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1、专题一蛋白质的相关计算技法点拨专题集训 与蛋白质相关的计算题，题型较多，难度较大。但总体与蛋白质相关的计算题，题型较多，难度较大。但总体上可分为三种类型，且每类题型都有相应解题策略。如下表：上可分为三种类型，且每类题型都有相应解题策略。如下表：题目类型题目类型解题策略解题策略有关蛋白质的相对分子质量、氨有关蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、氨基数、羧基数、肽链基酸数、氨基数、羧基数、肽链数、肽键数、脱水数的计算数、肽键数、脱水数的计算列方程求解列方程求解蛋白质蛋白质(或多肽或多肽)中原子数计算中原子数计算用原子守恒解答用原子守恒解答多肽种类计算多肽种类计算用数学中用数学中“排列组合排列组合”解答
2、解答一、蛋白质中氨基酸、氨基、羧基、肽链、肽键、脱水一、蛋白质中氨基酸、氨基、羧基、肽链、肽键、脱水 数及蛋白质的相对分子质量的计算数及蛋白质的相对分子质量的计算知识必备知识必备 可将肽链看作可将肽链看作“C”与与“CONH”交替连接构成交替连接构成的基本骨架，在的基本骨架，在“C”上连接着上连接着R基和基和H，在肽链的两端分，在肽链的两端分别游离着别游离着“NH2”和和“COOH”，如下图所示：，如下图所示：规律方法规律方法 结合上面的示意图，可以得出如下规律：结合上面的示意图，可以得出如下规律：(1)缩合时脱去的水分子数肽键数氨基酸数肽链数。缩合时脱去的水分子数肽键数氨基酸数肽链数。(2)
3、蛋白质中氨蛋白质中氨(羧羧)基数肽链数基数肽链数R基上的氨基上的氨(羧羧)基数各基数各 氨基酸中氨氨基酸中氨(羧羧)基的总数肽键数。基的总数肽键数。 注意：如果不考虑注意：如果不考虑R基上的氨基上的氨(羧羧)基数，一条多肽链中，基数，一条多肽链中， 至少含有一个氨至少含有一个氨(羧羧)基；若蛋白质分子由多条肽链构成，基；若蛋白质分子由多条肽链构成， 则至少含有的氨则至少含有的氨(羧羧)基数等于肽链数。基数等于肽链数。(3)蛋白质的相对分子质量氨基酸总相对分子质量蛋白质的相对分子质量氨基酸总相对分子质量(氨基酸氨基酸 个数个数氨基酸平均相对分子质量氨基酸平均相对分子质量)失水量失水量(18脱去的
4、水分脱去的水分 子数子数)。 注意：有时还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现注意：有时还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现 二硫键二硫键(SS)时，要再减去时，要再减去2(即两个即两个H)。(4)若为环状多肽，则可将公式中的肽链数视为零，再进行若为环状多肽，则可将公式中的肽链数视为零，再进行 相关计算。相关计算。例例1(2012衡水质检衡水质检)已知氨基酸的平均相对分子质量为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，测得某蛋白质的相对分子质量为5 646，则组成该蛋白，则组成该蛋白质的氨基酸数、肽链数以及至少游离的氨基数分别为质的氨基酸数、肽链数以及至少游离的氨基
5、数分别为()A51、1、51B51、2、2C51、2、51 D44、2、2解析解析解题时可采用解题时可采用“列方程求解列方程求解”的方法。设氨基酸数的方法。设氨基酸数为为n，肽链数为，肽链数为x，则，则n1285 646(nx)18，化简得，化简得110n18x5 646。当。当x1时，时，n51.16；当；当x2时，时，n51。因此只有。因此只有B、C项的数值符合氨基酸数和肽链数。又知项的数值符合氨基酸数和肽链数。又知两条肽链上至少游离着两条肽链上至少游离着2个氨基，故个氨基，故B项正确。项正确。答案答案B二、多肽中各原子数的计算二、多肽中各原子数的计算知识必备知识必备 氨基酸的结构通式是解
6、答此类题目的突破口。在一个氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑氨基酸中，若不考虑R基，至少含有基，至少含有2个碳原子、个碳原子、2个氧原子、个氧原子、4个氢原子和个氢原子和1个氮原子。而脱水缩合形成多肽时，要失去部个氮原子。而脱水缩合形成多肽时，要失去部分水分子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。分水分子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。规律方法规律方法(1)碳原子数氨基酸的分子数碳原子数氨基酸的分子数2R基上的碳原子数；基上的碳原子数；(2)氢原子数各氨基酸中氢原子的总数脱去的水分子数氢原子数各氨基酸中氢原子的总数脱去的水分子数 2；(3)氧原子数各氨基酸中氧原
