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1、蛋白质的相关计算现在学习的是第1页，共27页蛋白质的相关计算蛋白质的相关计算1-5 蛋白质的相关计算蛋白质的相关计算现在学习的是第2页，共27页在氨基酸形成蛋白在氨基酸形成蛋白质过程中存在着氨基酸数、程中存在着氨基酸数、肽键数、数、脱去水分子数、脱去水分子数、肽链条数等的数量条数等的数量对应关系；在关系；在DNA控控制合成蛋白制合成蛋白质的的过程中存在着程中存在着DNA的碱基、的碱基、RNA的碱基的碱基及氨基酸数目之及氨基酸数目之间的数量的数量对应关系。关系。这些数量关系的些数量关系的计算算历年来都是高考的重点；如果掌握不牢固也是很多学生的年来都是高考的重点；如果掌握不牢固也是很多学生的失分点
2、。下面我失分点。下面我们就从就从这两个方面两个方面进行重点突破行重点突破讲解。解。现在学习的是第3页，共27页一、氨基酸、肽键、肽链、水分子、蛋白质相对一、氨基酸、肽键、肽链、水分子、蛋白质相对 分子量的相关计算分子量的相关计算【理理论阐释】1.1.知知识背景背景 氨基酸是氨基酸是组成蛋白成蛋白质的基本的基本单位。由两个氨基酸分子位。由两个氨基酸分子缩合合形成的化合物叫做二形成的化合物叫做二肽。其中，。其中，连接两个氨基酸分子的化学接两个氨基酸分子的化学键(NHCO)叫做叫做肽键。由多个不同种。由多个不同种类的氨基酸分子的氨基酸分子缩合而合而成的化合物叫做多成的化合物叫做多肽；多；多肽通常呈通
3、常呈链状状结构，叫做构，叫做肽链。肽链进一步加工，一步加工，则形成蛋白形成蛋白质。现在学习的是第4页，共27页氨基酸、多氨基酸、多肽肽、肽键肽键、肽链肽链和蛋白和蛋白质质的关系可的关系可归纳归纳成下成下图图：现在学习的是第5页，共27页2.2.常常见计见计算算类类型型（1 1）多）多肽肽中氨基数和中氨基数和羧羧基数及基数及N N、H H、O O原子数的原子数的计计算算（2 2）氨基酸、）氨基酸、肽键肽键数、失去水分子数、及数、失去水分子数、及肽链肽链条数的相关条数的相关计计算算（3 3）蛋白）蛋白质质相相对对分子分子质质量的量的计计算算现在学习的是第6页，共27页3.3.解解题题方法方法（1
4、1）多）多肽肽中氨基数和中氨基数和羧羧基数及基数及N N、H H、O O原子数的原子数的计计算算规规律律 由脱水由脱水缩合合过程知：每两个氨基酸分子脱去一个水分程知：每两个氨基酸分子脱去一个水分子形成一个子形成一个肽键，每形成一个，每形成一个肽键就相就相应的破坏一个氨基的破坏一个氨基和一个和一个羧基。每形成一个水分子也会使原来的基。每形成一个水分子也会使原来的H和和O原子原子数目数目发生相生相应变化。在形成的化合物中，有以下化。在形成的化合物中，有以下规律：律：现在学习的是第7页，共27页一条多一条多肽链中最少有一个游离的氨基和一个游离的中最少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，由基，由n条条肽
5、链组成的蛋白成的蛋白质中，最少有中，最少有n个游离的氨基和个游离的氨基和n个游离的个游离的羧基。基。氨基数氨基数肽链数数R基上的氨基数各氨基酸中氨基基上的氨基数各氨基酸中氨基总数数肽键数数羧基数基数肽链数数R基上的基上的羧基数各氨基酸中基数各氨基酸中羧基基总数数肽键数数N原子数原子数肽键数数肽链数数R基上基上N原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中N的的总数数O原子数原子数肽键数数肽链数数 2 R基上的基上的O原子数各氨基原子数各氨基酸中酸中O的的总数脱去水分子数数脱去水分子数H原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中H的的总数脱水数数脱水数 2现在学习的是第8页，共27页（2 2）氨基酸、）氨基酸、肽键肽
