高三生物一轮复习蛋白质计算问题归类解析讲义

1、PAGE 6基础知识与蛋白质有关的计算，是以氨基酸的结构以及氨基酸脱水缩合形成肽链为基础，关于脱水数、肽键数、氨基数、羧基数、相对分子质量等的相关计算，首先掌握直链肽的计算公式，若涉及其他结构，还应考虑形成相应化学键所减掉的原子数。氨基酸结构通式： 通式分子式：C2H4O2N-R蛋白质（链状多肽）形成（脱水缩合）：一、氨基酸相关计算求原子数（或分子式） 1至少含N原子数 = 1至少含C原子数 = 2至少含O原子数 = 2至少含H原子数 = 42N原子数 = R基N原子数 + 1C原子数 = R基C原子数 + 2O原子数 = R基O原子数 + 2H原子数 = R基H原子数 + 4例1.谷氨酸的R

2、基为C3H5O2，一分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是（） A5、9、4、1 B4、8、5、1 C5、8、4、1 D4、9、4、1练习1、甲硫氨酸的R基是-CH2-CH2-S-CH3，它的分子式是（）A. C5H11O2NS B. C3H7S C. C4H11O2S D. C5H10O2NS 二、蛋白质（或多肽）相关计算（一）求氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数脱水数 = 肽键数 = 氨基酸数 肽链数例2血红蛋白分子中含 574 个氨基酸，4 条肽链。在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键数目分别是 （）A 574 和 573 B 573 和 573 C 570 和 573 D

3、 570 和 570 练习2、氨基酸分子缩合形成含2条肽链的蛋白质分子时，相对分子量减少了900，由此可知， 此蛋白质分子中含有的氨基酸数和肽键数分别是（）A52、52 B50、50 C52、50 D50、49 练习3、某三十九肽中共有丙氨酸4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽（如图），这些多肽中肽键总数为（）A31 B32 C34 D35练习4、若某蛋白质的分子量为11935，在合成这个蛋白质分子的过程中脱水量为1908，假设氨基酸的平均分子量为127，则组成该蛋白质分子的肽链有（）A. 1条 B.2条 C. 3条 D. 4条（二）求相对分子质量蛋白质相对分子质量氨基酸数氨基酸平均

4、相对分子质量脱水数18例3某蛋白质分子含有a条肽链，共有b个氨基酸。如果氨基酸的平均相对分子质量是c，则该蛋白质的相对分子质量以及水解时需要的水的相对分子质量分别是（）Ab（c-18）+ 18a和18（b-a） Bb（c+18）+ 18a和18（a+b）Cb（c-18）- 18a和18（a-b） Db（c+18）- 18a和18（b-a）练习5、下图为结晶牛胰岛素分子结构示意图。已知胰岛素含有A、B两条多肽链，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，两条多肽链间通过两个二硫键（二硫键由两个-SH连接而成）连接，在A链上也形成1个二硫键。则胰岛素分子中含有的肽键数和51个氨基酸脱水缩合形成胰

5、岛素后相对分子质量比原来减少的数值各是多少（ ）A49 882 B49 888 C50 882 D50 888注：在计算蛋白质相对分子质量时，除考虑肽键的形成外，有时也要考虑因其他化学键的形成而导致相对分子质量的变化，如形成二硫键。（三）求游离氨基或羧基数1至少含有的游离-NH2或COOH数 = 肽链数例4. 某蛋白质分子由3条多肽链组成，内有肽键109个，则此分子中含有-NH2或COOH的数目至少为：（ ）A. 112、112 B. 109、109 C. 9、9 D. 3、32游离氨基或羧基数 = 肽链数 + R基含有氨基或羧基数= 各氨基酸氨基或羧基总数肽键数例5. 现有1000个氨基酸，

