種環(huán)狀八肽。若20種氨基酸的平均分子量為128,則鵝膏草堿的分子量約為 （）A . 1024 B. 898 C. 880D. 862解析：所謂環(huán)肽即指由首尾相接的氨基酸組成的環(huán)狀的多肽，其特點(diǎn)是肽鍵數(shù)與氨基酸數(shù)相同。所以，鵝膏草堿白分子量 =8 X 128- 8 X 18=880 ,答案為 C。2 .有關(guān)蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水?dāng)?shù)的計(jì)算在解答這類問(wèn)題時(shí)，必須明確的基本知識(shí)是蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)、

6、脫水?dāng)?shù)的數(shù)量關(guān)系。基本關(guān)系式有：n個(gè)氨基酸脫水縮合形成一條多肽鏈，則肽鍵數(shù)=（n- 1）個(gè)；n個(gè)氨基酸脫水縮合形成m條多肽鏈，則肽鍵數(shù)=（n - m ）個(gè)；無(wú)論蛋白質(zhì)中有多少條肽鏈，始終有：脫水?dāng)?shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)例2氨基酸分子縮合形成含 2條肽鏈的蛋白質(zhì)分子時(shí)，相對(duì)分子量減少了900,由此可知，此蛋白質(zhì)分子中含有的氨基酸數(shù)和肽鍵數(shù)分別是（）A.52、52B.50、50C.52、50D.50、49解析：氨基酸分子形成蛋白質(zhì)時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量減少的原因是在此過(guò)程中脫去了水，據(jù)此可知，肽鍵數(shù)=脫水?dāng)?shù)=900+18=50,依上述關(guān)系式，氨基酸數(shù)=肽鍵數(shù)十肽鏈數(shù)=50+ 2=52,答案為C。變式1

7、:若某蛋白質(zhì)的分子量為 11935,在合成這個(gè)蛋白質(zhì)分子的過(guò)程中脫水量為1908,假設(shè)氨基酸的平均分子量為127,則組成該蛋白質(zhì)分子的肽鏈有（）A.1條 B.2條 C.3條 D.4條解析：據(jù)脫水量，可求出脫水?dāng)?shù)=1908+18= 106,形成某蛋白質(zhì)的氨基酸的分子質(zhì)量之和=11935+ 1908= 13843,則氨基酸總數(shù)=13843+127=109,所以肽鏈數(shù)=氨基酸數(shù)-脫水?dāng)?shù)=109- 106=3,答案為C。變式2:現(xiàn)有一分子式為 C63H103O45N17S2的多肽化合物，已知形成該化合物的氨基酸中有一個(gè)含2個(gè)氨基，另一個(gè)含3個(gè)氨基，則該多肽化合物水解時(shí)最多消耗多少個(gè)水分子？解析：本題首

8、先要搞清楚，多肽水解消耗水分子數(shù)=多肽形成時(shí)生成水分子數(shù)；其次，要知道，要使形成多肽時(shí)生成的水分子數(shù)最多，只有當(dāng)氨基酸數(shù)最多和肽鏈數(shù)最少兩個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)才會(huì)發(fā)生。已知的2個(gè)氨基酸共有5個(gè)N原子，所以剩余的12個(gè)N原子最多可組成12個(gè)氨基酸（由于每個(gè)氨 基酸分子至少含有一個(gè)- NH2）,即該多肽化合物最多可由 14個(gè)氨基酸形成；肽鏈數(shù)最少即為 1條， 所以該化合物水解時(shí)最多消耗水分子數(shù)= 14-1=13。變式3:已知氨基酸的平均分子量為128,測(cè)得某蛋白質(zhì)的分子量為5646,試判斷該蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)和肽鏈數(shù)依次是 （）A . 51 和 1 B. 51 和 2 C. 44 和 1 D. 44 和

9、 2解析：蛋白質(zhì)的分子量確定后，氨基酸的數(shù)量與肽鏈的數(shù)量存在著必然的函數(shù)關(guān)系，如設(shè)氨基酸的數(shù) 量與肽鏈的條數(shù)分別為x和y ,則有128x- 18 （x- y） = 5646盡管1個(gè)方程包含2個(gè)未知數(shù)，但x和y必須都為符合題意的整數(shù)解，這樣可解得：x=51, y=2,答案為B。3 .有關(guān)蛋白質(zhì)中至少含有氨基數(shù)和竣基數(shù)的計(jì)算例3某蛋白質(zhì)分子含有 4條肽鏈，共有96個(gè)肽鍵，則此蛋白質(zhì)分子中至少含有一COOH和一NH2的數(shù)目分別為 （）A. 4、100 B. 4、4 C. 100、100 D. 96、96解析：以一條由n個(gè)氨基酸組成的肽鏈為例：在未反應(yīng)前，n個(gè)氨基酸至少含有的 COOH和NH2的數(shù)目都

