重點(diǎn)高中生物蛋白質(zhì)相關(guān)計算專題

1、重點(diǎn)咼中生物蛋白質(zhì)相關(guān)計算 專題作者:日期:“蛋白質(zhì)計算專題講練在高中生物學(xué)中，涉及蛋白質(zhì)各種因素之間的數(shù)量關(guān)系比擬復(fù)雜，是學(xué)生學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是高考的考點(diǎn)與熱點(diǎn)。因此，在復(fù)習(xí)時牢牢掌握氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式以及脫水 縮合反響的過程，恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用相關(guān)公式是解決問題的關(guān)鍵?，F(xiàn)將與蛋白質(zhì)相關(guān)的計算公式及典型例題歸析如下，以便復(fù)習(xí)參考。、有關(guān)蛋白質(zhì)計算的公式匯總規(guī)律1:有關(guān)氨基數(shù)和羧基數(shù)的計算-肽鍵數(shù);-肽鍵數(shù);至少含有的氨基至少含有的羧基蛋白質(zhì)中氨基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基上的氨基數(shù)=各氨基酸中氨基的總數(shù)蛋白質(zhì)中羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基上的羧基數(shù)=各氨基酸中羧基的總數(shù)在不考慮R基上的氨基數(shù)時，氨基酸脫水縮合

2、形成的一條多肽鏈中, 數(shù)為1,蛋白質(zhì)分子由多條肽鏈構(gòu)成，那么至少含有的氨基數(shù)等于肽鏈數(shù)；在不考慮R基上的羧基數(shù)時，氨基酸脫水縮合形成的一條多肽鏈中, 數(shù)為1,蛋白質(zhì)分子由多條肽鏈構(gòu)成，那么至少含有的羧基數(shù)等于肽鏈數(shù)。規(guī)律2 :蛋白質(zhì)中肽鍵數(shù)及相對分子質(zhì)量的計算蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)=水解消耗水分子數(shù)=氨基酸分子個數(shù)-肽鏈數(shù)；蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量 =氨基酸總質(zhì)量氨基酸分子個數(shù)x氨基酸平均相對分子質(zhì)量 -失水量18 x脫去的水分子數(shù)。注意：有時還要考慮其他化學(xué)變化過程， 口：二硫鍵一S S的形成等，在肽鏈上出現(xiàn)二硫鍵時，與二硫鍵結(jié)合的部位要脫去兩個H謹(jǐn)防疏漏。規(guī)律3 :有關(guān)蛋白質(zhì)中各原子

3、數(shù)的計算C原子數(shù)=肽鏈數(shù)+肽鍵數(shù)x 2+R基上的C原子數(shù)；H原子數(shù)=氨基酸分子個數(shù)+肽鏈數(shù)x 2+R基上的H原子數(shù)=各氨基酸中H原子的總 數(shù)-脫去的水分子數(shù)X 2;0原子數(shù)=肽鏈數(shù)X 2+肽鍵數(shù)+R基上的0原子數(shù)=各氨基酸中0原子的總數(shù)-脫去的水 分子數(shù)；N原子數(shù)=肽鏈數(shù)+肽鍵數(shù)+R基上的N原子數(shù)=各氨基酸中N原子的總數(shù)。注意：一個氨基酸中的各原子的數(shù)目計算： C原子數(shù)=R基團(tuán)中的C原子數(shù)+ 2;H 原子數(shù)=R基團(tuán)中的H原子數(shù)+ 4;0原子數(shù)=R基團(tuán)中的 0原子數(shù)+ 2;N原子數(shù)=R 基團(tuán)中的N原子數(shù)+ 1。規(guī)律4 :有關(guān)多肽種類的計算：假設(shè)有n 0 v nw 20種、m個氨基酸，任意排列構(gòu)成

4、多肽這里me n：假設(shè)每種氨基酸數(shù)目無限允許重復(fù)的情況下，可形成肽類化合物的種類：有nm種；假設(shè)每種氨基酸只有一個不允許重復(fù)的情況下，可形成肽類化合物的種類：有n Xn-1 X n-2X n-m+2 X n-m+1= “ L-種。規(guī)律5:蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目與核酸中堿基數(shù)的計算：DNA基因的堿基數(shù)至少：mRNA勺堿基數(shù)至少：氨基酸的數(shù)目=6: 3: 1;肽鍵數(shù)得失水?dāng)?shù)+肽鏈數(shù)=氨基酸數(shù)=DNA基因堿基數(shù)/6= mRNA堿基數(shù)/3。注意：解題時看清是堿基數(shù)還是堿基對數(shù)，二者關(guān)系為：堿基數(shù)=2X堿基對數(shù)； 對于真核生物而言，上式中的DNA片段相當(dāng)于基因編碼區(qū)中的外顯子；關(guān)于終止密碼子所占 的數(shù)量，假

5、設(shè)題目中沒有明確要求那么不做計算。特別提示：以上規(guī)律既適用于 “鏈狀肽的相關(guān)計算，也適用于“環(huán)狀肽的相關(guān)計算， 不過，假設(shè)為環(huán)狀肽，那么可視為公式中的肽鏈數(shù)等于零，再進(jìn)行相關(guān)計算。二、典型例題呈現(xiàn)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，那么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；

6、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(rèn)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 CxHyNzOwz12, w13,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C3H7NOS、丙氨酸C3H6NO、天門冬氨酸C4HN0、賴氨酸CH4N2O2、苯丙氨酸QHiNO。水解產(chǎn)物中天門冬氨酸的 數(shù)目是A y+12 個B z+12 個C w+13個D w-13/2 個解析

7、：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)脫水縮合反響 前后的氧原子數(shù)守恒進(jìn)行計算。設(shè)組成該多肽的天門冬氨酸為n個，那么有：反響前氨基酸中的氧原子數(shù)=2X 12 組成每分子多肽的氨基酸數(shù)+2X n 天門冬氨酸數(shù)；反響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“=得:n= w-13 /2。點(diǎn)撥：根據(jù)其他元素在反響前后數(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)反響前

8、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、0、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，假設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為110,如考慮終止密碼子，那么編碼該多肽的基因長度至少是A. 75對堿基B . 78對堿基C. 90對堿基D . 93對堿基解析：此題考查了有關(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勺堿基數(shù)至少：蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目= 6 假設(shè)為堿基對數(shù)那么為 3: 3: 1, 據(jù)題意，假設(shè)求基因的長度首先應(yīng)計算出氨基酸的個數(shù)設(shè)為n,那么有n x 110-n-1 x18=2

9、778,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+仁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 x 3=93對堿基。答案：D備注：把握中心法那么及計算中的對應(yīng)關(guān)系，同時注意看清是堿基數(shù)， 還是堿基對數(shù)的比量關(guān)系不清楚而出錯。三、技能提升訓(xùn)練值，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。一定要防止數(shù)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。以下表達(dá)正確的選項是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

10、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。假設(shè)20種氨基酸的平均分子量為128，那么鵝膏草堿的分子量約為A.1024B .898C. 880D.8623. 有一多肽，其分子式是 G5H70O9N10,將其徹底水解后，只得到以下四種氨基酸：谷 氨酸GHON、丙氨酸GHQN、谷氨酸GHON和苯丙氨酸QH11QN。以下有關(guān) 該多肽的表達(dá)中，正確的選項是A.該多肽是九肽A%i! L三呂鏈B. 該多肽在脫水縮合過程中一定是4種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA參與轉(zhuǎn)運(yùn)相應(yīng)的氨基酸C. 該多肽徹底水解可得到3個谷氨酸D. 4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)，假假設(shè)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. 胰島素是一種蛋白質(zhì)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