蛋白质计算题

蛋白质计算题

计算题是生物高考的常见题型之一，蛋白质中氨基酸、氨基、羧基、肽链、肽键脱水数、相对分子质量等各种因素之间的数量关系复杂，为蛋白质类计算题的命制提供了很好的素材，现对此归类解析。
一、有关蛋白质中氨基酸分子式的计算
例1.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（C2H5O2）和半胱氨酸缩合而成，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)。
参考答案：C
点拨：掌握氨基酸分子的结构通式以及脱水缩合反应的过程是解决此类计算题的关键。
二、有关蛋白质中肽键数及脱下水分子数的计算
例2. 人体内的抗体IgG是一种重要的免疫球蛋白，由4条肽链构成，共有m个氨基酸，则该蛋白质分子有肽键数( )
A.m 个 B. (m+1)个 C.(m-2)个 D.(m-4)个
参考答案：D
点拨：m个氨基酸分子脱水缩合成n条多肽链时,要脱下(m-n)个水分子,同时形成(m-n)个肽键,可用公式表示为:脱下 的水分子数=肽键数目=氨基酸数-肽链数.
三、有关蛋白质中游离的氨基或羧基数目的计算
1.至少含有的游离氨基或羧基数目
例3.人体内的抗体IgG是一种重要的免疫球蛋白，由4条肽链构成，共有764个氨基酸，则该蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧基的个数分别是（）
A. 764、 764 B. 760 、760 C. 762、 762 D. 4 、4
解析：由氨基酸的通式可知每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基（R基上也可能含有氨基和羧基）。氨基酸脱水缩合形成多肽时，参与形成肽键的氨基和羧基不再称为游离的氨基和羧基，故任一多肽链至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基且分别位于首尾两端。该蛋白质由4条肽链组成，应至少含有4个游离的氨基和4个游离的羧基。
参考答案：D
点拨：审题时要注意对题干中关键词（如“至少”和“游离”）的理解。
2. 含有的游离氨基或羧基数目
例4. 现有1000个氨基酸,其中氨基有1020个,羧基有1050个,则由此合成的4条肽链中游离的氨基、羧基的数目分别是( )
A. 1010、1046 B.4 、4 C.24 、54 D.1024 、1054
解析：每条肽链中至少含有1个氨基或羧基,面1000个氨基酸中含有氨基1020个、羧基1050个,说明多出来的20个氨基和50个羧基存在于R基中,故由此合成的4条肽链中游离的氨基、羧基的数目分别是20+4=24,50+4=54.
参考答案：C
点拨：蛋白质中含有的游离氨基或羧基数目=

蛋白质计算题

肽链条数+R基中含有的氨基或羧基数.
四、有关蛋白质中氨基酸数目的计算
1.氨基酸总数的计算
例5. 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.
参考答案：B
点拨:解题时,在蛋白质的相对分子质量、氨基酸的数目、肽链条数之间建立函数关系.蛋白质的相对分子质量=氨基酸的数目×氨基酸的平均相对分子质量-脱下的水分子数×18; 氨基酸的数目=水分子数+肽链条数.
1.某种氨基酸数目的计算
例6. 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（C3H7NO2）、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原子守恒可得：（10－x）2+4x=19+9，解方程得x＝4。
参考答案：A
点拨：利用氨基酸脱水缩合前后某些特定原子数目的守恒是解决此类计算题的突破口。
五、有关蛋白质的相对分子质量的计算
例7. 已知20种地氨基酸的平均相对分子质量为128,某蛋白质分子由两条肽链组成,共有肽键98个, 该当蛋白质的相对分子质量最接近于( )
A、12800 B、12544 C、11036 D 、12888
解析：根据蛋白质中肽键数=氨基酸-肽链数,可推知氨基酸的数目为98+2=100,在此蛋白质的形成过程中失去的水分子数为98.所以该当蛋白质的相对分子质量=128×100-18×98=11036.
参考答案：C
点拨：蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸的平均相对分子质量-脱下的水分子数×18.
六、有关蛋白质种类的计算
例8.由4种氨基酸(每种氨基酸数量不限)最多能合成不同结构的三肽有( )
A、4种 B、43种 C、34种 D 、12种
解析：造成多肽结构不
同的因素有氨基酸的种类、数目和排列顺序, 由4种氨基酸合成三肽时,三肽的第一个位置上的氨基酸有4种可能,第二第三个位置上的氨基酸也有4种可能,因此, 最多能合成不同结构的三肽有4×4×4=43种.
参考答案：B
点拨：解题是注意关键词,准确理解题目的含义.若A、B

蛋白质计算题

、C……n种氨基酸,每种氨基酸数目不限的情况下,可形成m肽种类为nm种.
七、有关氨基酸数mRNA和DNA中碱基数关系的计算
例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 ( )
A、3000个和3000个 B、3000个和6000 个
C、1000个和4000个 D 、1000个和3000个
解析：DNA分子通过解旋,由其中的一条链为模板转录形成mRNA;在翻译时,mRNA上3个碱基决定1个氨基酸,故DNA中碱基数: mRNA中碱基数:蛋白质中氨基酸数=6:3:1.
参考答案：B
点拨：掌握基因控制蛋白质合成的过程,理顺DNA 、mRNA和蛋白质之间的关系是解题的前题. DNA(基因)中碱基数: mRNA中碱基数:蛋白质中氨基酸数=6:3:1.对于真核生物而言,上式中的DNA片段相当于基因编码区中的外显子.

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