蛋白質計算專題訓練 高一上學期 人教版（2019）必修1

蛋白質相關計算專題訓練蛋白質中氨基酸數、肽鏈數、肽鍵數、脫水數相關計算1.鏈狀肽：肽鍵數＝脫去水分子數＝氨基酸數－肽鏈數2.環(huán)狀肽：肽鍵數＝脫去水分子數＝氨基酸數氨基酸數和肽鏈條數肽鍵數脫水數n個氨基酸脫水縮合形成1條肽鏈n-1n-1n個氨基酸脫水縮合形成m條肽鏈n-mn-mn個氨基酸脫水縮合形成環(huán)狀多肽nn典例分析例1．現有氨基酸800個，其中氨基總數為810，羧基總數為808，則由這些氨基酸合成的含有2條肽鏈的蛋白質共有肽鍵、氨基和羧基的數目依次為()A．798、2和2B．798、12和10C．799、1和1D．799、11和9答案B解析：800個氨基酸組成兩條肽鏈，肽鍵數為：800-2=798。氨基酸800個，氨基總數為810，羧基總數為808，則R基中氨基數為810-800=10，羧基數為808-800=8,2條肽鏈末端共2個游離的氨基和2個游離的羧基，所以游離的氨基數為10+2=12，游離的羧基數為8+2=10。故選B。例2．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的最小值、肽鍵總數、分解成這些小分子肽所需水分子總數依次是()A．5、50、50B．9、42、42C．9、42、8D．8、42、42答案C解析：這些短肽的氨基總數最小值=肽鏈總數=1+2+3+3=9個。肽鍵總數=1+2×4+3×5+3×6=42。分解成這些小分子肽的過程中共斷開8個肽鍵，需要8分子水。故選C例3．研究表明，β-AP（β-淀粉樣蛋白）沉積是Alzheimer（阿爾茨海默）型老年癡呆的主要病理特征。β-AP是由其前體蛋白APP（一種含695個氨基酸的跨膜蛋白）在病理狀態(tài)下異常加工而成，APP形成β-AP的過程如圖所示。下列推論錯誤的是（）A．用雙縮脲試劑檢測β-AP，會產生紫色反應 B．β-AP中至少含有38個肽鍵C．β-AP的作用可能是引起大腦功能異常 D．β-分泌酶在此過程中體現了蛋白質的調節(jié)作用答案D解析：A、β-AP的本質是蛋白質，蛋白質可以用雙縮脲試劑檢測，A正確；B、β-AP中含有39個氨基酸，至少含有38個肽鍵，B正確；C、β-AP沉積是Alzheimer（阿爾茨海默）型老年癡呆的主要病理特征，可見β-AP的作用可能是引起大腦功能異常，C正確；D、β-分泌酶在此過程中體現了蛋白質的催化作用，D錯誤。故選D。例4．由m個氨基酸構成的一個蛋白質分子，含n條多肽，其中a條是環(huán)狀肽，這個蛋白質分子完全水解需要的水分子個數是（）A．m＋a－nB．m－nC．m＋n－aD．m－a答案A解析：蛋白質的水解需水分子數等于肽鍵數，對于鏈狀肽來說，肽鍵數=氨基酸數－肽鏈數，對于環(huán)狀肽來說，肽鍵數=氨基酸數，因此蛋白質的水解需水分子數=肽鍵數=氨基酸數－肽鏈數=m－（n－a）=m+a－n，故選A蛋白質相對分子質量相關計算1.蛋白質相對分子質量＝氨基酸數×氨基酸的平均相對分子質量－18×脫去水分子數氨基酸數氨基酸平均分子質量肽鏈條數蛋白質相對分子質量n個氨基酸a一條肽鏈na-18(n-1)m條肽鏈na-18(n-m)環(huán)狀多肽na-18n2.若存在二硫鍵：兩個巰基（-SH）脫氫形成一個二硫健，相對分子量減少2典例分析例1．兩條肽鏈分別由360個氨基酸和380個氨基酸組成，若每個氨基酸的平均相對分子質量為a，則兩肽鏈之間相差的肽鍵數和相對分子質量分別是()A．19和19aB．19和19a－19×18C．20和20aD．20和20a－20×18答案D解析：兩條肽鏈的肽鍵數分別是359和379，所以兩肽鏈之間相差的肽鍵數=379-359=20。蛋白質相對分子質量＝氨基酸數×氨基酸的平均相對分子質量－18×脫去水分子數，因此兩條肽鏈的相對分子質量分別是360a－359×18、380a－379×18，相對分子質量相差為（380a－379×18）－（360a－359×18）=20a－20×18。