蛋白質(zhì)計(jì)算專題訓(xùn)練 高一上學(xué)期 人教版（2019）必修1

蛋白質(zhì)相關(guān)計(jì)算專題訓(xùn)練蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水?dāng)?shù)相關(guān)計(jì)算1.鏈狀肽：肽鍵數(shù)＝脫去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)2.環(huán)狀肽：肽鍵數(shù)＝脫去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)氨基酸數(shù)和肽鏈條數(shù)肽鍵數(shù)脫水?dāng)?shù)n個(gè)氨基酸脫水縮合形成1條肽鏈n-1n-1n個(gè)氨基酸脫水縮合形成m條肽鏈n-mn-mn個(gè)氨基酸脫水縮合形成環(huán)狀多肽nn典例分析例1．現(xiàn)有氨基酸800個(gè)，其中氨基總數(shù)為810，羧基總數(shù)為808，則由這些氨基酸合成的含有2條肽鏈的蛋白質(zhì)共有肽鍵、氨基和羧基的數(shù)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(gè)氨基酸組成兩條肽鏈，肽鍵數(shù)為：800-2=798。氨基酸800個(gè)，氨基總數(shù)為810，羧基總數(shù)為808，則R基中氨基數(shù)為810-800=10，羧基數(shù)為808-800=8,2條肽鏈末端共2個(gè)游離的氨基和2個(gè)游離的羧基，所以游離的氨基數(shù)為10+2=12，游離的羧基數(shù)為8+2=10。故選B。例2．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()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(shù)最小值=肽鏈總數(shù)=1+2+3+3=9個(gè)。肽鍵總數(shù)=1+2×4+3×5+3×6=42。分解成這些小分子肽的過(guò)程中共斷開(kāi)8個(gè)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(gè)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(guò)程如圖所示。下列推論錯(cuò)誤的是（）A．用雙縮脲試劑檢測(cè)β-AP，會(huì)產(chǎn)生紫色反應(yīng) B．β-AP中至少含有38個(gè)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(guò)程中體現(xiàn)了蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)作用答案D解析：A、β-AP的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)可以用雙縮脲試劑檢測(cè)，A正確；B、β-AP中含有39個(gè)氨基酸，至少含有38個(gè)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(jiàn)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(guò)程中體現(xiàn)了蛋白質(zhì)的催化作用，D錯(cuò)誤。故選D。例4．由m個(gè)氨基酸構(gòu)成的一個(gè)蛋白質(zhì)分子，含n條多肽，其中a條是環(huán)狀肽，這個(gè)蛋白質(zhì)分子完全水解需要的水分子個(gè)數(shù)是（）A．m＋a－nB．m－nC．m＋n－aD．m－a答案A解析：蛋白質(zhì)的水解需水分子數(shù)等于肽鍵數(shù)，對(duì)于鏈狀肽來(lái)說(shuō)，肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)，對(duì)于環(huán)狀肽來(lái)說(shuō)，肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)，因此蛋白質(zhì)的水解需水分子數(shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)=m－（n－a）=m+a－n，故選A蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量相關(guān)計(jì)算1.蛋白質(zhì)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－18×脫去水分子數(shù)氨基酸數(shù)氨基酸平均分子質(zhì)量肽鏈條數(shù)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量n個(gè)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(gè)巰基（-SH）脫氫形成一個(gè)二硫健，相對(duì)分子量減少2典例分析例1．