高中生物必修一-蛋白質(zhì)的計算題歸析

高中生物必修一-蛋白質(zhì)的計算題歸析高中生物必修一-蛋白質(zhì)的計算題歸析高中生物必修一-蛋白質(zhì)的計算題歸析V:1.0精細整理，僅供參考高中生物必修一-蛋白質(zhì)的計算題歸析日期：20xx年X月高中生物必修一蛋白質(zhì)的計算題歸析

1.有關(guān)蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的計算例1組成生物體某蛋白質(zhì)的20種氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為128，一條含有100個肽鍵的多肽鏈的分子量為多少解析：在解答這類問題時，必須明確的基本關(guān)系式是：蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量＝氨基酸數(shù)×氨基酸的平均相對分子質(zhì)量脫水數(shù)×18（水的相對分子質(zhì)量）本題中含有100個肽鍵的多肽鏈中氨基酸數(shù)為：100＋1＝101，肽鍵數(shù)為100，脫水數(shù)也為100，則依上述關(guān)系式，蛋白質(zhì)分子量＝101×128100×18＝11128。變式1：組成生物體某蛋白質(zhì)的20種氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為128，則由100個氨基酸構(gòu)成的含2條多肽鏈的蛋白質(zhì)，其分子量為（）A.12800B.11018C.11036

D.8800解析：對照關(guān)系式，要求蛋白質(zhì)分子量，還應(yīng)知道脫水數(shù)。由于題中蛋白質(zhì)包含2條多肽鏈，所以，脫水數(shù)＝1002＝98，所以，蛋白質(zhì)的分子量＝128×10018×98＝11036，答案為C。

變式2：全世界每年有成千上萬人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鵝膏草堿就是一種毒菇的毒素，它是一種環(huán)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.

898C．

880

D.

862解析：所謂環(huán)肽即指由首尾相接的氨基酸組成的環(huán)狀的多肽，其特點是肽鍵數(shù)與氨基酸數(shù)相同。所以，鵝膏草堿的分子量=8×1288×18=880，答案為C。

2.有關(guān)蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水數(shù)的計算在解答這類問題時，必須明確的基本知識是蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水數(shù)的數(shù)量關(guān)系。基本關(guān)系式有：ｎ個氨基酸脫水縮合形成一條多肽鏈，則肽鍵數(shù)＝(ｎ1)個；ｎ個氨基酸脫水縮合形成ｍ條多肽鏈，則肽鍵數(shù)＝(ｎｍ)個；無論蛋白質(zhì)中有多少條肽鏈，始終有：脫水數(shù)＝肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)例2氨基酸分子縮合形成含2條肽鏈的蛋白質(zhì)分子時，相對分子量減少了900，由此可知，此蛋白質(zhì)分子中含有的氨基酸數(shù)和肽鍵數(shù)分別是（）A.52、52B.50、50C.52、50D.50、49解析：氨基酸分子形成蛋白質(zhì)時相對分子質(zhì)量減少的原因是在此過程中脫去了水，據(jù)此可知，肽鍵數(shù)＝脫水數(shù)＝900÷18＝50，依上述關(guān)系式，氨基酸數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＝50＋2＝52，答案為C。變式1：若某蛋白質(zhì)的分子量為11935，在合成這個蛋白質(zhì)分子的過程中脫水量為1908，假設(shè)氨基酸的平均分子量為127，則組成該蛋白質(zhì)分子的肽鏈有（）A.

1條

B.

2條C.

3條

D.