10、為n（因每個(gè)氨基酸至少含有 1個(gè)COOH和1個(gè)NH%由于肽鏈中包括（n- 1）個(gè)肽鍵，而 形成1個(gè)肽鍵分別消耗 1個(gè)一COOH和1個(gè)一NH2,所以共需消耗（n- 1）個(gè)一COOH和（n- 1）個(gè)一 NH2 ,所以至少含有的 COOH和NH2的數(shù)目都為1,與氨基酸R基團(tuán)中一COOH和一NH2的數(shù)目 無(wú)關(guān)。本題中蛋白質(zhì)包含 4條肽鏈，所以至少含有COOH和NH2的數(shù)目都為4,答案為Bo 變式： 一個(gè)蛋白質(zhì)分子由四條肽鏈組成，364個(gè)氨基酸形成，則這個(gè)蛋白質(zhì)分子含有的COOH和NH2數(shù)目分另為（）A . 366、366B. 362、362C .4、4 D.無(wú)法判斷解析：本題與上題的不同之外在于要求出

11、COOH和NH2的確切數(shù)目，所以必須知道氨基酸R基團(tuán)中一COOH和一NH2的具體數(shù)目，本題無(wú)從知曉，所以無(wú)法判斷，答案為 D。 4.有關(guān)蛋白質(zhì)中氨基酸的種類和數(shù)量的計(jì)算例4今有一化合物，其分子式為C55H70O19N10,已知將它完全水解后只得到下列四種氨基酸：NHjCH2-COOH Q氨媵CH,CHCOCHNH?蕭丙氨酸CH3-CH-COOH 丙氨酸 舸NHa CHCOOH 鼠 THlC8H該多肽是多少肽？該多肽進(jìn)行水解后，需 個(gè)水分子，得到個(gè)甘氨酸分子,個(gè)丙氨酸分子。解析： 從該多肽水解后得到的 4種氨基酸的結(jié)構(gòu)式可以看出，每種氨基酸都僅含有一個(gè)N原子，而此多肽中共含有10個(gè)N原子，所以該

12、多肽是由 10個(gè)氨基酸縮合形成的，因而為10肽。10肽水解顯然需要 9個(gè)水分子。根據(jù) 4種氨基酸的分子結(jié)構(gòu)，可分別寫(xiě)出它們的分子式：甘氨酸 為C2H5O2N,丙氨酸為C3H7O2N,苯丙氨酸為 C9H11O2N,谷氨酸為 C5H9O4N,由于該多肽形成時(shí)失去 9個(gè)水分子，所以10個(gè)氨基酸中共有：C原子55個(gè)，H原子88個(gè)（70+2 X 9）,。原子28個(gè)（19+19 X 1）, N原子10個(gè)。設(shè)此多肽中這四種氨基酸的數(shù)目分別為a、b、c、d個(gè)，則有2a+3b+9c+5d=55 ,5a+7b+11C+9d=88 , 2a+2b+2c+4d=28 , a+b+c+d=10。解得，a=1, b=2,

13、即該多肽水解后得到1 個(gè)甘氨酸分子，2個(gè)丙氨酸分子。例5.某肽鏈由51個(gè)氨基酸組成，如果用肽酶把其分解成1個(gè)二肽、2個(gè)五肽、3個(gè)六肽、3個(gè)七肽，則這些短肽的氨基總數(shù)的最小值、肽鍵總數(shù)、分解成這些小分子肽所需水分子總數(shù)依次是（）解析：據(jù)題意可知，短肽（包括二肽和多肽）的數(shù)目共有9個(gè)（1+2+3+3）。因?yàn)槊織l短肽至少有一個(gè)氨基 （不包括R基上的氨基），故這些短肽氨基總數(shù)的最小值（即游離的氨基數(shù)量至少）為9個(gè)；由肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)”，可得肽鍵總數(shù)是 42個(gè)（51-9）;分解成這9個(gè)短肽，需要斷裂 8個(gè)肽鍵，由肽鍵數(shù)=失 去的水分子數(shù)知，形成這些短肽需要的水分子數(shù)量（即消耗的水分子數(shù)）是8個(gè)。