兩條肽鏈分別由360個(gè)氨基酸和380個(gè)氨基酸組成，若每個(gè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，則兩肽鏈之間相差的肽鍵數(shù)和相對(duì)分子質(zhì)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(shù)分別是359和379，所以兩肽鏈之間相差的肽鍵數(shù)=379-359=20。蛋白質(zhì)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－18×脫去水分子數(shù)，因此兩條肽鏈的相對(duì)分子質(zhì)量分別是360a－359×18、380a－379×18，相對(duì)分子質(zhì)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(duì)分子質(zhì)量是a，現(xiàn)有某蛋白質(zhì)分子由n條肽鏈組成，相對(duì)分子質(zhì)量為b，則此蛋白質(zhì)分子中氨基酸數(shù)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(shí)，具有以下規(guī)律：脫去水分子數(shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)。蛋白質(zhì)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－18×脫去水分子數(shù)設(shè)蛋白質(zhì)分子中氨基酸數(shù)為x，則b=ax-18（x-n），求得x=（b-18n）/（a-18），BCD錯(cuò)誤。

故選A例3．圖中甲、乙是生物體內(nèi)的兩種化合物，乙由兩條肽鏈和一個(gè)環(huán)狀肽（含20個(gè)氨基酸）組成，它們之間由二硫鍵相連。下列相關(guān)敘述錯(cuò)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(jié)構(gòu)多樣性與甲的結(jié)合方式無(wú)關(guān)C．化合物乙共有70個(gè)肽鍵D．化合物乙形成時(shí)，減少的相對(duì)分子質(zhì)量為1260答案D解析：A、在氨基酸的固定結(jié)構(gòu)中沒(méi)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(jié)合方式為脫水縮合，都是一樣的，與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性無(wú)關(guān)，B正確；C、每條多肽鏈上的肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)－1，環(huán)狀肽上的肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)，故肽鍵數(shù)=52-2+20=70，C正確；D、化合物乙形成時(shí)，脫掉水的分子量和形成二硫鍵時(shí)脫掉的氫原子的原子量即是減少的相對(duì)分子質(zhì)量＝18×70＋4＝1264，D錯(cuò)誤。故選D。蛋白質(zhì)中游離的氨基、羧基數(shù)目相關(guān)計(jì)算1.肽鏈中至少含有游離的氨基數(shù)或羧基數(shù)=肽鏈條數(shù)2.肽鏈中含有游離的氨基數(shù)或羧基數(shù)=肽鏈條數(shù)+R基中氨基數(shù)或羧基數(shù)典例分析例1．肽鏈在合成后，進(jìn)一步形成蛋白質(zhì)時(shí)需要進(jìn)行加工，在加工時(shí)常常要切去一部分氨基酸，再構(gòu)成蛋白質(zhì)?，F(xiàn)有一條含100個(gè)氨基酸的肽鏈，其中含游離的氨基14個(gè)，加工時(shí)共切去氨基酸16個(gè)，則加工后多肽鏈所含的游離氨基至少還有()A．0個(gè)B．1個(gè)C．2個(gè)D．14個(gè)答案B解析：一條含100個(gè)氨基酸的肽鏈，含游離的氨基14個(gè)，則R基上有13個(gè)氨基。加工時(shí)共切去氨基酸16個(gè)，若R基上13個(gè)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(shù)=肽鏈數(shù)=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(diǎn))可轉(zhuǎn)變成一分子的胰島素(圖中數(shù)字表示氨基酸序號(hào))。下列分析正確的是()A．胰島素分子具有50個(gè)肽鍵，合成它的過(guò)程中共脫去50分子水B．胰島素分子含有一個(gè)游離的氨基和一個(gè)游離的羧基C．沸水浴時(shí)肽鍵斷裂導(dǎo)致胰島素生物活性的喪失D．理論上，可通過(guò)測(cè)定C肽的含量間接反映胰島B細(xì)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(gè)氨基酸形成的2條肽鏈，肽鍵數(shù)51-2=49，A錯(cuò)誤；B、胰島素分子由2條肽鏈組成，至少含2個(gè)游離的氨基2個(gè)游離的羧基，B錯(cuò)誤；C、沸水浴蛋白質(zhì)的肽鍵不斷裂，C錯(cuò)誤；D、可通過(guò)測(cè)定C肽的含量反映胰島素的分泌量進(jìn)而間接反映胰島B細(xì)胞的分泌功能。D正確，故選D。