在氨基酸形成蛋白質過程中存在著氨基酸數、肽鍵數、脫去水分子數、肽鏈條數等的數量對應關系；在DNA控制合成蛋白質的過程中存在著DNA的堿基數、RNA的堿基數及氨基酸數目之間的數量對應關系。這些數量關系的計算歷年來都是高考的重點；如果掌握不牢固也是很多學生的失分點。下面我們就從這兩個方面進行重點突破講解。第一頁第二頁，共29頁。一、氨基酸數、肽鍵數、肽鏈數、脫水水分子數和蛋白質相對分子量的相關計算【理論闡釋】1.知識背景

氨基酸是組成蛋白質的基本單位。由兩個氨基酸分子脫水縮合形成的化合物叫做二肽。其中，連接兩個氨基酸分子的化學鍵(－NH－CO－)叫做肽鍵。由多個不同種類的氨基酸分子脫水縮合而成的化合物叫做多肽；多肽通常呈鏈狀結構，叫做肽鏈。肽鏈進一步加工，則形成蛋白質。第二頁第三頁，共29頁。氨基酸、多肽、肽鍵、肽鏈和蛋白質的關系可歸納成下圖：第三頁第四頁，共29頁。2.常見計算類型（1）多肽中氨基數和羧基數及N、H、O原子數的計算（2）氨基酸數、肽鍵數、失去（或需要）水分子數、及肽鏈條數的相關計算（3）蛋白質相對分子質量的計算第四頁第五頁，共29頁。3.解題方法（1）多肽中氨基數和羧基數及N、H、O原子數的計算規律由脫水縮合過程知：每兩個氨基酸分子脫去一個水分子形成一個肽鍵，每形成一個肽鍵就相應的破壞一個氨基和一個羧基。每形成一個水分子也會使原來的H和O原子數目發生相應變化。在形成的化合物中，有以下規律：第五頁第六頁，共29頁。①一條多肽鏈中最少有一個游離的氨基和一個游離的羧基，由n條肽鏈組成的蛋白質中，最少有n個游離的氨基和n個游離的羧基。②氨基數＝肽鏈數＋R基上的氨基數＝各氨基酸中氨基總數－肽鍵數③羧基數＝肽鏈數＋R基上的羧基數＝各氨基酸中羧基總數－肽鍵數④N原子數＝肽鍵數＋肽鏈數＋R基上N原子數＝各氨基酸中N原子的總數⑤O原子數＝肽鍵數＋肽鏈數×2＋R基上的O原子數＝各氨基酸中O原子的總數－脫去水分子數⑥H原子數＝各氨基酸中H原子的總數－脫水分子數×2第六頁第七頁，共29頁。（2）氨基酸數、肽鍵數、失去水分子數及肽鏈條數的相關計算規律①由氨基酸分子脫水縮合過程可知，若該蛋白質只有一條肽鏈，肽鏈形成過程中每形成一個肽鍵，就同時失去一分子水，即形成的肽鍵數=失去的水分子數=氨基酸數目-1；②m個氨基酸分子形成一個由n條肽鏈組成的蛋白質時，脫去的水分子數和形成的肽鍵數為m-n。蛋白質或多肽水解形成氨基酸時，需要的水分子數與其形成時失去的水分子數相等，即m-n。第七頁第八頁，共29頁。（3）蛋白質相對分子質量的計算規律蛋白質的相對分子質量＝氨基酸的相對分子質量總和-失去的水分子的相對分子質量總和。即若氨基酸的平均相對分子質量為a，該蛋白質由m個氨基酸脫水縮合形成，共有n條肽鏈，則該蛋白質的相對分子質量為：m·a-(m-n)×18。綜上所述，由氨基酸的脫水縮合過程可總結如下規律：（僅指直鏈多肽）第八頁第九頁，共29頁。一條肽鏈（R基中N、O原子數分別為x、y）n條肽鏈氨基酸平均相對分子質量aa氨基酸(平均含H數目為b)數目mm肽鍵數目m-1m-n脫去水分子數目m-1m-n肽鏈(或蛋白質)的相對分子質量ma-18×(m-1)ma-18×(m-n)氨基數目至少一個（R基上還可能含有氨基）至少n個羧基數目至少一個（R基上還可能含有羧基）至少n個N原子數m+xO原子數m+1+yH原子數m·b－2×(m-1)第九頁第十頁，共29頁。