高三生物一輪復習蛋白質(zhì)計算問題歸類解析講義

1、PAGE 6基礎知識與蛋白質(zhì)有關的計算，是以氨基酸的結構以及氨基酸脫水縮合形成肽鏈為基礎，關于脫水數(shù)、肽鍵數(shù)、氨基數(shù)、羧基數(shù)、相對分子質(zhì)量等的相關計算，首先掌握直鏈肽的計算公式，若涉及其他結構，還應考慮形成相應化學鍵所減掉的原子數(shù)。氨基酸結構通式： 通式分子式：C2H4O2N-R蛋白質(zhì)（鏈狀多肽）形成（脫水縮合）：一、氨基酸相關計算求原子數(shù)（或分子式） 1至少含N原子數(shù) = 1至少含C原子數(shù) = 2至少含O原子數(shù) = 2至少含H原子數(shù) = 42N原子數(shù) = R基N原子數(shù) + 1C原子數(shù) = R基C原子數(shù) + 2O原子數(shù) = R基O原子數(shù) + 2H原子數(shù) = R基H原子數(shù) + 4例1.谷氨酸的R

2、基為C3H5O2，一分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次是（） A5、9、4、1 B4、8、5、1 C5、8、4、1 D4、9、4、1練習1、甲硫氨酸的R基是-CH2-CH2-S-CH3，它的分子式是（）A. C5H11O2NS B. C3H7S C. C4H11O2S D. C5H10O2NS 二、蛋白質(zhì)（或多肽）相關計算（一）求氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水數(shù)脫水數(shù) = 肽鍵數(shù) = 氨基酸數(shù) 肽鏈數(shù)例2血紅蛋白分子中含 574 個氨基酸，4 條肽鏈。在形成此蛋白質(zhì)分子時，脫下的水分子數(shù)和形成的肽鍵數(shù)目分別是 （）A 574 和 573 B 573 和 573 C 570 和 573 D

3、 570 和 570 練習2、氨基酸分子縮合形成含2條肽鏈的蛋白質(zhì)分子時，相對分子量減少了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（）A52、52 B50、50 C52、50 D50、49 練習3、某三十九肽中共有丙氨酸4個，現(xiàn)去掉其中的丙氨酸得到4條長短不等的多肽（如圖），這些多肽中肽鍵總數(shù)為（）A31 B32 C34 D35練習4、若某蛋白質(zhì)的分子量為11935，在合成這個蛋白質(zhì)分子的過程中脫水量為1908，假設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（二）求相對分子質(zhì)量蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量氨基酸數(shù)氨基酸平均

4、相對分子質(zhì)量脫水數(shù)18例3某蛋白質(zhì)分子含有a條肽鏈，共有b個氨基酸。如果氨基酸的平均相對分子質(zhì)量是c，則該蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量以及水解時需要的水的相對分子質(zhì)量分別是（）Ab（c-18）+ 18a和18（b-a） Bb（c+18）+ 18a和18（a+b）Cb（c-18）- 18a和18（a-b） Db（c+18）- 18a和18（b-a）練習5、下圖為結晶牛胰島素分子結構示意圖。已知胰島素含有A、B兩條多肽鏈，A鏈含有21個氨基酸，B鏈含有30個氨基酸，兩條多肽鏈間通過兩個二硫鍵（二硫鍵由兩個-SH連接而成）連接，在A鏈上也形成1個二硫鍵。則胰島素分子中含有的肽鍵數(shù)和51個氨基酸脫水縮合形成胰

5、島素后相對分子質(zhì)量比原來減少的數(shù)值各是多少（ ）A49 882 B49 888 C50 882 D50 888注：在計算蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量時，除考慮肽鍵的形成外，有時也要考慮因其他化學鍵的形成而導致相對分子質(zhì)量的變化，如形成二硫鍵。（三）求游離氨基或羧基數(shù)1至少含有的游離-NH2或COOH數(shù) = 肽鏈數(shù)例4. 某蛋白質(zhì)分子由3條多肽鏈組成，內(nèi)有肽鍵109個，則此分子中含有-NH2或COOH的數(shù)目至少為：（ ）A. 112、112 B. 109、109 C. 9、9 D. 3、32游離氨基或羧基數(shù) = 肽鏈數(shù) + R基含有氨基或羧基數(shù)= 各氨基酸氨基或羧基總數(shù)肽鍵數(shù)例5. 現(xiàn)有1000個氨基酸，