蛋白質(zhì)中各原子數(shù)計(jì)算1.N原子數(shù)=游離的氨基數(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)2.O原子數(shù)=游離的羧基數(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)3.C原子數(shù)=氨基酸數(shù)×2+R基上的C原子數(shù)=(肽鏈數(shù)+肽鍵數(shù))×2+R基上的C原子數(shù)=各氨基酸中C原子的總數(shù)4.H原子數(shù)=各氨基酸中氫原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)×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(gè)數(shù)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(gè)氨基酸的分子式，只有賴氨酸含兩個(gè)氨基，其他四種氨基酸只有一個(gè)氨基，所以根據(jù)N原子數(shù)計(jì)算賴氨酸數(shù)是：A－199；只有天冬氨酸含有兩個(gè)羧基，其他四種氨基酸只有一個(gè)羧基，所以根據(jù)O原子數(shù)計(jì)算天冬氨酸數(shù)，199肽中含有198個(gè)肽鍵每個(gè)肽鍵中有一個(gè)O原子，肽鏈上有一個(gè)游離的羧基含兩個(gè)O原子，共198+2=200，其余為天冬氨酸R基中的，每個(gè)R基中含一個(gè)羧基兩個(gè)氧原子，所以天冬氨酸數(shù)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(shù)是：A．19個(gè)B．20個(gè)C．21個(gè)D．25個(gè)答案：B解析：圖示四種氨基酸分子都只含有一個(gè)羧基，2個(gè)氧原子。可根據(jù)氧原子數(shù)求氨基酸數(shù):假設(shè)組成該多肽的氨基酸數(shù)為n，該多肽中氧原子數(shù)=各氨基酸中O原子的總數(shù)-脫去的水分子數(shù)，即21=2n-（n-1）,n=20。故選B。例3．某一非環(huán)狀多肽，經(jīng)測(cè)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(guān)該多肽的敘述，不正確的是（）A．該多肽徹底水解后能產(chǎn)生4種氨基酸B．該多肽中氫原子數(shù)和氧原子數(shù)分別是32和5C．該多肽有三個(gè)肽鍵D．該多肽在核糖體上形成，形成過(guò)程中相對(duì)分子質(zhì)量減少了54答案A解析：A、C21HxOyN4S2中共有4個(gè)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(gè)氨基酸分子中均只有一個(gè)N原子，所以該非環(huán)狀多肽是由4個(gè)氨基酸脫水縮合形成的四肽，又C21HxOyN4S2中含有2個(gè)S，所以構(gòu)成C21HxOyN4S2中含有兩個(gè)半胱氨酸。所以該多肽由4個(gè)、3種氨基酸形成，所以該多肽徹底水解后能產(chǎn)生3種氨基酸，A錯(cuò)誤；B、C21HxOyN4S2中共含有21個(gè)C，而兩個(gè)半胱氨酸中共含有3×2=6個(gè)C，其它兩個(gè)氨基酸含有的C個(gè)數(shù)為21-6=15個(gè)，組成C21HxOyN4S2的另外兩個(gè)氨基酸要含有15個(gè)碳，進(jìn)一步推測(cè)另外兩個(gè)氨基酸是苯丙氨酸（9個(gè)C）和亮氨酸（6個(gè)C）。由以上分析知，該多肽是由2個(gè)半胱氨酸、1個(gè)亮氨酸和1個(gè)苯丙氨酸組成，形成該多肽脫去了3個(gè)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(shù)和氧原子數(shù)分別是32和5，B正確；C、由以上分析知，該多肽由4個(gè)氨基酸形成的四肽化合物，其含有的肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=4-1=3個(gè)，C正確；D、該多肽是由4個(gè)氨基酸在核糖體上通過(guò)脫水縮合形成的，形成過(guò)程中的脫水?dāng)?shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=4-1=3個(gè)，相對(duì)分子質(zhì)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(jì)算1．假若有n種氨基酸(數(shù)量不限)形成一個(gè)三肽，那么形成三肽的種類有n3種。2．假若n種氨基酸(數(shù)量不限)形成一個(gè)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(gè)三肽，且每種氨基酸只有一個(gè)，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(fù)出現(xiàn)，形成的多肽最多有種；若四種氨酸酸不可重復(fù)，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(fù)出現(xiàn)，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(fù)，形成的四肽最多有4×3×2×1=24種，即C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。