注意：①如果n個氨基酸形成若干個環狀多肽，則蛋白質分子形成過程中肽鍵數目等于氨基酸數目，可表示為：失去水分子數＝肽鍵數＝氨基酸總數②環狀肽Aa1、Aa2……、Aa6表示6種氨基酸，它們相互縮合形成的環狀肽如圖所示：第十頁第十一頁，共29頁。由圖示可知：肽鍵數=脫去水分子數=氨基酸總數環狀肽主鏈中無氨基和羧基，環狀肽中氨基或羧基數取決于構成環狀肽的氨基酸R基團中的氨基或羧基的數目。第十一頁第十二頁，共29頁。1．多肽中氨基數和羧基數及N、H、O原子數的計算【例1】（2009·上海高考）某蛋白質由m條肽鏈、n個氨基酸組成。該蛋白質至少含有氧原子的個數是

A．n-mB．n-2mC．n+mD．n+2m【典例導悟】第十二頁第十三頁，共29頁。【解析】選C。本題考查脫水縮合后O原子數目的計算。可以用我們前面講解的規律進行計算。方法一：由氨基酸的結構通式可知一個氨基酸至少有兩個O原子，形成蛋白質縮合過程中要脫掉水，每個水分中都有一個O原子，可以用下列公式O原子數＝各氨基酸中O的總數－脫去水分子數，也就是2n-(n-m)=n+m。方法二：O原子數＝肽鍵數+肽鏈數×2+R基上的O原子數。肽鍵數等于氨基酸數減去肽鏈條數即（n-m）。肽鏈數是m。由于該題設問的是蛋白質至少含有的O原子的個數，所以，可以考慮R基上沒有O原子。所以本題答案是（n-m）+m×2+0=n+m。第十三頁第十四頁，共29頁。2．氨基酸、肽鍵數、失去(或需要）水分子數及肽鏈條數的相關計算【例2】(2011·淮安模擬）由m個氨基酸構成的一個蛋白質分子，含n條肽鏈，其中z條是環狀多肽，這個蛋白質分子完全水解共需水分子個數為()A.m-n+zB.m-n-zC.m-z+nD.m+z+n【解析】選A。在形成蛋白質的過程中，脫水縮合形成的水分子數=氨基酸數目-肽鏈的條數。假如這n條肽鏈都是直鏈的話，則形成m-n個水分子；由于形成一個環肽比形成一條直鏈肽多形成一個水分子，而在n條肽鏈中有z條是環肽，故由m個氨基酸形成該蛋白質分子時共形成了m-n+z個水分子，因此該蛋白質水解形成氨基酸的時候就需消耗m-n+z個水分子。第十四頁第十五頁，共29頁。3．蛋白質相對分子質量的計算【例3】（2011·中山模擬）20種氨基酸的平均相對分子質量為128，假若有一個多肽化合物，由10個氨基酸構成一個肽鏈，那么該多肽的相對分子質量和至少含有的氨基數目分別是()A．1280,11B．1262,1C．1118,1D．1100,9【解析】選C。由10個氨基酸組成的多肽共脫去9個水分子，形成9個肽鍵，至少含有1個氨基和羧基，則該多肽的相對分子質量為：10×128－9×18＝1118。第十五頁第十六頁，共29頁。二、氨基酸數目與mRNA及DNA中堿基數量之間的計算蛋白質是生命性狀的體現者，它是在DNA的控制下，經過轉錄、翻譯過程形成的，蛋白質的氨基酸數目和DNA、RNA的堿基數目之間存在一定的規律，其過程如圖：【理論闡釋】1.知識背景第十六頁第十七頁，共29頁。堿基與氨基酸之間的數量關系如下：(1)轉錄時，組成基因的兩條鏈只有一條鏈能轉錄，另一條鏈則不能轉錄。因此．轉錄形成的RNA分子中堿基數目是基因中堿基數目的l／2。(2)翻譯過程中，信使RNA中每3個堿基決定一個氨基酸，所以經翻譯合成的蛋白質分子中的氨基酸數目是信使RNA堿基數目的1／3。第十七頁第十八頁，共29頁。總之，在轉錄和翻譯過程中，基因中的堿基數(指雙鏈)、RNA分子中的堿基數、蛋白質分子中的氨基酸數之比為6：3：1。見下圖第十八頁第十九頁，共29頁。有關計算的關系式可總結為：

