2023年高考生物全國通用易錯題03蛋白質(zhì)合成的相關(guān)計算(解析版)

易錯點03蚩白J頁合成的相天計算

蛋白質(zhì)的合成過程涉及H、0等元素數(shù)量變化、肽鍵數(shù)量變化、游離氨基和竣基數(shù)量變化、氨基酸

分子量與多肽和蛋白質(zhì)分子量的變化，蛋白質(zhì)合成的相關(guān)計算題可以加深鞏固對氨基酸分子結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)

的合成過程的理解和應(yīng)用，而且這類題常常與基因的表達一一轉(zhuǎn)錄和翻譯相結(jié)合進行考查，可以進一步理

解和掌握基因的轉(zhuǎn)錄與翻譯過程。對氨基酸分子結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)的合成過程、基因的轉(zhuǎn)錄與翻譯過程的理解

不到位往往造成計算錯誤。加強對氨基酸分子結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)的合成過程、基因的轉(zhuǎn)錄與翻譯過程等元知識

的理解，并關(guān)注下列易錯點，進行強化練習以提高得分率：

易錯陷阱1依據(jù)元素和基團判斷氨基酸數(shù)目。錯因往往是受C、H、0、N等諸多元素的干擾而不能進行正

確計算。C、H、0元素在肽鍵、竣基和R基團中都可以含有，不能作為依據(jù)進行推斷?？梢罁?jù)R基上特有

元素或基團進行推斷，例如R基上含有的S元素、氨基等。或者依據(jù)肽鏈中所含氮原子數(shù)和氨基數(shù)推知組

成多肽或蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目。

易錯陷阱2：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中含二硫鍵和環(huán)狀肽的計算。計算相對分子質(zhì)量時漏算二硫鍵和忽視環(huán)狀肽的特

點是該類題錯選的主要原因。含二硫鍵的蛋白質(zhì)相對分子量=氨基酸數(shù)目X氨基酸平均相對分子質(zhì)量一脫

去水分子數(shù)X18一形成二硫鍵的脫氫個數(shù)。

易錯陷阱3：高溫和水解對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響。誤認為蛋白質(zhì)變性失活是肽鍵斷裂的結(jié)果。肽鍵的斷裂需

要在催化劑的作用下水解才能完成，高溫只是破壞了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，通常不涉及肽鍵斷裂。

易錯陷阱4：脫水縮合過程與基因表達過程結(jié)合的計算。往往是忽略正常情況下三個終止密碼不編碼氨基

酸、密碼的簡并性而計算錯誤。要注意題干信息中‘'至少”“最多”，同時要注意看清基因中堿基個數(shù)還是

堿基對數(shù)。

錯題糾正

例題1、下圖表示某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，其中表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵(二硫鍵是由2個“-SH”

連接而成的).若該蛋白質(zhì)山m個氨基酸構(gòu)成，則形成該蛋白質(zhì)分子的過程中，生成的水分子數(shù)和減少的

相對分子質(zhì)量分別為()

A.m個、18mB.(m-4)個、18(m-4)