6、其中氨基有1020个，羧基1050个，则由此合成的4条肽链中氨基、羧基的数目分别是（ ）A. 1016、1046 B. 4、4 C. 24、54 D. 1024、1054氨基酸的脱水缩合过程可总结如下表：氨基酸平均相对分子质量肽键数目脱去水分子数多肽相对分子质量氨基数目羧基数目一条肽链mm1m1ma18(m1)至少1个至少1个n条肽链mmnmnma18(mn)至少n个至少n个（四）求原子数1至少含N原子数 = 氨基酸数至少含C原子数 = 氨基酸数2至少含O 原子数 = 氨基酸数2 - 脱水数至少含H原子数 = 氨基酸数4 - 脱水数22N 原子数 = 氨基酸数 + R基N原子数= 各氨基酸N原

7、子总数 C原子数 = 氨基酸数2 + R基C原子数= 各氨基酸C原子总数O 原子数 = 氨基酸数2 + R基O原子数 - 脱水数= 各氨基酸O原子总数 - 脱水数H原子数 = 氨基酸数4 + R基H原子数 - 脱水数2= 各氨基酸H原子总数 - 脱水数2例6.某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数（ ）An-m Bn-2m Cn+m Dn+2m（五）求氨基酸分子式利用氨基酸分子脱水缩合反应前后原子守恒特点求解例7.谷胱甘肽(分子式C10H17O6N3S)是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要的三肽，它是由谷氨酸（C5H9NO4）、甘氨酸（C2H5NO2）和半胱氨酸缩合而

8、成，则半胱氨酸可能的分子式为( )A. C3H3NS B. C3H5NS C. C3H7O2NS D. C3H3O2NS解析:谷胱甘肽是由3个氨基酸通过脱去2分子水缩合而成的三肽。因此，这3个氨基酸分子式之和应等于谷胱甘肽分子式再加上2个水分子，即C10H17O6N3S + 2H2O = C10H21O8N3S，故C10H21O8N3S - C5H9NO4 - C2H5NO2 = C3H7O2NS (半胱氨酸)。 （六）求氨基酸数1利用蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽键数、肽链数关系计算例8.已知氨基酸的平均相对分子质量为128,测得某蛋白质的相对分子质量为5646,试判断该蛋白质的氨基酸数和

9、肽链数依次是( )A. 51 1 B. 51 2 C. 44 1 D. 44 2解析:当蛋白质的相对分子质量确定后,氨基酸的数量与肽链的数量存在着必然的函数关系.设氨基酸的数量与肽链的条数分别是x和y,则有128x - 18(x - y) = 5646.尽管1个方程式中有2个未知数,但x和y都必须为符合题意的整数解,这样可解得:x = 51,y = 2.2利用氨基酸脱水缩合前后某些特定原子数目守恒解题（由于R基C原子数不好确定，且H原子数较多，故以N、O原子数计算为突破口）例9. 某多肽的分子式为C55H70O19N10，已知它由下列4种氨基酸组成：甘氨酸（C2H5NO2）、丙氨酸（C3H7N

10、O2）、苯丙氨酸（C9H11NO2）、谷氨酸（C5H9NO4），那么该多肽彻底水解可产生多少个谷氨酸分子（ ）A. 4个 B. 5个 C. 6个 D. 3个解析:由于4种氨基酸分子各含有1个N原子，根据该多肽的分子式，可知该多肽为十肽，其水解需要9分子水，又每分子甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸各含有2个O原子，每分子谷氨酸含有4个O原子，设谷氨酸有x个，其他3种氨基酸有（10 x）个，根据脱水缩合前后O原子守恒得：（10 x） 2 + 4x 9 = 19，解方程得x 4。练习6、有一条多肽链由12个氨基酸组成，分子式为CxHyNzOwS(z12，w13)，这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸：半

11、胱氨酸(C3H7NO2S)、丙氨酸(C3H6NO2)、天门冬氨酸(C4H7N04)、赖氨酸(C6H14N202)、苯丙氨酸(C9H11NO2)。求水解产物中天门冬氨酸的数目是（ ） Ay+12个 Bz+12个Cw+13个 D(w-13)/2个解析:由于在半胱氨酸、丙氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸中都只含有2个O原子，而天门冬氨酸中含有4个O原子。设天门冬氨酸的个数为x个，则该十二肽由12个氨基酸脱水缩合形成过程中，利用O原子平衡建立关系式：（12-x） 2 + 4x 11 = w，因此x = (w-13)/2个。该“十二肽”分子彻底水解后有 (w-13)/2个天门冬氨酸。 练习7、分析多肽E和多肽F得