故選D例2．已知21種氨基酸的平均相對分子質量是a，現有某蛋白質分子由n條肽鏈組成，相對分子質量為b，則此蛋白質分子中氨基酸數為（）A．（b-18n）/（a-18） B．（b-an）/（a-18）C．（b-18n）/（a-18）-1 D．（b-n）/a答案A解析：氨基酸在脫水縮合形成肽鏈時，具有以下規(guī)律：脫去水分子數=肽鍵數=氨基酸數-肽鏈數。蛋白質相對分子質量＝氨基酸數×氨基酸的平均相對分子質量－18×脫去水分子數設蛋白質分子中氨基酸數為x，則b=ax-18（x-n），求得x=（b-18n）/（a-18），BCD錯誤。

故選A例3．圖中甲、乙是生物體內的兩種化合物，乙由兩條肽鏈和一個環(huán)狀肽（含20個氨基酸）組成，它們之間由二硫鍵相連。下列相關敘述錯誤的是（）A．圖乙中的S元素存在于圖甲中的R基中B．乙的結構多樣性與甲的結合方式無關C．化合物乙共有70個肽鍵D．化合物乙形成時，減少的相對分子質量為1260答案D解析：A、在氨基酸的固定結構中沒有S元素，故形成二硫鍵的S元素存在于氨基酸的R基中，A正確；B、氨基酸的結合方式為脫水縮合，都是一樣的，與蛋白質結構多樣性無關，B正確；C、每條多肽鏈上的肽鍵數＝氨基酸數－1，環(huán)狀肽上的肽鍵數＝氨基酸數，故肽鍵數=52-2+20=70，C正確；D、化合物乙形成時，脫掉水的分子量和形成二硫鍵時脫掉的氫原子的原子量即是減少的相對分子質量＝18×70＋4＝1264，D錯誤。故選D。蛋白質中游離的氨基、羧基數目相關計算1.肽鏈中至少含有游離的氨基數或羧基數=肽鏈條數2.肽鏈中含有游離的氨基數或羧基數=肽鏈條數+R基中氨基數或羧基數典例分析例1．肽鏈在合成后，進一步形成蛋白質時需要進行加工，在加工時常常要切去一部分氨基酸，再構成蛋白質。現有一條含100個氨基酸的肽鏈，其中含游離的氨基14個，加工時共切去氨基酸16個，則加工后多肽鏈所含的游離氨基至少還有()A．0個B．1個C．2個D．14個答案B解析：一條含100個氨基酸的肽鏈，含游離的氨基14個，則R基上有13個氨基。加工時共切去氨基酸16個，若R基上13個氨基全被切去則加工后的多肽鏈所含游離氨基最少。則游離的氨基數=肽鏈數=1，故選B。例2．如下圖所示，一分子的胰島素原切去C肽(圖中箭頭表示切點)可轉變成一分子的胰島素(圖中數字表示氨基酸序號)。下列分析正確的是()A．胰島素分子具有50個肽鍵，合成它的過程中共脫去50分子水B．胰島素分子含有一個游離的氨基和一個游離的羧基C．沸水浴時肽鍵斷裂導致胰島素生物活性的喪失D．理論上，可通過測定C肽的含量間接反映胰島B細胞的分泌功能答案D解析：A、由題圖可知，胰島素分子由1個氨基酸形成的2條肽鏈，肽鍵數51-2=49，A錯誤；B、胰島素分子由2條肽鏈組成，至少含2個游離的氨基2個游離的羧基，B錯誤；C、沸水浴蛋白質的肽鍵不斷裂，C錯誤；D、可通過測定C肽的含量反映胰島素的分泌量進而間接反映胰島B細胞的分泌功能。D正確，故選D。蛋白質中各原子數計算1.N原子數=游離的氨基數+肽鍵數+R基上的N原子數=各氨基酸中N原子的總數2.O原子數=游離的羧基數×2+肽鍵數+R基上的O原子數=各氨基酸中O原子的總數-脫去的水分子數3.C原子數=氨基酸數×2+R基上的C原子數=(肽鏈數+肽鍵數)×2+R基上的C原子數=各氨基酸中C原子的總數4.H原子數=各氨基酸中氫原子的總數－脫去的水分子數×2典例分析例1.某多肽鏈為199肽，其分子式為CxHyNAOBS2(A>199、B>200)，并且由下列5種氨基酸組成。那么這條多肽鏈徹底水解后得到的賴氨酸、天冬氨酸分子的個數分別是()A．A－199；(B－200)/2B．A－200；B－200C．A－199；(B－199)/2D．