14、警示：此題的關(guān)鍵是 分解成這些小分子肽所需的水分子總數(shù)”中的 分解成"，往往誤認(rèn)為是 分解”從而導(dǎo)致出錯(cuò)。雖然是一字之差，結(jié)果卻是大不相同。答案：C例6.有一條多肽鏈由12個(gè)氨基酸組成，分子式為CxHyNzOwS（z>12 w>13）,這條多肽鏈經(jīng)過(guò)水解后的產(chǎn)物中有5種氨基酸：半胱氨酸（C3H7NO2S）丙氨酸（C3H6NO2、天門冬氨酸（C4H7N04）、賴氨酸 （C6H14N202）、苯丙氨酸（C9H11NO2）。水解產(chǎn)物中天門冬氨酸的數(shù)目是（）A.y+12 個(gè) B.z+12 個(gè) C.w+13 個(gè) D.（w-13）/2 個(gè)解析：據(jù)題干提供的 5種氨基酸，可知天門冬氨酸

15、中含有4個(gè)氧原子，而其他氨基酸中僅有2個(gè)氧原子，這說(shuō)明天門冬氨酸中多的 2個(gè)氧原子是存在于 R基中的（因?yàn)橐粋€(gè)氨基酸在不考慮R基中含氧原子時(shí)，僅竣基中含有 2個(gè)氧原子）。因此我們可以根據(jù)脫水縮合反應(yīng)前后的氧原子數(shù)守恒進(jìn)行計(jì)算。設(shè)組 成該多肽的天門冬氨酸為n個(gè)，則有：反應(yīng)前氨基酸中的氧原子數(shù)=2X12（組成每分子多肽的氨基酸數(shù)）+2沏（天門冬氨酸數(shù)）；反應(yīng)后生成物中的氧原子數(shù)二w（多肽中氧原子數(shù)）+11（脫下水中的氧原子數(shù)）。所以，由 二"得:n=（w-13）/2 。點(diǎn)撥：根據(jù)其他元素在反應(yīng)前后數(shù)量不變可以求出肽鏈中的另外幾種氨基酸的數(shù)目。本題也可以根據(jù)反應(yīng)前后各種原子個(gè)數(shù)不變，設(shè)5種

16、氨基酸個(gè)數(shù)依次為 m n、o、p個(gè)，然后列方程組計(jì)算?？傊梦镔|(zhì)守恒的思想是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵。答案：D例7.某條多肽的相對(duì)分子質(zhì)量為2778,若氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為110,如考慮終止密碼子，則編碼該多肽的基因長(zhǎng)度至少是（）A.75對(duì)堿基B.78 對(duì)堿基 C.90對(duì)堿基 D.93對(duì)堿基解析：本題考查了有關(guān)蛋白質(zhì)合成過(guò)程中與核酸相關(guān)問(wèn)題的計(jì)算。DNA11因的堿基數(shù)（至少）：mRNA勺堿基數(shù)（至少）：蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目=6（若為堿基對(duì)數(shù)則為3） : 3: 1,據(jù)題意，若求基因的長(zhǎng)度首先應(yīng)計(jì)算出氨基酸的個(gè)數(shù)（設(shè)為n）,則有nX110-（n-1） M8=2778,推出n=30,又因?yàn)轭}干中給

17、出考慮終止密碼子”，所以密碼子數(shù)為 n+1=31個(gè)。綜上，在僅考慮基因中的編碼區(qū)編碼該多肽的基因長(zhǎng)度至少是31 X3=93對(duì)堿基。答案：D備注：把握中心法則及計(jì)算中的對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)注意看清是堿基數(shù)，還是堿基對(duì)數(shù)的比值，是否考慮終止密碼，所求解的內(nèi)容示意為最多"還是 至少”等等。一定要避免數(shù)量關(guān)系不清楚而出錯(cuò)。三、技能提升訓(xùn)練1 .如圖表示一個(gè)由153個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成的蛋白質(zhì)分子。下列敘述正確的是（）A.該分子中含有152個(gè)肽鍵相b.參與構(gòu)成該分子的氨基酸中至少有1個(gè)酸性氨基酸和1個(gè)堿性氨基酸JVAC.該分子中有1個(gè)氨基酸殘基含硫卜 陵/D.該分子徹底水解將產(chǎn)生 153種氨基酸|12