蛋白質中肽鏈數+肽鍵數=氨基酸數=1/3mRNA堿基數=1/6基因中堿基數。因基因中存有啟動片段、終止片段等，實際上基因堿基數目和氨基酸數目的關系并不是很嚴格，因此一般命題中帶有“至少”或“最多”字樣。第十九頁第二十頁，共29頁。2.常見計算類型以DNA的堿基數、RNA的堿基數、密碼子數、反密碼子數、氨基酸數中的任一種或幾種為已知條件，計算其他數目。第二十頁第二十一頁，共29頁。3.解題方法三者的關聯計算，主要存在以下幾種情況：（1）在題目不做任何說明的情況下，就按以下規律計算：DNA堿基數＝2×mRNA堿基數＝6×密碼子數＝6×氨基酸數目（2）如果題目特別強調是真核生物的DNA，因為在轉錄后存在信息RNA的剪輯。要注意其DNA堿基數應該大于6×氨基酸數目，應根據題目具體情況具體解決。第二十一頁第二十二頁，共29頁。（3）在真核生物中，其基因中有外顯子和內含子之分，即氨基酸數與基因中的脫氧核苷酸數并不成一定的比例關系，題目中加了“至少”兩字后做了限定，相當于不存在內含子的計算。（4）無論真核生物還是原核生物，都要注意終止密碼子的存在，終止密碼子不編碼蛋白質，但占有DNA堿基數。（5）看清楚題目求的是氨基酸的種類還是氨基酸的個數。第二十二頁第二十三頁，共29頁。【例1】(2011·三亞模擬）下面為兩種不同的mRNA分子和兩種以它們為模板合成的蛋白質分子：在每一種蛋白質分子中可能存在氨基酸的種數為【典例導悟】mRNA蛋白質……AGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAGP……AAUCAAUCAAUCAAUCAAUCAAUCQ蛋白質P蛋白質QA14B13C24D23第二十三頁第二十四頁，共29頁。【解析】選C。蛋白質P對應的mRNA只有兩種密碼子(AGA、GAG)，所以存在的氨基酸種類數為2。蛋白質Q對應的mRNA有四種密碼子(AAU、CAA、UCA、AUC)，所以存在的氨基酸種類數為4。第二十四頁第二十五頁，共29頁。【例2】（2011·南通模擬）由n個堿基組成的基因，控制合成由一條多肽鏈組成的蛋白質，氨基酸的平均相對分子質量為a，則該蛋白質的相對分子質量最大為()A.na/6 B.na/3-18(n/3-1)C.na-18(n-1) D.na/6-18(n/6-1)第二十五頁第二十六頁，共29頁。【解析】選D。該基因共n個堿基，所以DNA單鏈有n/2個堿基，合成的mRNA最多有n/2個堿基，即最多有n/6個密碼子，所以該基因控制合成的蛋白質中最多有n/6個氨基酸，含一條肽鏈的蛋白質脫去的水分數為n/6-1，則該蛋白質的相對分子質量最大為na/6-18(n/6-1)。第二十六頁第二十七頁，共29頁。【例3】（2011·珠海模擬）氨基酸的平均相對分子質量為120，如有一個兩條鏈的多肽，相對分子質量是12276，合成這個多肽的氨基酸的數目和指導它合成的DNA分子脫氧核苷酸數目依次是()A．144,864B．144,432