6、键数、失去水分子数及数、失去水分子数及肽链肽链条数的相关条数的相关计计算算规规律律由氨基酸分子脱水由氨基酸分子脱水缩合合过程可知，若程可知，若该蛋白蛋白质只有一条只有一条肽链，肽链形成形成过程中每形成一个程中每形成一个肽键，就同，就同时失去一分子水，失去一分子水，即形成的即形成的肽键数数=失去的水分子数失去的水分子数=氨基酸数目氨基酸数目-1；m个氨基酸分子形成一个由个氨基酸分子形成一个由n条条肽链组成的蛋白成的蛋白质时，脱去，脱去的水分子数和形成的的水分子数和形成的肽键数数为m-n。蛋白。蛋白质或多或多肽水解形成水解形成氨基酸氨基酸时，需要的水分子数与其形成，需要的水分子数与其形成时失去的水
7、分子数相等，失去的水分子数相等，即即m-n。现在学习的是第9页，共27页（3 3）蛋白）蛋白质质相相对对分子分子质质量的量的计计算算规规律律蛋白蛋白质的相的相对分子分子质量氨基酸的相量氨基酸的相对分子分子质量量总和和-失去失去的水分子的相的水分子的相对分子分子质量量总和。即若氨基酸的平均相和。即若氨基酸的平均相对子子质量量为a，该蛋白蛋白质由由m个氨基酸个氨基酸缩合形成，共有合形成，共有n条条肽链，则该蛋白蛋白质的相的相对分子分子质量量为：ma-(m-n)18。综上所述，由氨基酸的脱水上所述，由氨基酸的脱水缩合合过程可程可总结如下如下规律：（律：（仅指直指直链多多肽）现在学习的是第10页，共2
8、7页一条肽链（一条肽链（R R基中基中N N、O O原原子数分别为子数分别为x x、y y）n n条肽链条肽链氨基酸平均相对分子质量氨基酸平均相对分子质量a aa a氨基酸氨基酸(平均含平均含H H数目为数目为b)b)数目数目m mm m肽键数目肽键数目m-1m-1m-nm-n脱去水分子数目脱去水分子数目m-1m-1m-nm-n肽链肽链(或蛋白质或蛋白质)的相对分子质量的相对分子质量ma-18(m-1)ma-18(m-1)ma-18(m-n)ma-18(m-n)氨基数目氨基数目至少一个（至少一个（R R基上还可能基上还可能含有氨基）含有氨基）至少至少n n个个羧基数目羧基数目至少一个（至少一个
9、（R R基上还可能基上还可能含有羧基）含有羧基）至少至少n n个个N N原子数原子数m+xm+xO O原子数原子数m+1+ym+1+yH H原子数原子数m mb b2(m-1)2(m-1)现在学习的是第11页，共27页注意：注意：如果如果n个氨基酸形成若干个个氨基酸形成若干个环状多状多肽，则蛋白蛋白质分子形分子形成成过程中程中肽键数目等于氨基酸数目，可表示数目等于氨基酸数目，可表示为：失去水分子数：失去水分子数肽键数氨基酸数氨基酸总数数环状状肽Aa1、Aa2、Aa6表示表示6种氨基酸，它种氨基酸，它们相互相互缩合形成合形成的的环状状肽如如图所示：所示：现在学习的是第12页，共27页由由图图示可
10、知：示可知：肽键肽键数数=脱去水分子数脱去水分子数=氨基酸氨基酸总总数数 环环状状肽肽主主链链中无氨基和中无氨基和羧羧基，基，环环状状肽肽中氨基或中氨基或羧羧基数取决于基数取决于构成构成环环状状肽肽的氨基酸的氨基酸R R基基团团中的氨基和中的氨基和羧羧基的数目。基的数目。现在学习的是第13页，共27页1 1多多肽肽中氨基数和中氨基数和羧羧基数及基数及N N、H H、O O原子数的原子数的计计算算【例例1 1】（20092009上海高考）上海高考）某蛋白某蛋白质质由由m m条条肽链肽链、n n个氨基酸个氨基酸组组成。成。该该蛋白蛋白质质至少含有氧原子的个数是至少含有氧原子的个数是A An-m B
11、n-m Bn-2m Cn-2m Cn+m Dn+m Dn+2mn+2m【典例典例导导悟悟】现在学习的是第14页，共27页【解析解析】选C。本。本题考考查脱水脱水缩合后合后O原子数目的原子数目的计算。可以用我算。可以用我们前面前面讲解的解的规律律进行行计算。算。方法一方法一：由氨基酸的：由氨基酸的结构通式可知一个氨基酸至少有两个构通式可知一个氨基酸至少有两个O，形成蛋白，形成蛋白质缩合合过程中要脱掉水，每个水分中都有一个程中要脱掉水，每个水分中都有一个O原子，可以用下列公式原子，可以用下列公式O原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中O的的总数脱去水分子数，也就是数脱去水分子数，也就是2n-(n-m)=
