高中生物必修一-蛋白質(zhì)的計(jì)算題歸析

1、高中生物必修一 蛋白質(zhì)的計(jì)算題歸析（靈璧中學(xué) ）   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(lèi)問(wèn)題時(shí)，必須明確的基本關(guān)系式是：蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量氨基酸數(shù)×氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量?脫水?dāng)?shù)×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：1001101，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101×128?100×1811128。變式1：組成生物體某蛋白質(zhì)的20種氨基

2、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.11018C.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?298，所以，蛋白質(zhì)的分子量128×100?18×9811036，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(  )&#

3、160;         A 1024              B.    898C  880              D.    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

4、多肽，其特點(diǎn)是肽鍵數(shù)與氨基酸數(shù)相同。所以，鵝膏草堿的分子量=8 ×128?8 ×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(lèi)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)、脫水?dāng)?shù)的數(shù)量關(guān)系?；娟P(guān)系式有：個(gè)氨基酸脫水縮合形成一條多肽鏈，則肽鍵數(shù)(?1)個(gè)；個(gè)氨基酸脫水縮合形成條多肽鏈，則肽鍵數(shù)(?)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、52

5、B.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÷1850，依上述關(guān)系式，氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)肽鏈數(shù)50252，答案為C。變式1：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 

6、0;     D.  4條解析：據(jù)脫水量，可求出脫水?dāng)?shù)1908÷18106，形成某蛋白質(zhì)的氨基酸的分子質(zhì)量之和11935190813843，則氨基酸總數(shù)13843÷127109，所以肽鏈數(shù)氨基酸數(shù)?脫水?dāng)?shù)=109?1063，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

7、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?113。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  

8、0;    B.  51和2              C.   44和1      D.   44和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)分別為和，則有 128?18（?）5646盡管1個(gè)方程包含2個(gè)未知數(shù)，但和必須都為符合題意的整數(shù)解，這樣可解得：x=51，y=2，答案

9、為B。 3有關(guān)蛋白質(zhì)中至少含有氨基數(shù)和羧基數(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COOH和NH2的數(shù)目分別為(  )A.   4、 100      B.  4、 4C.  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)目都為n(因每個(gè)氨基酸至少含有1個(gè)COOH和 1個(gè)NH2)，由于肽鏈中包括(n?

10、1)個(gè)肽鍵，而形成1個(gè)肽鍵分別消耗1個(gè)COOH和 1個(gè)NH2，所以共需消耗(n?1) 個(gè)COOH和 (n?1)個(gè)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COOH和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B。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)目分別為 (  )A .  366、366      B.  362、362C .   4、

11、60; 4       D.  無(wú)法判斷     解析：本題與上題的不同之外在于要求出COOH和NH2 的確切數(shù)目，所以必須知道氨基酸R基團(tuán)中COOH和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(lèi)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： 該多肽是多少肽？該多肽進(jìn)行水解后，需      &#

12、160; 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

13、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× 9)，O原子28個(gè)(19+19 ×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，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1.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

14、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)。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2.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

15、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(mén)冬氨酸(C4H7N04)、賴(lài)氨酸(C6H14N202)、苯丙氨酸(C9H11NO2)。水解產(chǎn)物中天門(mén)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(mén)冬氨酸中含有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(mén)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)，僅羧基中含有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(mén)冬氨酸為n個(gè)，則有：反應(yīng)前氨基酸中的

16、氧原子數(shù)=2×12(組成每分子多肽的氨基酸數(shù))+2×n(天門(mén)冬氨酸數(shù));反應(yīng)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(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(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。答案：D例3. 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.9

17、0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。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(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n×110-(n-1)×18=2778，推出n=30，又因?yàn)轭}干中給出“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31×3=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

18、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      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   C.該分子中有 1 個(gè)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(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. 880 D. 8623. 有一多肽，其分子式是C55H70O19N10，將其徹底水