6、其中氨基有1020個，羧基1050個，則由此合成的4條肽鏈中氨基、羧基的數(shù)目分別是（ ）A. 1016、1046 B. 4、4 C. 24、54 D. 1024、1054氨基酸的脫水縮合過程可總結如下表：氨基酸平均相對分子質(zhì)量肽鍵數(shù)目脫去水分子數(shù)多肽相對分子質(zhì)量氨基數(shù)目羧基數(shù)目一條肽鏈mm1m1ma18(m1)至少1個至少1個n條肽鏈mmnmnma18(mn)至少n個至少n個（四）求原子數(shù)1至少含N原子數(shù) = 氨基酸數(shù)至少含C原子數(shù) = 氨基酸數(shù)2至少含O 原子數(shù) = 氨基酸數(shù)2 - 脫水數(shù)至少含H原子數(shù) = 氨基酸數(shù)4 - 脫水數(shù)22N 原子數(shù) = 氨基酸數(shù) + R基N原子數(shù)= 各氨基酸N原

7、子總數(shù) C原子數(shù) = 氨基酸數(shù)2 + R基C原子數(shù)= 各氨基酸C原子總數(shù)O 原子數(shù) = 氨基酸數(shù)2 + R基O原子數(shù) - 脫水數(shù)= 各氨基酸O原子總數(shù) - 脫水數(shù)H原子數(shù) = 氨基酸數(shù)4 + R基H原子數(shù) - 脫水數(shù)2= 各氨基酸H原子總數(shù) - 脫水數(shù)2例6.某蛋白質(zhì)由m條肽鏈、n個氨基酸組成。該蛋白質(zhì)至少有氧原子的個數(shù)（ ）An-m Bn-2m Cn+m Dn+2m（五）求氨基酸分子式利用氨基酸分子脫水縮合反應前后原子守恒特點求解例7.谷胱甘肽(分子式C10H17O6N3S)是存在于動植物和微生物細胞中的一種重要的三肽，它是由谷氨酸（C5H9NO4）、甘氨酸（C2H5NO2）和半胱氨酸縮合而

8、成，則半胱氨酸可能的分子式為( )A. C3H3NS B. C3H5NS C. C3H7O2NS D. C3H3O2NS解析: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，這3個氨基酸分子式之和應等于谷胱甘肽分子式再加上2個水分子，即C10H17O6N3S + 2H2O = C10H21O8N3S，故C10H21O8N3S - C5H9NO4 - C2H5NO2 = C3H7O2NS (半胱氨酸)。 （六）求氨基酸數(shù)1利用蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量、氨基酸數(shù)、肽鍵數(shù)、肽鏈數(shù)關系計算例8.已知氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為128,測得某蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量為5646,試判斷該蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)和

9、肽鏈數(shù)依次是( )A. 51 1 B. 51 2 C. 44 1 D. 44 2解析:當?shù)鞍踪|(zhì)的相對分子質(zhì)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)關系.設氨基酸的數(shù)量與肽鏈的條數(shù)分別是x和y,則有128x - 18(x - y) = 5646.盡管1個方程式中有2個未知數(shù),但x和y都必須為符合題意的整數(shù)解,這樣可解得:x = 51,y = 2.2利用氨基酸脫水縮合前后某些特定原子數(shù)目守恒解題（由于R基C原子數(shù)不好確定，且H原子數(shù)較多，故以N、O原子數(shù)計算為突破口）例9. 某多肽的分子式為C55H70O19N10，已知它由下列4種氨基酸組成：甘氨酸（C2H5NO2）、丙氨酸（C3H7N

10、O2）、苯丙氨酸（C9H11NO2）、谷氨酸（C5H9NO4），那么該多肽徹底水解可產(chǎn)生多少個谷氨酸分子（ ）A. 4個 B. 5個 C. 6個 D. 3個解析:由于4種氨基酸分子各含有1個N原子，根據(jù)該多肽的分子式，可知該多肽為十肽，其水解需要9分子水，又每分子甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸各含有2個O原子，每分子谷氨酸含有4個O原子，設谷氨酸有x個，其他3種氨基酸有（10 x）個，根據(jù)脫水縮合前后O原子守恒得：（10 x） 2 + 4x 9 = 19，解方程得x 4。練習6、有一條多肽鏈由12個氨基酸組成，分子式為CxHyNzOwS(z12，w13)，這條多肽鏈經(jīng)過水解后的產(chǎn)物中有5種氨基酸：半

11、胱氨酸(C3H7NO2S)、丙氨酸(C3H6NO2)、天門冬氨酸(C4H7N04)、賴氨酸(C6H14N202)、苯丙氨酸(C9H11NO2)。求水解產(chǎn)物中天門冬氨酸的數(shù)目是（ ） Ay+12個 Bz+12個Cw+13個 D(w-13)/2個解析:由于在半胱氨酸、丙氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸中都只含有2個O原子，而天門冬氨酸中含有4個O原子。設天門冬氨酸的個數(shù)為x個，則該十二肽由12個氨基酸脫水縮合形成過程中，利用O原子平衡建立關系式：（12-x） 2 + 4x 11 = w，因此x = (w-13)/2個。該“十二肽”分子徹底水解后有 (w-13)/2個天門冬氨酸。 練習7、分析多肽E和多肽F得