強(qiáng)化訓(xùn)練1．現(xiàn)有氨基酸100個(gè)，其中氨基總數(shù)為102個(gè)，羧基總數(shù)為101個(gè)，則由這些氨基酸合成的含有2條肽鏈的蛋白質(zhì)中，含有氧原子的數(shù)目是()A．101B．102C．103D．1042.某蛋白質(zhì)由124個(gè)氨基酸組成，其中有8個(gè)—SH，在肽鏈形成空間結(jié)構(gòu)(如圖)時(shí)，生成4個(gè)二硫鍵(—S—S—)，若各氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量為125，則該蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量約為()A．13278B．13286C．13294D．155003．一條由15個(gè)氨基酸組成的多肽鏈，分子式為C74H110N19O26S。這條多肽鏈經(jīng)水解后的產(chǎn)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(chǎn)物中苯丙氨酸和丙氨酸個(gè)數(shù)分別是（）A．1和2 B．2和3C．3和4 D．以上都不對(duì)4．如圖所示，某條多肽鏈中有3個(gè)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(gè)B．用特殊水解酶選擇性除去圖中的3個(gè)甘氨酸，形成的產(chǎn)物中有3條多肽鏈C．形成此多肽鏈時(shí)，參與反應(yīng)的氨基酸的相對(duì)分子質(zhì)量減少了540D．用特殊水解酶選擇性除去圖中的3個(gè)甘氨酸，形成的產(chǎn)物比原多肽多3個(gè)氧原子5．下列關(guān)于氨基酸和多肽（蛋白質(zhì)）的敘述，錯(cuò)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(xué)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(xué)式應(yīng)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(gè)氨基酸共有m（m>n）個(gè)氨基，則這些氨基酸縮合成的一個(gè)多肽中氨基的數(shù)目為m－n6．下圖表示對(duì)某蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，據(jù)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(zhì)少了125個(gè)氧原子B．該蛋白質(zhì)的組成元素為C、H、O、NC．參與合成該蛋白質(zhì)的氨基酸共有羧基141個(gè)D．該蛋白質(zhì)水解為氨基酸時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)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(jié)果（單位:個(gè)）。原子或基團(tuán)CHON游離氨基游離羧基多肽鏈E201348625332多肽鏈F182294555461推測(cè)組成這兩條多肽鏈的氨基酸數(shù)目最可能是（）選項(xiàng)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(gè)，現(xiàn)去掉其中的丙氨酸得到4條長(zhǎng)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(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．肽鍵數(shù)目減少7個(gè)B．C原子減少12個(gè)C．氨基和羧基分別增加3個(gè)D．O原子數(shù)目減少2個(gè)9．（不定項(xiàng)選）某肽鏈有20個(gè)氨基酸，其中天冬氨酸有4個(gè)，分別位于第5、6、15、20位（如圖所示）；肽酶X專門(mén)作用于天冬氨酸羧基端的肽鍵，肽酶Y專門(mén)作用于天冬氨酸氨基端的肽鍵，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A．該20肽含有的肽鍵至少為19個(gè)B．該20肽游離的氨基和羧基至少各為1個(gè)和8個(gè)C．肽酶X完全作用后產(chǎn)生的多肽共含有氨基酸19個(gè)D．肽酶Y完全作用后產(chǎn)生的多肽中氧原子數(shù)比20肽多了4個(gè)10．某細(xì)菌能產(chǎn)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(jié)構(gòu)式如圖所示，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：（1）該多肽是________肽化合物，連接相鄰兩個(gè)氨基酸之間化學(xué)鍵是___________，氨基酸脫水縮合形成該化合物的過(guò)程中，相對(duì)分子質(zhì)量減少了________。（2）該多肽徹底水解需_