7、子的总数脱去的水分子数；氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数；(4)氮原子数肽链数肽键数氮原子数肽链数肽键数R基上的氮原子数各氨基上的氮原子数各氨 基酸中氮原子的总数；基酸中氮原子的总数；(5)(5)由于由于R R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因 此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基 酸的分子式或氨基酸个数最为简便。酸的分子式或氨基酸个数最为简便。解析解析依据题干中提供的信息，可以发现每种氨基酸只有一依据题干中提供的信息，可以发现每种氨基酸只有一个氨基，故根据该肽链分子式中的个氨
8、基，故根据该肽链分子式中的N原子的个数可知，一共原子的个数可知，一共由由6个氨基酸组成，脱水缩合时，将产生个氨基酸组成，脱水缩合时，将产生5个水分子；一种氨个水分子；一种氨基酸至少对应一种基酸至少对应一种tRNA,3种氨基酸至少对应种氨基酸至少对应3种种tRNA；根据；根据元素守恒的规律及脱水缩合的特点，可以元素守恒的规律及脱水缩合的特点，可以O原子个数为依据原子个数为依据求出谷氨酸数：设谷氨酸共有求出谷氨酸数：设谷氨酸共有a个，根据个，根据O元素守恒，元素守恒，13a2625，a3；肽链的主链上一端是一个游离的氨基，；肽链的主链上一端是一个游离的氨基，另一端是一个游离的羧基，另外另一端是一个
9、游离的羧基，另外3个谷氨酸的个谷氨酸的R基上还带有基上还带有3个游离的羧基，因此该肽链上一共有个游离的羧基，因此该肽链上一共有4个游离的羧基。个游离的羧基。答案答案AD三、多肽种类的计算三、多肽种类的计算知识必备知识必备 多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。对多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。对于氨基酸数目相同的多肽来说，则取决于氨基酸的种类和排于氨基酸数目相同的多肽来说，则取决于氨基酸的种类和排列顺序。列顺序。 可以借助下面的示意图可以借助下面的示意图( 代表要安放的氨基酸的代表要安放的氨基酸的位置位置)，结合数学中，结合数学中“排列组合排列组合”的相关知识，的相关知识
10、， 推导出相关的推导出相关的计算规律。计算规律。(以以20种氨基酸形成的四肽化合物为例种氨基酸形成的四肽化合物为例)规律方法规律方法(1)若每种氨基酸数目无限，可形成肽类化合物的种类有若每种氨基酸数目无限，可形成肽类化合物的种类有204 种种(即即1号位置安放氨基酸的情况有号位置安放氨基酸的情况有20种，种，2、3、4号也是号也是 如此，即如此，即20202020204种种)。(2)若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有 (20191817)种种即即1号位置安放氨基酸的情况有号位置安放氨基酸的情况有20种，种， 2号位置安放的氨基酸只能在剩
11、余的号位置安放的氨基酸只能在剩余的19种中选择种中选择即即 (20191817)种种。例例3现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸，种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分种氨基酸的三肽种类分别最多有别最多有 ()A9种，种，9种种 B6种，种，3种种C18种，种，6种种 D27种，种，6种种解析解析由上述由上述“规律规律(1)”很容易计算出足量的很容易计算出足量的3种氨基酸构种氨基酸构成的三肽有成的三肽有3327种。对于包含种。对于包含3种氨基酸的三肽种类的种氨基酸的三肽种类的理解，可借用示意图理解，可借用示意图“”来分析，即第一个位来分析，即第一个位置的氨基酸有置的氨基酸有3种情况，第二个位置只能从另种情况，第二个位置只能从另2种氨基酸种氨基酸中任选中任选1种，第三个位置只能安放剩余的种，第三个位置只能安放剩余的1种，虽然这种，虽然这3种氨基酸足量，但是仍需按种氨基酸足量，但是仍需按“规律规律(2)”计算，即计算，即3216种。种。答案答案D点击此图进入点击此图进入