高中生物蛋白質(zhì)相關(guān)計算專題1

1、.“蛋白質(zhì)計算”專題講練在高中生物學中，涉及蛋白質(zhì)各種因素之間的數(shù)量關(guān)系比較復雜，是學生學習中的重點和難點，也是高考的考點與熱點。因此，在復習時牢牢掌握氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式以及脫水縮合反應的過程，恰當?shù)倪\用相關(guān)公式是解決問題的關(guān)鍵?，F(xiàn)將與蛋白質(zhì)相關(guān)的計算公式及典型例題歸析如下，以便復習參考。一、有關(guān)蛋白質(zhì)計算的公式匯總規(guī)律1：有關(guān)氨基數(shù)和羧基數(shù)的計算蛋白質(zhì)中氨基數(shù)=肽鏈數(shù)+r基上的氨基數(shù)=各氨基酸中氨基的總數(shù)-肽鍵數(shù)；蛋白質(zhì)中羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+r基上的羧基數(shù)=各氨基酸中羧基的總數(shù)-肽鍵數(shù)；在不考慮r基上的氨基數(shù)時，氨基酸脫水縮合形成的一條多肽鏈中，至少含有的氨基數(shù)為1，蛋白質(zhì)分子由多條肽鏈構(gòu)成，

2、則至少含有的氨基數(shù)等于肽鏈數(shù)；在不考慮r基上的羧基數(shù)時，氨基酸脫水縮合形成的一條多肽鏈中，至少含有的羧基數(shù)為1，蛋白質(zhì)分子由多條肽鏈構(gòu)成，則至少含有的羧基數(shù)等于肽鏈數(shù)。規(guī)律2：蛋白質(zhì)中肽鍵數(shù)及相對分子質(zhì)量的計算蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)=水解消耗水分子數(shù)=氨基酸分子個數(shù)-肽鏈數(shù)；蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=氨基酸總質(zhì)量（氨基酸分子個數(shù)氨基酸平均相對分子質(zhì)量）-失水量（18脫去的水分子數(shù)）。注意：有時還要考慮其他化學變化過程，如：二硫鍵（ss）的形成等，在肽鏈上出現(xiàn)二硫鍵時，與二硫鍵結(jié)合的部位要脫去兩個h，謹防疏漏。規(guī)律3：有關(guān)蛋白質(zhì)中各原子數(shù)的計算c原子數(shù)=（肽鏈數(shù)+肽鍵數(shù)）2+r基上的c原子

3、數(shù)；h原子數(shù)=（氨基酸分子個數(shù)+肽鏈數(shù)）2+r基上的h原子數(shù)=各氨基酸中h原子的總數(shù)-脫去的水分子數(shù)2；o原子數(shù)=肽鏈數(shù)2+肽鍵數(shù)+r基上的o原子數(shù)=各氨基酸中o原子的總數(shù)-脫去的水分子數(shù)；n原子數(shù)=肽鏈數(shù)+肽鍵數(shù)+r基上的n原子數(shù)=各氨基酸中n原子的總數(shù)。注意：一個氨基酸中的各原子的數(shù)目計算： c原子數(shù)r基團中的c原子數(shù)2；h原子數(shù)r基團中的h原子數(shù)4； o原子數(shù)r基團中的o原子數(shù)2；n原子數(shù)r基團中的n原子數(shù)1。規(guī)律4：有關(guān)多肽種類的計算：假設有n（0n20）種、m個氨基酸，任意排列構(gòu)成多肽（這里mn）：若每種氨基酸數(shù)目無限（允許重復）的情況下，可形成肽類化合物的種類：有nm種；若每種氨基

4、酸只有一個（不允許重復）的情況下，可形成肽類化合物的種類：有n(n-1)(n-2)(n-m+2)(n-m+1)= 種。規(guī)律5：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目與核酸中堿基數(shù)的計算：dna基因的堿基數(shù)（至少）：mrna的堿基數(shù)（至少）：氨基酸的數(shù)目6：3：1；肽鍵數(shù)（得失水數(shù)）肽鏈數(shù)=氨基酸數(shù)=（dna）基因堿基數(shù)/6= mrna堿基數(shù)/3。注意：解題時看清是“堿基數(shù)”還是“堿基對數(shù)”，二者關(guān)系為：堿基數(shù)=2堿基對數(shù)；對于真核生物而言,上式中的dna片段相當于基因編碼區(qū)中的外顯子；關(guān)于終止密碼子所占的數(shù)量，若題目中沒有明確要求則不做計算。精品.特別提示：以上規(guī)律既適用于“鏈狀肽”的相關(guān)計算，也適用于“環(huán)狀肽”