18、.假如生長(zhǎng)激素由兩條多肽鏈組成，在生長(zhǎng)激素的縮合過(guò)程中脫掉的水分子相對(duì)分子質(zhì)量為3384,已知20種氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為130,此蛋白質(zhì)的分子量最接近于（）A. 24700 B .21316 C , 24440 D , 4401803 .有一多肽，其分子式是G5H0Q9N10,將其徹底水解后，只得到下列四種氨基酸：谷氨酸（C2H5QN）、丙氨酸（C3HQN）、谷氨酸（C5H9QN）和苯丙氨酸（C9H1QN）。下列有關(guān)該多肽的敘述中，正確的是（）A.該多肽是九肽B.該多肽在脫水縮合過(guò)程中一定是4種轉(zhuǎn)運(yùn)RNAa與轉(zhuǎn)運(yùn)相應(yīng)的氨基酸C.該多肽徹底水解可得到 3個(gè)谷氨酸 D.4種氨基酸縮合成該多肽

19、時(shí)，相對(duì)分子量減少了1624 . 1965年我國(guó)科學(xué)家在世界上首次合成結(jié)晶牛胰島素，它是由兩條肽鏈共51氨基酸組成的具有生物活性的蛋白質(zhì)，假若決定該牛胰島素的基因 （包才3個(gè)終止密碼）中堿基A占25%那么按理論計(jì)算堿基C的數(shù)目是（）A. 81 個(gè) B. 76 個(gè) C. 153 個(gè) D. 324 個(gè)5 .某一蛋白質(zhì)由4條肽鏈組成，共含有109個(gè)肽鍵，則此蛋白質(zhì)分子中至少含有一NH和一COOH勺個(gè)數(shù)，以及形成此蛋白質(zhì)需要的氨基酸數(shù)分別為（）A. 4、4、113 B . 110、110、110 C 105、105、105 個(gè) D . 4、4、105A.n-mB.n-2mC.n+mD.n+2m6 .某

20、蛋白質(zhì)由m條肽鏈、n個(gè)氨基酸組成。該蛋白質(zhì)至少有氧原子的個(gè)數(shù)是87 .下面是某蛋白質(zhì)的肽鏈結(jié)構(gòu)示意圖（圖 1,其中數(shù)字為氨基酸序號(hào)）及部分肽鏈放大圖（圖 2）,請(qǐng)據(jù)圖判斷下列敘述中正確的是（）A.該蛋白質(zhì)中含有1條肽鏈126個(gè)肽鍵B.圖2中含有的就是C.從圖2可推知該肽鏈至少含有2個(gè)游離的竣基 D .該蛋白質(zhì)分子完成水解共需水分子123個(gè)8 .古詩(shī)云：“春蠶到死絲方盡，?！毕铝杏嘘P(guān)“蠶絲”的敘述中，正確的是（）A.組成蠶絲的基本單位是葡萄糖B .蠶絲的形成過(guò)程一定有水產(chǎn)生C.蠶絲服裝可以用熱水浸泡D .蠶絲中一定含有化學(xué)元素 C、H Q N、P9 .半胱甘肽（分子式 CoH7QN3S）是存在于

21、動(dòng)植物和微生物細(xì)胞中的一個(gè)重要三肽，它是由谷氨酸（QHfeQN）、甘氨酸（GHQN）和半胱氨酸縮合而成，則半胱氨酸可能的分子式為（）A. C3HNSB. C3H5ONS C . GHQNSD. GH3QNS10 .免疫球蛋白I gG的結(jié)構(gòu)如圖所示，其中一 SS一表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵。若該I gG由m個(gè)氨基酸構(gòu)成，則該I gG有肽鍵數(shù)及形成該蛋白質(zhì)時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量減少了（）A.m 個(gè) (m-4) X 18C.(m-1)個(gè) (m-4) x 18-6B.(m+1)個(gè)(m-4) x 18D.(m-4)個(gè)(m-4)x 18+611.某肽鏈由51個(gè)氨基酸組成，如果用肽酶把其分解成1個(gè)二肽、2個(gè)五月大、3個(gè)六肽