C.(m-3)個、18(m-3)+4D.(m-2)個、18(m-2)+4

【解析】

由題圖可知，該蛋白質(zhì)由m個氨基酸形成3條肽鏈，其中一條是環(huán)狀肽鏈，由2個二硫鍵將3條肽鏈

連接。對于環(huán)狀肽鏈來說，失水數(shù)等于氨基酸數(shù)，所以脫去的水分子數(shù)是(m-2)個；2個二硫罐脫去的氫

原子是4個，因此該蛋白質(zhì)形成過程中減少的相對分子質(zhì)量是18(m-2)+40D項正確。

【答案】D

例題2、胰島素的A、B兩條肽鏈是由一個基因編碼的，其中A鏈中的氨基酸有加個，B鏈中的氨基酸有

〃個（不考慮終止密碼子）。下列有關(guān)敘述中不正確的是（）

A.胰島素基因中含有的堿基數(shù)大于6（m+n）

B.胰島素基因的兩條DNA單鏈分別編碼A、B兩條肽鏈

C.胰島素mRNA中至少含有m+n個密碼子

D.A、B兩條肽鏈可能是經(jīng)蛋白酶作用后形成的

【解析】

A、胰島素基因編碼的兩條多肽鏈中氨基酸總數(shù)是m+n,正常情況下終止密碼子不編碼氨基酸，不考慮終

止密碼子的情況下，蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目=l/3mRNA中的堿基數(shù)目=1/6基因中的堿基數(shù)目。所以基因中

對應(yīng)堿基個數(shù)應(yīng)大于6（m+n）,A項正確；

B、一個基因在轉(zhuǎn)錄過程中，只有一條鏈作為模板鏈，B項錯誤：

C、形成的兩條肽鏈中氨基酸共有m+n個，根據(jù)密碼子和氨基酸的一一對應(yīng)關(guān)系（不考慮終止密碼子）可知，

與之對應(yīng)的胰島素mRNA中至少含有m+n個密碼子，C項正確；

D、A、B兩條肽鏈可能是翻譯形成的一條肽鏈經(jīng)蛋白酶作用使特定位置的一個肽鍵斷裂后形成的，D項正

確。

【答案】B

知識總結(jié)

（1）組成蛋白質(zhì)的氨基酸的特點：至少有一個氨基和殿基連在同一個碳原子上，各種氨基酸之間區(qū)別在R

基，即每種氨基酸特有的元素和基團在R基上。

（2）通過脫水縮合過程圖解,理解和掌握相應(yīng)的計算規(guī)律

WL"端合

二收H.O

結(jié)合示意圖可得出如下規(guī)律（假設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a,由n個氨基酸分別形成1條鏈狀多肽或

m條鏈狀多肽時）：

形成肽鏈數(shù)形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量

1n—1n—1na—18(n-1)

mn—mn—mna—18(n-m)

注意特例

①計算多肽的相對分子質(zhì)量時，如果肽鏈之間出現(xiàn)二硫鍵（二硫鍵是由2個“-SH”連接而成的），除了考

慮水分子的減少外，要再減去形成二硫鍵的脫氫個數(shù)。

②如果有環(huán)狀多肽，則環(huán)狀多肽氨基酸數(shù)=形成肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)，環(huán)狀多肽相對分子質(zhì)量=na—18n。

③游離氨基或竣基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基或竣基數(shù)。

（3）利用原子守恒法計算多肽或蛋白質(zhì)中的原子數(shù)或氨基酸數(shù)：在一個氨基酸中，若不考慮R基，則其分

子式是C2H402N。在脫水縮合形成多肽時，要失去部分氫、氧原子，但是碳原子、氮原子的數(shù)目不會減少。

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。其相關(guān)數(shù)量關(guān)系如下：

①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)

②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)

③若已知多肽或蛋白質(zhì)的分子式，則此多肽或蛋白質(zhì)中：

a.含2個氨基的氨基酸數(shù)=!^原子數(shù)一肽鍵數(shù)一1

,人,0人物甘=甘好將。原子數(shù)—肽鍵數(shù)—2

b.含2個竣基1的Vl氨基酸數(shù)=--------g---------

（4）多肽中除去氨基酸的有關(guān)計算

①若除去多肽內(nèi)部的一個氨基酸，需水解掉兩個肽鍵；若除去多肽一端的一個氨基酸，需水解掉1個肽鍵。

②每水解1個肽鍵，則需要1分子水參與，肽鍵數(shù)減少1個，生成物與原多肽相比氧原子增加1個，氫原

子增加2個，氨基增加1個，竣基增加1個。

（5）蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目=l/3mRNA中的堿基數(shù)目=1/6基因中的堿基數(shù)目。