12、n+m。方法二方法二：O原子数原子数肽键数数+肽链数数 2+R基上的基上的O原子数。原子数。肽键数等于氨基数等于氨基酸数减去酸数减去肽链条数即（条数即（n-m）。）。肽链数是数是m。由于。由于该题设问的是蛋白的是蛋白质至少含有的至少含有的O原子的个数，所以，可以考原子的个数，所以，可以考虑R基上没有基上没有O原子。原子。所以本所以本题答案是（答案是（n-m）+m2+0=n+m。现在学习的是第15页，共27页2 2氨基酸、氨基酸、肽键肽键数、失去水分子数及数、失去水分子数及肽链肽链条数的相关条数的相关计计算算【例例2 2】某某2222肽肽被水解成被水解成1 1个个4 4肽肽,2,2个个3 3肽肽
13、,2,2个个6 6肽肽，则这则这些短些短肽肽的的氨基氨基总总数的最小数的最小值值及及肽键总肽键总数依次是数依次是A.6 18 B.5 18 C.5 17 D.6 17A.6 18 B.5 18 C.5 17 D.6 17【解析解析】选C。本。本题考考查蛋白蛋白质的合成的合成过程中氨基酸、程中氨基酸、肽键、氨、氨基数目的基数目的计算。算。氨基酸通氨基酸通过脱水脱水缩合形成多合形成多肽，每一条多，每一条多肽链上至少含有一个上至少含有一个游离的氨基和一个游离的游离的氨基和一个游离的羧基；含有的基；含有的肽键数氨基酸数氨基酸总数数-1,根据根据题目目给出的条件可知：出的条件可知：5个多个多肽至少含有至
14、少含有5个游离的氨基和个游离的氨基和17个个肽键。现在学习的是第16页，共27页3 3蛋白蛋白质质相相对对分子分子质质量的量的计计算算【例例3 3】组组成生物体某蛋白成生物体某蛋白质质的的2020种氨基酸的平均相种氨基酸的平均相对对分分子子质质量量为为128128，则则由由100100个氨基酸构成的含个氨基酸构成的含2 2条多条多肽链肽链的蛋的蛋白白质质，其分子量，其分子量为为A.12800A.12800 B.11018B.11018C.11036C.11036 D.8800D.8800【解析解析】选C。本。本题考考查蛋白蛋白质相相对分子量的分子量的计算。算。对照照关系式，要求蛋白关系式，要求
15、蛋白质分子量，分子量，还应知道脱水数。由于知道脱水数。由于题中中蛋白蛋白质包含包含2条多条多肽链，所以，脱水数，所以，脱水数100-2=98，所以，所以，根据前面蛋白根据前面蛋白质相相对分子量的分子量的计算公式知：蛋白算公式知：蛋白质的分子的分子量量=128100-1898=11036，答案，答案为C。现在学习的是第17页，共27页二、氨基酸数目与二、氨基酸数目与mRNAmRNA及及DNADNA中碱基数量之间的中碱基数量之间的计算计算蛋白蛋白质是生命性状的体是生命性状的体现者，它是在者，它是在DNA的控制下，的控制下，经过转录、翻、翻译过程程形成的，蛋白形成的，蛋白质的的氨基酸数目和氨基酸数目
16、和DNA、RNA的碱基数目之的碱基数目之间存在一定的存在一定的规律，律，其其过程如程如图：【理理论阐释论阐释】1.1.知知识识背景背景现在学习的是第18页，共27页碱基与氨基酸之碱基与氨基酸之间间的数量关系如下：的数量关系如下：(1)转录时，组成基因的两条成基因的两条链只有一条只有一条链能能转录，另一条，另一条链则不能不能转录。因此。因此转录形成的形成的RNA分子中碱基数目是基分子中碱基数目是基因中碱基数目的因中碱基数目的l2。(2)翻翻译过程中，信使程中，信使RNA中每中每3个碱基决定一个氨基酸，所以个碱基决定一个氨基酸，所以经翻翻译合成的蛋白合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使分子中的氨基
17、酸数目是信使RNA碱基数目碱基数目的的13。现在学习的是第19页，共27页 总总之，在之，在转录转录和翻和翻译过译过程中，基因中的碱基数程中，基因中的碱基数(指双指双链链)、RNARNA分子中的碱基数、蛋白分子中的碱基数、蛋白质质分子中的氨基酸数之分子中的氨基酸数之比比为为6 6：3 3：1 1。见见下下图图现在学习的是第20页，共27页有关有关计计算的关系式可算的关系式可总结为总结为：蛋白蛋白质中中肽链数数+肽键数数=氨基酸数氨基酸数=1/3mRNA碱基数碱基数=1/6基基因中碱基数。因中碱基数。因基因中存有启因基因中存有启动片段、片段、终止片段等，止片段等，实际上基因碱基数目和上基因碱基数
