1、高中生物蛋白質相關計算專題1“蛋白質計算”專題講練在高中生物學中，涉及蛋白質各種因素之間的數量關系比較復雜，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構通式以及脫水縮合反應的過程，恰當的運用相關公式是解決問題的關鍵?，F將與蛋白質相關的計算公式及典型例題歸析如下，以便復習參考。一、有關蛋白質計算的公式匯總規律1：有關氨基數和羧基數的計算蛋白質中氨基數=肽鏈數+R基上的氨基數=各氨基酸中氨基的總數-肽鍵數；蛋白質中羧基數=肽鏈數+R基上的羧基數=各氨基酸中羧基的總數-肽鍵數；在不考慮R基上的氨基數時，氨基酸脫水縮合形成的一條多肽鏈中，至少含有的氨基數為1，

2、蛋白質分子由多條肽鏈構成，則至少含有的氨基數等于肽鏈數；在不考慮R基上的羧基數時，氨基酸脫水縮合形成的一條多肽鏈中，至少含有的羧基數為1，蛋白質分子由多條肽鏈構成，則至少含有的羧基數等于肽鏈數。規律2：蛋白質中肽鍵數及相對分子質量的計算蛋白質中的肽鍵數=脫去的水分子數=水解消耗水分子數=氨基酸分子個數-肽鏈數；蛋白質的相對分子質量=氨基酸總質量（氨基酸分子個數氨基酸平均相對分子質量）-失水量（18脫去的水分子數）。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，在肽鏈上出現二硫鍵時，與二硫鍵結合的部位要脫去兩個H，謹防疏漏。規律3：有關蛋白質中各原子數的計算C原子數=（肽鏈數+

3、肽鍵數）2+R基上的C原子數；H原子數=（氨基酸分子個數+肽鏈數）2+R基上的H原子數=各氨基酸中H原子的總數-脫去的水分子數2；O原子數=肽鏈數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；N原子數=肽鏈數+肽鍵數+R基上的N原子數=各氨基酸中N原子的總數。注意：一個氨基酸中的各原子的數目計算： C原子數R基團中的C原子數2；H原子數R基團中的H原子數4； O原子數R基團中的O原子數2；N原子數R基團中的N原子數1。規律4：有關多肽種類的計算：假設有n（0n20）種、m個氨基酸，任意排列構成多肽（這里mn）：若每種氨基酸數目無限（允許重復）的情況下，可形成肽類化合物的

4、種類：有nm種；若每種氨基酸只有一個（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。規律5：蛋白質中氨基酸數目與核酸中堿基數的計算：DNA基因的堿基數（至少）：mRNA的堿基數（至少）：氨基酸的數目6：3：1；肽鍵數（得失水數）肽鏈數=氨基酸數=（DNA）基因堿基數/6= mRNA堿基數/3。注意：解題時看清是“堿基數”還是“堿基對數”，二者關系為：堿基數=2堿基對數；對于真核生物而言,上式中的DNA片段相當于基因編碼區中的外顯子；關于終止密碼子所占的數量，若題目中沒有明確要求則不做計算。特別提示：以上規律既適用于“鏈狀肽”的相關計算

5、，也適用于“環狀肽”的相關計算，不過，若為環狀肽，則可視為公式中的肽鏈數等于零，再進行相關計算。二、典型例題呈現例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（ ）解析：據題意可知，短肽（包括二肽和多肽）的數目共有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的最小值（即游離的氨基數量至少）為9個；由“肽鍵數=氨基酸數-肽鏈數”，可得肽鍵總數是42個（51-9）；分解成這9個短肽，需要斷裂8個肽鍵，由肽鍵數=失去的水分子數知，形

6、成這些短肽需要的水分子數量（即消耗的水分子數）是8個。警示：此題的關鍵是“分解成這些小分子肽所需的水分子總數”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），這條多肽鏈經過水解后的產物中有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）。水解產物中天門冬氨酸的數目是（ ）Ay+12個 Bz+12個 Cw+13個 D(w-13)/2個解析：據題干提供的5種氨基酸，可

7、知天門冬氨酸中含有4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）。因此我們可以根據脫水縮合反應前后的氧原子數守恒進行計算。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=212（組成每分子多肽的氨基酸數）+2n（天門冬氨酸數）；反應后生成物中的氧原子數=w（多肽中氧原子數）+11（脫下水中的氧原子數）。所以，由“=”得:n=（w-13）/2。點撥：根據其他元素在反應前后數量不變可以求出肽鏈中的另外幾種氨基酸的數目。本題也可以根據反應前后各種原子個數不變，設5種氨基酸個數

8、依次為m、n、o、p個，然后列方程組計算?？傊梦镔|守恒的思想是解決此類問題的關鍵。答案：D例3 某條多肽的相對分子質量為2778，若氨基酸的平均相對分子質量為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對堿基解析：本題考查了有關蛋白質合成過程中與核酸相關問題的計算。DNA基因的堿基數（至少）：mRNA的堿基數（至少）：蛋白質中氨基酸的數目6（若為堿基對數則為3）：3：1，據題意，若求基因的長度首先應計算出氨基酸的個數（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

9、數為n+1=31個。綜上，在僅考慮基因中的編碼區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系，同時注意看清是堿基數，還是堿基對數的比值，是否考慮終止密碼，所求解的內容示意為“最多”還是“至少”等等。一定要避免數量關系不清楚而出錯。三、技能提升訓練1 如圖表示一個由153個氨基酸殘基構成的蛋白質分子。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

10、就是一種毒菇的毒素，它是一種環狀八肽。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種轉運RNA參與轉運相應的氨基酸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，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的數目是( )A 81個 B 76個C 153個 D 324個5胰島素是一種蛋白質分子，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