（未考慮終止密碼子、內(nèi)含子、啟動子、終止子等非編碼序列）

舉一反三〉

1.某直鏈多肽的分子式為C22H34O13N6,其水解后共產(chǎn)生下列3種氨基酸，相關(guān)敘述正確的是（）

CH—COOHCH—CH—coon

I23I

NH2NH2

甘氨酸丙氨酸

CHz—CH—CH—COOH

IZI

COOHNH2

谷氨酸

A.合成1分子該物質(zhì)將產(chǎn)生6個水分子

B.在細胞中合成該物質(zhì)時只需要3種tRNA

C.該多肽分子含一個游離氨基和一個游離竣基

D.每個該多肽分子水解后可以產(chǎn)生3個谷氨酸

【答案】D

【解析】

A、分析結(jié)構(gòu)簡式可知，三種氨基酸都只含有一個氨基，該多肽的分子式為C22H34O13N6,有6個“N”，

因此該多肽含有6個氨基酸，合成1分子該物質(zhì)將產(chǎn)生5個水分子，A項錯誤;

B、合成此多肽時需要幾種tRNA是由mRNA上有幾種密碼子決定的，密碼具有簡并性，決定該多肽的6

個氨基酸的密碼子無法確定只有3種，則合成該物質(zhì)時有可能需3種或3種以上tRNA,B項錯誤；

C、3種氨基酸中只有谷氨酸R基上含有酸基“-COOH”，因此谷氨酸的個數(shù)二°原丁數(shù)一健數(shù)—2

=13-5-2/2=3,,3個谷氨酸含有C15,該多肽的分子式為C22H34O13N,，甘氨酸和丙氨酸共含有C原子數(shù)為

22-15=7,由此推得該多肽由2個甘氨酸、1個丙氨酸和3個谷氨酸經(jīng)脫水縮合形成，因此該多肽含有4個

游離的竣基和1個游離的氨基，C項錯誤；

D、從以上分析可知，每個該多肽分子水解后可以產(chǎn)生3個谷氨酸，D項正確。

2.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條長短不等的肽鏈（如圖）。下列有關(guān)該

過程的敘述，錯誤的是（）

A.肽鍵數(shù)目減少了7個

B.新生的4條肽鏈中至少有5個氨基

C.如果新生的4條肽鏈總共有5個竣基，那么其中必有1個竣基在R基（側(cè)鏈基團）上

D.4條肽鏈若重新連接成一條長鏈，將脫去3個水分子

2.【答案】B

【解析】

A、從圖中信息可知，該三十九肽中的4個丙氨酸分別位于第8、18、27和39位，這4個丙氨酸在該

三十九肽中共形成7個肽鍵，去掉這4個丙氨酸，肽鍵數(shù)減少7個，A項正確；

B、每條多肽鏈中至少含有一個氨基和一個竣基，所以不考慮R基的話，新生的4條多肽鏈中至少含

有4個氨基，B項錯誤；

C、每條多肽鏈中至少含有一個氨基和一個竣基，如果這新生的4條肽鏈中有5個叛基，則說明有1

個竣基位于R基上，C項正確；

D、4條肽鏈若重新連成一條肽鏈，將形成3個新的肽鍵，同時脫去3分子水，D項正確。

3.分析多肽E和多肽F（均由一條肽鏈組成）得到以下結(jié)果：（單位:個）

元素或基團CH0N-NH-C00H

多肽E201348625332

多肽F182294555461

那么請你推算這兩種多肽中氨基酸的數(shù)目最可能是（）

選項ABCD

多肽E1993405851

多肽F1812815349

3.【答案】D

【解析】

先分析多肽E,由題意可知，多肽E由一條肽鏈組成，該肽鏈中的氨基有3個，那么有2個氨基酸的