4條解析：據(jù)脫水量，可求出脫水數(shù)＝1908÷18＝106，形成某蛋白質(zhì)的氨基酸的分子質(zhì)量之和＝11935＋1908＝13843，則氨基酸總數(shù)＝13843÷127＝109，所以肽鏈數(shù)＝氨基酸數(shù)脫水數(shù)=109106＝3，答案為C。變式2：現(xiàn)有一分子式為C63H103O45N17S2的多肽化合物，已知形成該化合物的氨基酸中有一個含2個氨基，另一個含3個氨基，則該多肽化合物水解時最多消耗多少個水分子解析：本題首先要搞清楚，多肽水解消耗水分子數(shù)=多肽形成時生成水分子數(shù)；其次，要知道，要使形成多肽時生成的水分子數(shù)最多，只有當氨基酸數(shù)最多和肽鏈數(shù)最少兩個條件同時滿足時才會發(fā)生。已知的2個氨基酸共有5個N原子，所以剩余的12個N原子最多可組成12個氨基酸（由于每個氨基酸分子至少含有一個－NH2），即該多肽化合物最多可由14個氨基酸形成；肽鏈數(shù)最少即為1條，所以該化合物水解時最多消耗水分子數(shù)＝141＝13。變式3：已知氨基酸的平均分子量為128，測得某蛋白質(zhì)的分子量為5646，試判斷該蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)和肽鏈數(shù)依次是(

)

A.

51和1

B.

51和2

C.

44和1

D.

44和2解析：蛋白質(zhì)的分子量確定后，氨基酸的數(shù)量與肽鏈的數(shù)量存在著必然的函數(shù)關(guān)系，如設(shè)氨基酸的數(shù)量與肽鏈的條數(shù)分別為ｘ和ｙ，則有128ｘ18（ｘｙ）＝5646盡管1個方程包含2個未知數(shù)，但ｘ和ｙ必須都為符合題意的整數(shù)解，這樣可解得：x=51，y=2，答案為B。

3．有關(guān)蛋白質(zhì)中至少含有氨基數(shù)和羧基數(shù)的計算例3某蛋白質(zhì)分子含有4條肽鏈，共有96個肽鍵，則此蛋白質(zhì)分子中至少含有－COOH和－NH2的數(shù)目分別為(

)A.

4、100

B.

4、4C.

100、100

D.

96、96解析：以一條由n個氨基酸組成的肽鏈為例：在未反應(yīng)前，n個氨基酸至少含有的－COOH和－NH2的數(shù)目都為n(因每個氨基酸至少含有1個－COOH和1個－NH2)，由于肽鏈中包括(n1)個肽鍵，而形成1個肽鍵分別消耗1個－COOH和1個－NH2，所以共需消耗(n1)個－COOH和(n1)個－NH2，所以至少含有的－COOH和－NH2的數(shù)目都為1，與氨基酸R基團中－COOH和－NH2

的數(shù)目無關(guān)。本題中蛋白質(zhì)包含4條肽鏈，所以至少含有－COOH和－NH2的數(shù)目都為4，答案為B。變式：一個蛋白質(zhì)分子由四條肽鏈組成，364個氨基酸形成，則這個蛋白質(zhì)分子含有的－COOH和－NH2數(shù)目分別為(

)A.

366、366

B.

362、362C.

4、

4

D.

無法判斷

解析：本題與上題的不同之外在于要求出－COOH和－NH2的確切數(shù)目，所以必須知道氨基酸R基團中－COOH和－NH2

的具體數(shù)目，本題無從知曉，所以無法判斷，答案為D。

4．有關(guān)蛋白質(zhì)中氨基酸的種類和數(shù)量的計算例4今有一化合物，其分子式為C55H70O19N10，已知將它完全水解后只得到下列四種氨基酸：

⑴該多肽是多少肽⑵該多肽進行水解后，需

個水分子，得到

個甘氨酸分子，

個丙氨酸分子。解析：⑴從該多肽水解后得到的4種氨基酸的結(jié)構(gòu)式可以看出，每種氨基酸都僅含有一個N原子，而此多肽中共含有10個N原子，所以該多肽是由10個氨基酸縮合形成的，因而為10肽。⑵10肽水解顯然需要9個水分子。根據(jù)4種氨基酸的分子結(jié)構(gòu)，可分別寫出它們的分子式：甘氨酸為C2H5O2N，丙氨酸為C3H7O2N，苯丙氨酸為C9H11O2N，谷氨酸為C5H9O4N，由于該多肽形成時失去9個水分子，所以10個氨基酸中共有：C原子55個，H原子88個(70+2×9)，O原子28個(19+19×1)，N原子10個。設(shè)此多肽中這四種氨基酸的數(shù)目分別為a、b、c、d個，則有2a+3b+9c+5d=55，5a+7b+11C+9d=88，2a+2b+2c+4d=28，a+b+c+d=10。解得，a=1，b=2，即該多肽水解后得到1個甘氨酸分子，2個丙氨酸分子。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(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()