12、到以下結果（單位：個）元素或基團CHON氨基羧基多肽E201348625332多肽F182294555461多肽E和多肽F中氨基酸的數(shù)目最可能是()A199和181 B340和281 C58和53 D51和493利用氨基酸與相應DNA及RNA片段中堿基數(shù)目之間關系求解翻譯轉錄 翻譯轉錄DNA（基因） mRNA 蛋白質(zhì) 堿基數(shù)6 ： 堿基數(shù)3 ： 氨基酸數(shù)1實際不具有上述比例關系：(1) DNA中有的片段無遺傳效應，不能轉錄形成mRNA。(2) 基因片段中有的片段起調(diào)控作用，不能轉錄。(3) mRNA有終止密碼子，終止密碼子不對應氨基酸。綜上：由已知DNA或 RNA堿基數(shù)推導得出的氨基酸數(shù)比實際

13、多由已知氨基酸數(shù)推導得出的DNA或 RNA堿基數(shù)比實際少在轉錄時,基因模板鏈中的A+T(或G+C)與RNA分子的中的U+A(或C+G)相等提醒:解題時,應看清是DNA上(或基因中)的堿基對數(shù)，還是個數(shù)；是mRNA上密碼子的個數(shù)，還是堿基的個數(shù)；是合成蛋白質(zhì)中氨基酸的個數(shù)，還是種類數(shù)。 例10. 一個mRNA分子有m個堿基,其中G+C有n個,由該mRNA合成的蛋白質(zhì)有2條肽鏈。則其模板DNA分子的A+T數(shù)、合成蛋白質(zhì)時脫去的水分子數(shù)分別是（ ）A.m、m/3-1 B.m、m/3-2 C.2(m-n)、m/3-1 D.2(m-n)、m/3-2 練習8、某蛋白質(zhì)由n條肽鏈組成，氨基酸的平均相對分子質(zhì)

14、量為a，控制該蛋白質(zhì)合成的基因含b個堿基對，則該蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量約為（ ）A.2ab/3-6b+18n B.ab/3-6b C.(b/3-a)18 D.ab/3-(b/3-n)18 練習9、一條多肽鏈中有氨基酸1000個,則作為合成該多肽鏈模板的mRNA和用來轉錄該mRNA的基因分子中分別至少含有堿基 ( )A3000個和3000個 B3000個和6000 個C1000個和4000個 D1000個和3000個練習10、某條多肽的相對分子質(zhì)量為2778，若氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為110，如考慮終止密碼子，則編碼該多肽的基因長度至少是 ( )A. 75對堿基 B. 78對堿基 C. 90對堿

15、基 D. 93對堿基4利用化學平衡計算氨基酸數(shù)目例11.稱取某多肽415g，在小腸液的作用下完全水解得到氨基酸505g。經(jīng)分析知道組成此多肽的氨基酸平均相對分子質(zhì)量為100，此多肽由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸3種氨基酸組成，每摩爾此多肽含有S元素51mol。3種氨基酸的分子結構式如下圖：求組成一分子此多肽需氨基酸數(shù) 101 個。解析:由題意可知，415g此多肽完全水解需要水505g - 415g = 90g，即形成415g此種多肽需要脫去90g水。415g此多肽形成時，需要氨基酸505 100 505（mol），脫水90 18 5(mol)，所以在形成此多肽時需要的氨基酸摩爾數(shù)與合成時脫去的水分

16、子摩爾數(shù)之比為：505 5 = 101。設該肽鏈上的氨基酸殘基數(shù)目為n，則該肽鏈上的氨基酸殘基數(shù)目與在形成該肽鏈時脫去的水分子數(shù)之比：n （n-1）。得n （n-1） = 101，解此方程得n = 101。所以此多肽為101肽。5含2個-NH2的氨基酸數(shù) = N原子數(shù) - 氨基酸數(shù)= 各氨基酸N原子總數(shù) - 氨基酸數(shù)= N原子數(shù) 肽鍵數(shù) 肽鏈數(shù)6含2個COOH的氨基酸數(shù) =（O原子數(shù) + 脫水數(shù)氨基酸數(shù)2 ）2=（各氨基酸O原子總數(shù)氨基酸數(shù)2）2=（O原子數(shù) - 肽鍵數(shù)肽鏈數(shù)2 ）2（七）求多肽種類利用數(shù)學排列求解1.若以n(0n20)種氨基酸形成m肽, 每種氨基酸數(shù)目無限(允許重復)的情況下，可形成肽類化合物種類:nm 種2.若以n(0n20)種氨基酸形成m(mn)肽,每種氨基酸只有一個(不允許重復)的情況下，可形成肽類化合物種類:n(n1)(n2)(nm2)(nm1) Aeq oal(m,n) 種例12.如果有足量的三