A－200；(B－200)/2答案：A解析：分析五個氨基酸的分子式，只有賴氨酸含兩個氨基，其他四種氨基酸只有一個氨基，所以根據N原子數計算賴氨酸數是：A－199；只有天冬氨酸含有兩個羧基，其他四種氨基酸只有一個羧基，所以根據O原子數計算天冬氨酸數，199肽中含有198個肽鍵每個肽鍵中有一個O原子，肽鏈上有一個游離的羧基含兩個O原子，共198+2=200，其余為天冬氨酸R基中的，每個R基中含一個羧基兩個氧原子，所以天冬氨酸數是：(B－200)/2。故選A。例2.有一條多肽鏈，分子式為C69H121O21N25S，將它徹底水解后，只得到下列四種氨基酸：（）①H2N一CH2一COOH②H2N一CH2一CH(NH2)一COOH③CH3一CH2一CH(NH2)一COOH④HS一CH2一CH(NH2)一COOH分析推算可知，水解得到的氨基酸數是：A．19個B．20個C．21個D．25個答案：B解析：圖示四種氨基酸分子都只含有一個羧基，2個氧原子?？筛鶕踉訑登蟀被釘?假設組成該多肽的氨基酸數為n，該多肽中氧原子數=各氨基酸中O原子的總數-脫去的水分子數，即21=2n-（n-1）,n=20。故選B。例3．某一非環(huán)狀多肽，經測定其分子式是C21HxOyN4S2。已知該多肽是由下列氨基酸中的幾種作為原料合成的。苯丙氨酸（C9H11NO2）、天冬氨酸（C4H7NO4）、丙氨酸（C3H7NO2）、亮氨酸（C6H13NO2）、半胱氨酸（C3H7NO2S），不考慮二硫鍵的存在。下列有關該多肽的敘述，不正確的是（）A．該多肽徹底水解后能產生4種氨基酸B．該多肽中氫原子數和氧原子數分別是32和5C．該多肽有三個肽鍵D．該多肽在核糖體上形成，形成過程中相對分子質量減少了54答案A解析：A、C21HxOyN4S2中共有4個N原子，而在苯丙氨酸（C9H11O2N）、天冬氨酸（C4H7O4N）、丙氨酸（C3H7O2N）、亮氨酸（C6H13O2N）、半胱氨酸（C3H7O2NS）中的每個氨基酸分子中均只有一個N原子，所以該非環(huán)狀多肽是由4個氨基酸脫水縮合形成的四肽，又C21HxOyN4S2中含有2個S，所以構成C21HxOyN4S2中含有兩個半胱氨酸。所以該多肽由4個、3種氨基酸形成，所以該多肽徹底水解后能產生3種氨基酸，A錯誤；B、C21HxOyN4S2中共含有21個C，而兩個半胱氨酸中共含有3×2=6個C，其它兩個氨基酸含有的C個數為21-6=15個，組成C21HxOyN4S2的另外兩個氨基酸要含有15個碳，進一步推測另外兩個氨基酸是苯丙氨酸（9個C）和亮氨酸（6個C）。由以上分析知，該多肽是由2個半胱氨酸、1個亮氨酸和1個苯丙氨酸組成，形成該多肽脫去了3個水，因此該多肽的分子式為2C3H7NO2S+C9H11NO2+C6H13NO2-3H2O=C21H32O5N4S2，因此該多肽中氫原子數和氧原子數分別是32和5，B正確；C、由以上分析知，該多肽由4個氨基酸形成的四肽化合物，其含有的肽鍵數=氨基酸數-肽鏈數=4-1=3個，C正確；D、該多肽是由4個氨基酸在核糖體上通過脫水縮合形成的，形成過程中的脫水數=氨基酸數-肽鏈數=4-1=3個，相對分子質量減少3×18=54，D正確。故選A。氨基酸的排列與多肽種類的計算1．假若有n種氨基酸(數量不限)形成一個三肽，那么形成三肽的種類有n3種。2．假若n種氨基酸(數量不限)形成一個m肽，則形成的多肽種類有nm種。3．假若有n種氨基酸形成一個三肽，且每種氨基酸只有一個，則形成三肽的種類有n(n－1)(n－2)種。典例分析例1．甲、乙、丙、丁四種氨基酸分子，脫水縮合形成四肽，若四種氨基酸可重復出現，形成的多肽最多有種；若四種氨酸酸不可重復，形成的四肽最多有種。（）A．24；24 B．6；6 C．256；24 D．27；6答案C解析：甲、乙、丙、丁四種氨基酸分子，脫水縮合形成四肽，若四種氨基酸可重復出現，形成的多肽最多有4×4×4×4=44=256種，若四種氨酸酸不可重復，形成的四肽最多有4×3×2×1=24種，即C正確，ABD錯誤。