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1、word 专业资料-可复制编辑-欢迎下载 专题培优课解答蛋白质计算题的三把“金钥匙”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：题目类型 解题策略 蛋白质(或多肽)中原子数计算 用原子守恒解答 多肽种类计算 用数学中“排列组合”解答 基因表达中氨基酸与 DNA、RNA 中碱基数的关系 用比例关系解答 一、多肽中各原子数的计算 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 R 基，至少含有 2 个碳原子、2 个氧原子、4 个氢原子和 1 个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分 H、O 原子，但是碳原子、氮原子的数目
2、不会减少。其相关数量关系如下：(1)碳原子数氨基酸的分子数2R 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2。(3)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R 基上的氮原子数各氨基酸中氮原子的总数。(5)由于 R 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，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。(6)含 2 个氨基的氨基酸数N 原子数肽键数1。(7)含 2 个羧基的氨基酸数为：O原子数肽键数22。例 1 某多肽链为 199 肽，其分子式为 CxHyNaObS2(a199、b200)，并且由下列 5 种
3、氨基酸组成。那么该多肽彻底水解后将会分别得到赖氨酸、天冬氨酸的个数为()Aa199、(b200)/2 Ba200、b200 Ca199、(b199)/2 Da200、(b200)/2 word 专业资料-可复制编辑-欢迎下载 解析 从题意知该多肽为 199 肽，则它是由 199 个氨基酸组成的；又知该多肽分子式为 CxHyNaObS2，其中 N 有a个，则可知组成该多肽的 199 个氨基酸共有a个氨基；又知组成该多肽的 5 种氨基酸中只有赖氨酸含有 2 个氨基，所以赖氨酸个数为a199。由于组成该多肽的 5 种氨基酸中只有天冬氨酸含有 2个羧基，设该多肽共含有天冬氨酸为d个，反应前 199 个
4、氨基酸中氧原子共有 4d(199d)2，形成199肽时脱去198个水分子，每个水分子含一个氧原子，所以该多肽分子中尚存在氧原子数为b4d(199d)21982d200，d(b200)/2。答案 A 二、多肽种类的计算 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列顺序。可以借助下面的示意图(代表要安放的氨基酸的位置)，结合数学中“排列组合”的相关知识，推导出相关的计算规律。(以 20 种氨基酸形成的四肽化合物为例)1 2 3 4 (1)若每种氨基酸数目无限，可形成肽类化合物的种类有 204种(即 1 号位置安放氨基酸的情况有 20种，2、
5、3、4 号也是如此，即 20202020204种)。(2)若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有(20191817)种即 1 号位置安放氨基酸的情况有 20 种，2 号位置安放的氨基酸只能在剩余的 19 种中选择即(20191817)种。例 2 现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸 3 种氨基酸，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别最多有()A9 种，9 种 B6 种，3 种 C18 种，6 种 D27 种，6 种 解析 由上述“规律(1)”很容易计算出足量的 3 种氨基酸构成的三肽有 3327 种。对于包含 3 种氨基酸的三肽种类的理解，可借用示意图“”来分析，即第一
6、个位置的氨基酸有 3 种情况，第二个位置只能从另 2 种氨基酸中任选 1 种，第三个位置只能安放剩余的 1 种，虽然这 3 种氨基酸足量，但是仍需按“规律(2)”计算，即 3216 种。答案 D 三、氨基酸数与相应 DNA、RNA 片段中碱基数的计算 基因表达中，DNA 控制 mRNA 的合成，mRNA 指导蛋白质的合成。DNA 中碱基排列顺序转录为 mRNA 中碱基排列顺序，进而翻译为蛋白质中氨基酸的排列顺序。其数量关系图解如下：DNA(基因)转录mRNA 翻译蛋白质 碱基数 碱基数 氨基酸数 6 3 1 由于 mRNA 中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成 1 个氨基酸至少需要 m
7、RNA 上的 3 个碱基和 DNA(基因)上的 6 个碱基。例 3 氨基酸的平均相对分子质量为 120，如有一个两条链的多肽，相对分子质量是 12 276，合成这个多肽的氨基酸的数目和指导它合成的 DNA 分子脱氧核苷酸数目至少依次是()word 专业资料-可复制编辑-欢迎下载 A144,864 B144,432 C120,720 D120,360 解析 多肽的相对分子质量氨基酸的数目氨基酸平均相对分子质量(氨基酸的数目肽链条数)18，把相应数字代入上式可得：氨基酸的数目120，再根据基因控制蛋白质合成过程中：DNA分子中脱氧核苷酸数相应 mRNA 分子核糖核苷酸数指导合成的蛋白质上氨基酸数6