12、到以下结果（单位：个）元素或基团CHON氨基羧基多肽E201348625332多肽F182294555461多肽E和多肽F中氨基酸的数目最可能是()A199和181 B340和281 C58和53 D51和493利用氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间关系求解翻译转录 翻译转录DNA（基因） mRNA 蛋白质 碱基数6 ： 碱基数3 ： 氨基酸数1实际不具有上述比例关系：(1) DNA中有的片段无遗传效应，不能转录形成mRNA。(2) 基因片段中有的片段起调控作用，不能转录。(3) mRNA有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸。综上：由已知DNA或 RNA碱基数推导得出的氨基酸数比实际

13、多由已知氨基酸数推导得出的DNA或 RNA碱基数比实际少在转录时,基因模板链中的A+T(或G+C)与RNA分子的中的U+A(或C+G)相等提醒:解题时,应看清是DNA上(或基因中)的碱基对数，还是个数；是mRNA上密码子的个数，还是碱基的个数；是合成蛋白质中氨基酸的个数，还是种类数。 例10. 一个mRNA分子有m个碱基,其中G+C有n个,由该mRNA合成的蛋白质有2条肽链。则其模板DNA分子的A+T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是（ ）A.m、m/3-1 B.m、m/3-2 C.2(m-n)、m/3-1 D.2(m-n)、m/3-2 练习8、某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均相对分子质

14、量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的相对分子质量约为（ ）A.2ab/3-6b+18n B.ab/3-6b C.(b/3-a)18 D.ab/3-(b/3-n)18 练习9、一条多肽链中有氨基酸1000个,则作为合成该多肽链模板的mRNA和用来转录该mRNA的基因分子中分别至少含有碱基 ( )A3000个和3000个 B3000个和6000 个C1000个和4000个 D1000个和3000个练习10、某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是 ( )A. 75对碱基 B. 78对碱基 C. 90对碱

15、基 D. 93对碱基4利用化学平衡计算氨基酸数目例11.称取某多肽415g，在小肠液的作用下完全水解得到氨基酸505g。经分析知道组成此多肽的氨基酸平均相对分子质量为100，此多肽由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸3种氨基酸组成，每摩尔此多肽含有S元素51mol。3种氨基酸的分子结构式如下图：求组成一分子此多肽需氨基酸数 101 个。解析:由题意可知，415g此多肽完全水解需要水505g - 415g = 90g，即形成415g此种多肽需要脱去90g水。415g此多肽形成时，需要氨基酸505 100 505（mol），脱水90 18 5(mol)，所以在形成此多肽时需要的氨基酸摩尔数与合成时脱去的水分

16、子摩尔数之比为：505 5 = 101。设该肽链上的氨基酸残基数目为n，则该肽链上的氨基酸残基数目与在形成该肽链时脱去的水分子数之比：n （n-1）。得n （n-1） = 101，解此方程得n = 101。所以此多肽为101肽。5含2个-NH2的氨基酸数 = N原子数 - 氨基酸数= 各氨基酸N原子总数 - 氨基酸数= N原子数 肽键数 肽链数6含2个COOH的氨基酸数 =（O原子数 + 脱水数氨基酸数2 ）2=（各氨基酸O原子总数氨基酸数2）2=（O原子数 - 肽键数肽链数2 ）2（七）求多肽种类利用数学排列求解1.若以n(0n20)种氨基酸形成m肽, 每种氨基酸数目无限(允许重复)的情况下，可形成肽类化合物种类:nm 种2.若以n(0n20)种氨基酸形成m(mn)肽,每种氨基酸只有一个(不允许重复)的情况下，可形成肽类化合物种类:n(n1)(n2)(nm2)(nm1) Aeq oal(m,n) 种例12.如果有足量的三