R含有氨基，又由于該肽鏈中含有N原子53個，因此，該肽鏈含有氨基酸的個數(shù)是53-2=51個；再分析多

肽F,由題意可知，多肽F也是由一條肽鏈組成，該肽鏈中的氨基有6個，那么有5個氨基酸的R含有氨

基，又由于該肽鏈中含有54個N,因此，該肽鏈含有氨基酸的個數(shù)是54-5=49個。

1.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)是（）

A.n—mB.n—2mC.n+mD.n+2m

1.【答案】C

【解析】該蛋白質(zhì)中含有肽鍵數(shù)為（n—m）個，每個肽鍵（-CO-NH-）含有一個氧原子；m條肽鏈至少含有m個

游離的段基（COOH）,因此，該蛋白質(zhì)中至少含有的氧原子的個數(shù)為n-m+2m=n+m,C項正確。

2.亮氨酸的R基為一CJL，綴氨酸的R基為一CJL，它們縮合形成的二肽分子中，C、H原子個數(shù)的比

為（）

A.11：24B.9：18C.11:22D.10：22

2.【答案】C

【解析】氨基酸通式可以用CH0N-R表示，而亮氨酸和綴氨酸縮合形成的二肽分子中，失去了一分子

242

的水，所以C原子的個數(shù)是（2+4）+（2+3）=11,H原子的個數(shù)是（4+9）+（4+7）-2=22,所以C項正確。

3.雞蛋煮熟后蛋白質(zhì)變性失活，這是由于高溫破壞了蛋白質(zhì)的（）

A.肽鍵B.肽鏈C.空間結(jié)構(gòu)D.氨基酸

3.【答案】C

【解析】蛋白質(zhì)凝固變性失去活性是因為破壞了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，還沒有破壞到肽鏈或肽鍵的結(jié)構(gòu)，因

為如果破壞了肽鏈或肽鏈之間的連接肽鍵，蛋白質(zhì)不是凝固，而會變成短肽或氨基酸。

4.二硫鍵“一S-S—”是蛋白質(zhì)中連接兩條肽鏈之間的一種化學鍵。如圖是由280個氨基酸組成的某蛋

白質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖，下列相關(guān)敘述正確的是（）

A.該蛋白質(zhì)至少有280個氨基和280個游離的峻基

B.形成該蛋白質(zhì)的過程中脫去了280個水分子

C.控制該蛋白質(zhì)合成的基因至少有840個堿基對

D.該蛋白質(zhì)的功能由氨基酸的數(shù)量、種類和排列順序三方面決定

4.【答案】C

【解析】

A、根據(jù)題圖分析可知，該蛋白質(zhì)是由280個氨基酸組成的2條鏈狀肽和1條環(huán)狀肽，不考慮R基的話,

一條鏈狀肽鏈至少含有1個游離的氨基和1個游離的竣基，環(huán)狀肽不含有游離氨基和游離的竣基，因此該

蛋白質(zhì)至少有2個游離的氨基和2個游離的竣基，A項錯誤；

B、只有2條鏈狀肽末端的氨基和竣基不參與形成肽鍵,因此形成該蛋白質(zhì)的過程中共形成280—2=278（個）

肽鍵，即脫去了278個水分子，B項錯誤；

C、一個密碼子編碼一個氨基酸，3個堿基對對應(yīng)一個密碼子，因此不考慮終止密碼的話，控制該蛋白質(zhì)合

成的基因至少有280X3=840個堿基對，C項正確；

I）、該蛋白質(zhì)的功能是由氨基酸的數(shù)量、種類、排列順序和肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)決