解析：據(jù)題意可知，短肽(包括二肽和多肽)的數(shù)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(shù)的最小值(即游離的氨基數(shù)量至少)為9個;由“肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)”，可得肽鍵總數(shù)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(shù)=失去的水分子數(shù)知，形成這些短肽需要的水分子數(shù)量(即消耗的水分子數(shù))是8個。警示：此題的關(guān)鍵是“分解成這些小分子肽所需的水分子總數(shù)”中的“分解成”，往往誤認為是“分解”從而導(dǎo)致出錯。雖然是一字之差，結(jié)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(z>12，w>13)，這條多肽鏈經(jīng)過水解后的產(chǎn)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(chǎn)物中天門冬氨酸的數(shù)目是()+12個+12個+13個D.(w-13)/2個解析：據(jù)題干提供的5種氨基酸，可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(jù)脫水縮合反應(yīng)前后的氧原子數(shù)守恒進行計算。設(shè)組成該多肽的天門冬氨酸為n個，則有：①反應(yīng)前氨基酸中的氧原子數(shù)=2×12(組成每分子多肽的氨基酸數(shù))+2×n(天門冬氨酸數(shù));②反應(yīng)后生成物中的氧原子數(shù)=w(多肽中氧原子數(shù))+11(脫下水中的氧原子數(shù))。所以，由“①=②”得:n=(w-13)/2。點撥：根據(jù)其他元素在反應(yīng)前后數(shù)量不變可以求出肽鏈中的另外幾種氨基酸的數(shù)目。本題也可以根據(jù)反應(yīng)前后各種原子個數(shù)不變，設(shè)5種氨基酸個數(shù)依次為m、n、o、p個，然后列方程組計算?？傊梦镔|(zhì)守恒的思想是解決此類問題的關(guān)鍵。答案：D例3.某條多肽的相對分子質(zhì)量為2778，若氨基酸的平均相對分子質(zhì)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()對堿基對堿基對堿基對堿基解析：本題考查了有關(guān)蛋白質(zhì)合成過程中與核酸相關(guān)問題的計算。DNA基因的堿基數(shù)(至少)：mRNA的堿基數(shù)(至少)：蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目=6(若為堿基對數(shù)則為3)：3：1，據(jù)題意，若求基因的長度首先應(yīng)計算出氨基酸的個數(shù)(設(shè)為n),則有n×110-(n-1)×18=2778，推出n=30，又因為題干中給出“考慮終止密碼子”，所以密碼子數(shù)為n+1=31個。綜上，在僅考慮基因中的編碼區(qū)編碼該多肽的基因長度至少是31×3=93對堿基。答案：D備注：把握中心法則及計算中的對應(yīng)關(guān)系，同時注意看清是堿基數(shù)，還是堿基對數(shù)的比值，是否考慮終止密碼，所求解的內(nèi)容示意為“最多”還是“至少”等等。一定要避免數(shù)量關(guān)系不清楚而出錯。三、技能提升訓(xùn)練1.如圖表示一個由153個氨基酸殘基構(gòu)成的蛋白質(zhì)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(gòu)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(chǎn)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，其中鵝膏草堿就是一種毒菇的毒素，它是一種環(huán)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.1024B.898C.880D.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(guān)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(zhuǎn)運RNA參與轉(zhuǎn)運相應(yīng)的氨基酸C.該多肽徹底水解可得到3個谷氨酸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(xué)家在世界上首次合成結(jié)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(zhì)，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(shù)目是()A.81個B.76個C.153個D.324個5