故選C。強化訓練1．現有氨基酸100個，其中氨基總數為102個，羧基總數為101個，則由這些氨基酸合成的含有2條肽鏈的蛋白質中，含有氧原子的數目是()A．101B．102C．103D．1042.某蛋白質由124個氨基酸組成，其中有8個—SH，在肽鏈形成空間結構(如圖)時，生成4個二硫鍵(—S—S—)，若各氨基酸平均相對分子質量為125，則該蛋白質的相對分子質量約為()A．13278B．13286C．13294D．155003．一條由15個氨基酸組成的多肽鏈，分子式為C74H110N19O26S。這條多肽鏈經水解后的產物中有5種氨基酸：半胱氨酸(C3H7NO2S)、丙氨酸(C3H7NO2)、天冬氨酸(C4H7NO4)、賴氨酸(C6H14N2O2)、苯丙氨酸(C9H11NO2)。則水解產物中苯丙氨酸和丙氨酸個數分別是（）A．1和2 B．2和3C．3和4 D．以上都不對4．如圖所示，某條多肽鏈中有3個甘氨酸（位于第8、20、23位）參與其組成。下列敘述正確的是（）A．此多肽鏈至少含有N原子和O原子各30個B．用特殊水解酶選擇性除去圖中的3個甘氨酸，形成的產物中有3條多肽鏈C．形成此多肽鏈時，參與反應的氨基酸的相對分子質量減少了540D．用特殊水解酶選擇性除去圖中的3個甘氨酸，形成的產物比原多肽多3個氧原子5．下列關于氨基酸和多肽（蛋白質）的敘述，錯誤的是（）A．甜味肽的分子式為C13H16O5N2，則該甜味肽是一種二肽B．某二肽的化學式是C8H14N2O5，水解后得到丙氨酸(R基為-CH3)和另一種氨基酸X，則X的化學式應該是C5H9NO4C．酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異是由R基的不同引起的D．n個氨基酸共有m（m>n）個氨基，則這些氨基酸縮合成的一個多肽中氨基的數目為m－n6．下圖表示對某蛋白質分子結構中相關數據的統計結果，據此分析，下列表述正確的是（）A．與合成之前的氨基酸分子相比，該蛋白質少了125個氧原子B．該蛋白質的組成元素為C、H、O、NC．參與合成該蛋白質的氨基酸共有羧基141個D．該蛋白質水解為氨基酸時，相對分子質量共增加22687．分析一條多肽鏈E和一條多肽鏈F的組成得到如表所示結果（單位:個）。原子或基團CHON游離氨基游離羧基多肽鏈E201348625332多肽鏈F182294555461推測組成這兩條多肽鏈的氨基酸數目最可能是（）選項ABCD多肽鏈E51535052多肽鏈F49544848A．A B．B C．C D．D8．某三十九肽中共有丙氨酸4個，現去掉其中的丙氨酸得到4條長短不等的多肽（如下圖），得到四條小分子肽。將四條小分子肽與原多肽相比較，以下說法錯誤的是（）A．肽鍵數目減少7個B．C原子減少12個C．氨基和羧基分別增加3個D．O原子數目減少2個9．（不定項選）某肽鏈有20個氨基酸，其中天冬氨酸有4個，分別位于第5、6、15、20位（如圖所示）；肽酶X專門作用于天冬氨酸羧基端的肽鍵，肽酶Y專門作用于天冬氨酸氨基端的肽鍵，下列相關敘述錯誤的是（）A．該20肽含有的肽鍵至少為19個B．該20肽游離的氨基和羧基至少各為1個和8個C．肽酶X完全作用后產生的多肽共含有氨基酸19個D．肽酶Y完全作用后產生的多肽中氧原子數比20肽多了4個10．某細菌能產生一種環(huán)狀毒性肽，其分子式是C55H68O18N10，將它徹底水解后只能得到下列四種氨基酸，分別是甘氨酸C2H5NO2，丙氨酸C3H7NO2，苯丙氨酸C9H11NO2，谷氨酸C5H9NO4，其結構式如圖所示，請據圖回答下列問題：（1）該多肽是________肽化合物，連接相鄰兩個氨基酸之間化學鍵是___________，氨基酸脫水縮合形成該化合物的過程中，相對分子質量減少了________。（2）該多肽徹底水解需_