5、的相關(guān)計算，不過，若為環(huán)狀肽，則可視為公式中的肽鏈數(shù)等于零，再進行相關(guān)計算。二、典型例題呈現(xiàn)例1某肽鏈由51個氨基酸組成，如果用肽酶把其分解成1個二肽、2個五肽、3個六肽、3個七肽，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（1+2+3+3）。因為每條短肽至少有一個氨基（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；由“肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)”，可得肽鍵總數(shù)是42個（51-9）；分解成這9個短肽，需要斷裂8個肽鍵，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

6、子數(shù)量（即消耗的水分子數(shù)）是8個。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”，往往誤認為是“分解”從而導致出錯。雖然是一字之差，結(jié)果卻是大不相同。答案：c例2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（ ）ay+12個 bz+12個 cw+13個 d(w-13)/2個解析：據(jù)題干提供的5種氨基酸，可知天門冬氨酸中含有4

7、個氧原子，而其他氨基酸中僅有2個氧原子，這說明天門冬氨酸中多的2個氧原子是存在于r基中的（因為一個氨基酸在不考慮r基中含氧原子時，僅羧基中含有2個氧原子）。因此我們可以根據(jù)脫水縮合反應前后的氧原子數(shù)守恒進行計算。設組成該多肽的天門冬氨酸為n個，則有：反應前氨基酸中的氧原子數(shù)=212（組成每分子多肽的氨基酸數(shù)）+2n（天門冬氨酸數(shù)）；反應后生成物中的氧原子數(shù)=w（多肽中氧原子數(shù)）+11（脫下水中的氧原子數(shù)）。所以，由“=”得:n=（w-13）/2。點撥：根據(jù)其他元素在反應前后數(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)反應前后各種原子個數(shù)不變，設5種氨基酸個數(shù)依次為m、n、o、p

8、個，然后列方程組計算。總之利用物質(zhì)守恒的思想是解決此類問題的關(guān)鍵。答案：d例3 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（ ）a75對堿基 b78對堿基 c90對堿基 d93對堿基精品.解析：本題考查了有關(guān)蛋白質(zhì)合成過程中與核酸相關(guān)問題的計算。dna基因的堿基數(shù)（至少）：mrna的堿基數(shù)（至少）：蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目6（若為堿基對數(shù)則為3）：3：1，據(jù)題意，若求基因的長度首先應計算出氨基酸的個數(shù)（設為n）,則有n110-(n-1)18=2778，推出n=30，又因為題干中給出“考慮終止密碼子”，所以密碼子數(shù)為n+1=3

9、1個。綜上，在僅考慮基因中的編碼區(qū)編碼該多肽的基因長度至少是313=93對堿基。答案：d備注：把握中心法則及計算中的對應關(guān)系，同時注意看清是堿基數(shù)，還是堿基對數(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。三、技能提升訓練1 如圖表示一個由153個氨基酸殘基構(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 個肽鍵b參與構(gòu)成該分子的氨基酸中至少有 1個酸性氨基酸和 1 個堿性氨基酸 c該分子中有 1 個氨基酸殘基含硫 d該分子徹底水解將產(chǎn)生153 種氨基酸2 全世界每年有成千上萬人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鵝膏草堿就是一種毒菇的

10、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 880 d 8623 有一多肽，其分子式是c55h70o19n10，將其徹底水解后，只得到下列四種氨基酸：谷氨酸（c2h5o4n）、丙氨酸（c3h7o2n）、谷氨酸（c5h9o4n）和苯丙氨酸（c9h11o2n）。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程中一定是4種轉(zhuǎn)運rna參與轉(zhuǎn)運相應的氨基酸c該多肽徹底水解可得到3個谷氨酸d4種氨基酸縮合成該多肽時，相對分子量減少了1624 1965年我國科學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（包括3個終止密碼）中堿基a占25%，那么按理論計算堿基c的數(shù)目是( )a 81個 b 76個c 153個 d 324個5胰島素是一種蛋白質(zhì)分子，它含有2條多肽鏈，a鏈含有21個氨基酸，b鏈含有30個氨基酸，2條多肽鏈間通過2個二硫鍵(二硫鍵是由2個-sh連接而成的)連接，在a鏈上也形成1個二硫鍵，如右圖所示為結(jié)晶牛胰島素的平面結(jié)構(gòu)示意圖，