18、目和氨基酸数目的关系并不是很氨基酸数目的关系并不是很严格，因此一般命格，因此一般命题中中带有有“至少至少”或或“最多最多”字字样。现在学习的是第21页，共27页2.2.常常见计见计算算类类型型以以DNA的碱基数、的碱基数、RNA的碱基数、密的碱基数、密码子数、反密子数、反密码子数、氨基酸数中的任一种或几种子数、氨基酸数中的任一种或几种为已知条件，已知条件，计算其算其他数目。他数目。现在学习的是第22页，共27页3.3.解解题题方法方法三者的关三者的关联计联计算，主要存在以下几种情况：算，主要存在以下几种情况：（1）在）在题目不做任何目不做任何说明的情况下，就按以下明的情况下，就按以下规律律计算
19、：算：DNA碱基数碱基数2mRNA碱基数碱基数6密密码子数子数6氨基酸数目氨基酸数目（2）如果）如果题目特目特别强调是真核生物的是真核生物的DNA，因，因为在在转录后存在后存在信息信息RNA的剪的剪辑。要注意其。要注意其DNA碱基数碱基数应该大于大于6氨基酸数目，氨基酸数目，应根据根据题目具体情况具体解决。目具体情况具体解决。现在学习的是第23页，共27页（3）在真核生物中，其基因中有外）在真核生物中，其基因中有外显子和内含子之分，即子和内含子之分，即氨基酸与基因中的脱氧核苷酸数并不成一定的比例关系，氨基酸与基因中的脱氧核苷酸数并不成一定的比例关系，题目中加了目中加了“至少至少”两字后做了限定
20、，相当于不存在内含子的两字后做了限定，相当于不存在内含子的计算。算。（4）无）无论真核生物真核生物还是原核生物，都要注意是原核生物，都要注意终止密止密码子的存子的存在，在，终止密止密码子不子不编码蛋白蛋白质，但占有，但占有DNA碱基数。碱基数。（5）看清楚）看清楚题目求的是氨基酸的种目求的是氨基酸的种类还是氨基酸的个数。是氨基酸的个数。现在学习的是第24页，共27页【例例1 1】(2010(2010汕头模拟）汕头模拟）已知已知AUG AUG、GUGGUG为为起始密起始密码码，UAA UAA、UGA UGA、UAGUAG为终为终止密止密码码。某信使。某信使RNARNA的碱基排列的碱基排列顺顺序如
21、下：序如下：AUUCGAUGAC(40AUUCGAUGAC(40个碱基个碱基)CU)CUCUAGAUCUCUAGAUCU。此信使。此信使RNARNA控制合成的蛋白控制合成的蛋白质质含氨含氨基酸的个数基酸的个数为为：A.20 A.20 个个 B.17B.17个个 C.16C.16个个 D.15D.15个个【典例典例导导悟悟】现在学习的是第25页，共27页【解析解析】选C。处理有关翻理有关翻译的的问题，首先要找到，首先要找到“起始起始码（AUG、GUG）”和和“终止止码（UAA、UAG、UGA）”。起始起始码有相有相应的氨基酸，的氨基酸，终止止码不不对应氨基酸。本氨基酸。本题碱基序碱基序列中，从开
22、始数，列中，从开始数，6、7、8三个碱基即三个碱基即“AUG”就是起始密就是起始密码；倒数倒数7、6、5三碱基即三碱基即“UAG”就是就是终止密止密码。从正数。从正数6号碱基号碱基到倒数到倒数8号碱基，正好号碱基，正好40+5+3=48个碱基。个碱基。483=16（个）（个）现在学习的是第26页，共27页【例例2 2】（20102010徐州模拟）徐州模拟）已知已知AUGAUG、CUGCUG为为起始密起始密码码子，子，UAAUAA、UGAUGA、UAGUAG为终为终止密止密码码子。假子。假设编码设编码某多某多肽肽分子的基因中一条分子的基因中一条链链的碱基排列的碱基排列顺顺序序为为ACCACGACTACCACGACTAGGAACTTCGAT(AGGAACTTCGAT(其中其中“”表示省略了表示省略了214214个碱基，并且不含有个碱基，并且不含有编码终编码终止密止密码码的序列的序列)，若以此，若以此链为链为模板模板转录转录，最，最终终形成的多形成的多肽肽分子中分子中肽键肽键的数目最多是的数目最多是 A A74 B74 B75 C75 C77 D77 D7878现在学习的是第27页，共27页