8、31，可知 DNA分子中脱氧核苷酸数目6120720。答案 C 1已知天冬酰胺的 R 基为C2H4ON，现有分子式为 C63H103O18N17S2的多肽，其中含有 2 个天冬酰胺。在上述多肽中最多有肽键()A17 个 B16 个 C15 个 D14 个 解析：选 D 多肽 C63H103O18N17S2中有 17 个 N，因含有两个天冬酰胺(R 基为C2H4ON)，故该多肽由 15个氨基酸脱水缩合而成，形成的肽键数目为 14。2某条多肽的相对分子质量为 2 778，若氨基酸的平均相对分子质量为 110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是()A75 对碱基 B78 对碱基 C90
9、对碱基 D93 对碱基 解析：选 D 设多肽是由m个氨基酸构成的，蛋白质的相对分子质量110m18(m1)2 778，则m等于 30。那么控制该多肽的密码子有 31 个(终止密码子不编码氨基酸)，则控制该多肽合成的基因至少有 93 对碱基。3(2013济南模拟)某多肽的分子式为 C42H65N11O9，它彻底水解后只得到以下 3 种氨基酸，则此多肽中含有的赖氨酸个数为()A2 个 B3 个 C5 个 D8 个 解析：选 B 假设甘氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸的数目分别为a、b、c。由于这三种氨基酸都只含有一个羧基，该多肽的氧原子数肽键中的氧原子数游离的羧基中的氧原子数，即 9肽键中的氧原子数2。因此
10、，该多肽含有 7 个肽键，8 个氨基酸，即abc8。根据该多肽含有的氮原子数分析，可得ab2c11，可求出c3。4现有氨基酸 100 个，其中氨基总数为 102 个，羧基总数为 101 个，则由这些氨基酸合成的含有 2word 专业资料-可复制编辑-欢迎下载 条肽链的蛋白质中，含有氧原子的数目是()A101 B102 C103 D104 解析：选 D 这个蛋白质分子中有 98 个肽键(每个肽键含有 1 个氧原子)，3 个羧基(每个羧基含有 2个氧原子)，故多肽中氧原子数目为 98132104 个。5(2013江西四市联考)经测定，某多肽链分子式是 C21HxOyN4S2(SHSHSS2H)，其
11、中含有一个二硫键(SS)。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的：苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列有关该多肽的叙述，正确的是()A该多肽水解后产生的氨基酸分别是半胱氨酸、天冬氨酸、丙氨酸和亮氨酸 B该多肽中 H 原子数和 O 原子数分别是 32 和 5 C该多肽形成过程中至少需要 4 种 tRNA D该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少了 56 解析：选 D 根据该多肽链中 N 的数目氨基端(1 个)肽键中的 NR 基中的 N(五种氨基酸中都没有)可推出，肽键中
12、的 N 为 3 个，该多肽链由 4 个氨基酸组成；半胱氨酸、天冬氨酸、丙氨酸和亮氨酸的碳元素之和为 343616，与题目中该多肽链的分子式不符。根据该多肽链中碳元素和硫元素的数目，可确定组成该多肽链的氨基酸应该为一个苯丙氨酸(C9H11O2N)、一个亮氨酸(C6H13O2N)、两个半胱氨酸(C3H7O2NS)；该多肽中 H 原子数为 11713732230，O 原子数为 2222315。该多肽由 3 种氨基酸组成，其形成过程中至少需要 3 种 tRNA。该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少 183(形成肽键时脱水)2(形成一个二硫键脱下 2 个 H)56。6现有足量的 a、b 两种
13、氨基酸，则这两种氨基酸脱水缩合可以形成二肽的种类数是()A6 B2 C4 D8 解析：选 C 二肽由两个氨基酸组成，这个问题实际上是求两种氨基酸在两个位置上的排列方式的种类。二肽的第一个位置上的氨基酸有两种选择(a 或者 b)，第二个位置上的氨基酸也有两种选择，所以种类数为 224，即有 aa、bb、ab、ba 4 种，ab 中 a 提供羧基，b 提供氨基形成肽键，ba 中 b 提供羧基，a 提供氨基形成肽键，这是两种不同的二肽。此结果可以推而广之，n种氨基酸形成m肽的种类数为nm种。7现有一种“十三肽”，分子式为 C54H95N17O20，已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸。(1)将该“十三
14、肽”彻底水解后有_个丙氨酸，_个赖氨酸，_个天冬氨酸。(2)和未水解的化合物相比，水解后哪几种元素的数目增加了？_。哪几种元素的数目减少word 专业资料-可复制编辑-欢迎下载 了？_。解析：(1)“十三肽”是由 13 个氨基酸脱水缩合而生成的，所以“十三肽”的 C、N 数目为全部氨基酸中的 C、N 数之和。设水解后有x个丙氨酸，y个赖氨酸，z个天冬氨酸，依题意有：xyz13按氨基酸数建立等式3x6y4z54按C原子数建立等式x2yz17按N原子数建立等式 解方程组得x6，y4，z3。(2)水解时肽键打开，水分子中的OH 和肽键中的CO相连，水分子中的H 和肽键中的NH相连，因此和未水解的多肽相比，水解后 H 和 O 两种元素的数量增加了，其他元素的数目都没有减少。答案：(1)6 4 3(2)H 和 O 无