定的，D項錯誤。

5.經(jīng)測定，某條肽鏈其分子式是C21HOyN4S2O己知該肽鏈是由下列氨基酸中的幾種為原料合成的，苯丙

氨酸天冬氨酸（C4H7O4N）、丙氨酸（C3H7O2N）、亮氨酸（C6HlyC^N）、半胱氨酸（C3H,C^NS）。下

列有關(guān)該多肽鏈的敘述，錯誤的是（）

A.該肽鏈是四肽化合物

B.水解后能產(chǎn)生3種氨基酸

C.氫原子數(shù)和氧原子數(shù)分別是30和5

D.在核糖體上形成時相對分子質(zhì)量減少了54

5.【答案】C

【解析】

A、分析題干信息可知，題干中給出的幾種氨基酸都只含有一個N，該肽鏈分子式是圖心。卜月，含有4個

“N”原子，則該多肽是由4個氨基酸脫水縮合形成的四肽，A項正確；

B、該化合物中含有2個S,因此該多肽中含有2個半胱氨酸，含有C6個，該肽鏈分子式是舞另

兩個氨基酸含有的C原子數(shù)=21-6=15,根據(jù)碳原子守恒，另兩個氨基酸分別是苯丙氨酸和亮氨酸（C原子

數(shù)=9+6=15）,所以該四肽化合物水解產(chǎn)生的氨基酸是三種，B項正確；

C、依據(jù)以上分析可知，組成該化合物的氨基酸分別是2個半胱氨酸、1個苯丙氨酸和1個亮氨酸，2個半

胱氨酸、1個苯丙氨酸和1個亮氨酸含有H原子數(shù)和0原子數(shù)分別是38和8,形成4肽失去3分子水，因

此該化合物中H原子數(shù)和0原子數(shù)分別是32和5,C項錯誤；

D、形成4肽失去3分子水，在核糖體上形成時相對分子質(zhì)量減少了3X18=54,D項正確。

6.下圖為胰島素的肽鏈結(jié)構(gòu)示意圖（圖1中數(shù)字為氨基酸序號）及部分肽鏈放大圖（圖2）,下列有關(guān)敘

述不正確的是（）

圖1圖2

A.胰島素分子結(jié)構(gòu)中49個肽鍵，該蛋白質(zhì)中至少含有4個竣基

B.胰島素分子結(jié)構(gòu)中的化學鍵不是只有肽鍵，其空間結(jié)構(gòu)不是在核糖體上形成的

C.胰島素mRNA中至少含有51個密碼子

D.氨基酸形成結(jié)晶牛胰島素后，相對分子質(zhì)量比原來總相對分子質(zhì)量減少了882

6.【答案】D

【解析】

A、胰島素分子結(jié)構(gòu)中肽鍵數(shù)是30+21-2=49個，圖中顯示R基上至少有2個竣基，A、B兩條鏈末端各

有一個較基，因此該蛋白質(zhì)中至少含有4個竣基，A項正確；

B、圖中胰島素分子結(jié)構(gòu)中的有二硫鍵，其空間結(jié)構(gòu)可能是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體上加工上形成的，不是在

核糖體上形成的，B項正確；

C、一個密碼子編碼一個氨基酸，因此不考慮終止密碼的話，胰島素mRNA中至少含有51個密碼子，C

項正確；

D、氨基酸形成結(jié)晶牛胰島素后，相對分子質(zhì)量比原來總相對分子質(zhì)量減少了18X49+6=888,D項錯誤。

7.20種氨基酸平均相對分子質(zhì)量為128,某蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量為10228,在形成1分子該蛋白質(zhì)分子

時脫去水分子的相對分子質(zhì)量為1548。則組成該蛋白質(zhì)的肽鏈數(shù)是()

A.4條B.6條C.8條D.16條

7.【答案】B

【解析】在形成蛋白質(zhì)時，脫去的水分子數(shù)為1548+18=86(個)；設(shè)肽鏈數(shù)為x,則有128X(86+x)-l

548=10228,解得x=6。

8.某多肽被水解成3個四肽，2個三肽，5個六肽，1個五肽，這些短肽的氨基總數(shù)最小值及肽鍵總數(shù)依

次是()

A.1142B.1153C.1242D.1253

8.【答案】A

【解析】依據(jù)“每條短肽至少含一個游離的氨基和一個游離的竣基”、“每條短肽的肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)一1”

計算，短肽數(shù)為3+2+5+1=11,所以這些短肽中至少含氨基11個；肽鍵數(shù)為3X