重点高中生物必修一蛋白质的计算题归析

1、重点高中生物必修一蛋白质的 计算题归析作者:日期:高中生物必修一蛋白质的计算题归析灵璧中学 1有关蛋白质相对分子质量的计算例1组成生物体某蛋白质的20种氨基酸的平均相对分子质量为128, 条含有100个肽键的多肽链的 分子量为多少？解析：在解答这类问题时，必须明确的根本关系式是：蛋白质的相对分子质量=氨基酸数 氨基酸的平均相对分子质量？脱水数X18 水的相对分子质量此题中含有100个肽键的多肽链中氨基酸数为：100+ 1 = 101,肽键数为100,脱水数也为100,那么依 上述关系式，蛋白质分子量=101X128?100X18= 1112 &变式1:组成生物体某蛋白质的20种氨基酸的

2、平均相对分子质量为128,那么由100个氨基酸构成的含 2条多肽链的蛋白质，其分子量为A. 12800B. 11018C. 11036D. 8800解析：对照关系式，要求蛋白质分子量，还应知道脱水数。由于题中蛋白质包含2条多肽链，所以，脱水数=100?2= 98,所以，蛋白质的分子量=128X100?18X98= 11036,答案为C。变式2:全世界每年有成千上万人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鹅膏草碱就是一种毒菇的毒素，它是 一种环状八肽。假设20种氨基酸的平均分子量为128,那么鹅膏草碱的分子量约为A.1024B. 898C.880D. 862解析：所谓环肽即指由首尾相接的氨基酸组成的环状的多肽

3、，其特点是肽键数与氨基酸数相同。 所以,鹅膏草碱的分子量=8 X28?8 X8=880,答案为C。2. 有关蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的计算在解答这类问题时，必须明确的根本知识是蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的数量关系。 根本关系式有：n个氨基酸脱水缩合形成一条多肽链，那么肽键数=n ?1个;n个氨基酸脱水缩合形成m条多肽链，那么肽键数=n ?m个；无论蛋白质中有多少条肽链，始终有：脱水数=肽键数=氨基酸数？肽链数例2氨基酸分子缩合形成含2条肽链的蛋白质分子时，相对分子量减少了900,由此可知，此蛋白质分子中含有的氨基酸数和肽键数分别是A.52、52B.50、50C.5

4、2、50D.50、49解析：氨基酸分子形成蛋白质时相对分子质量减少的原因是在此过程中脱去了水，据此可知，肽键数 =脱水数=9008= 50,依上述关系式，氨基酸数二肽键数+肽链数=50+ 2= 52,答案为C。变式1: 假设某蛋白质的分子量为11935,在合成这个蛋白质分子的过程中脱水量为1908,假设氨基酸的平均分子量为127,那么组成该蛋白质分子的肽链有A. 1条B. 2条C. 3条D. 4条解析：据脱水量，可求出脱水数=190818= 106,形成某蛋白质的氨基酸的分子质量之和=11935+ 1908 =13843,那么氨基酸总数=13843勻27= 109,所以肽链数=氨基酸数？脱水数

5、=109?106= 3,答案为C。变式2:现有一分子式为C63H103O45N17S2的多肽化合物，形成该化合物的氨基酸中有一个含 2 个氨基，另一个含3个氨基，那么该多肽化合物水解时最多消耗多少个水分子？解析：此题首先要搞清楚，多肽水解消耗水分子数 =多肽形成时生成水分子数；其次，要知道，要使形 成多肽时生成的水分子数最多，只有当氨基酸数最多和肽链数最少两个条件同时满足时才会发生。的 2个氨基酸共有5个N原子，所以剩余的12个N原子最多可组成12个氨基酸由于每个氨基酸分子至少 含有一个-NH2,即该多肽化合物最多可由14个氨基酸形成；肽链数最少即为1条，所以该化合物水解 时最多消耗水分子数=

6、14?1= 13。变式3:氨基酸的平均分子量为128，测得某蛋白质的分子量为5646,试判断该蛋白质的氨基酸 数和肽链数依次是A . 51 和 1B. 51 和 2C. 44 和 1D. 44 和 2解析：蛋白质的分子量确定后，氨基酸的数量与肽链的数量存在着必然的函数关系，如设氨基酸的数 量与肽链的条数分别为x和y,那么有128x?18 x ?y= 5646尽管1个方程包含2个未知数，但x和y必须都为符合题意的整数解，这样可解得：x=51 , y=2,答案为B。3有关蛋白质中至少含有氨基数和羧基数的计算例3某蛋白质分子含有4条肽链，共有96个肽键，那么此蛋白质分子中至少含有 COOH和NH2的

7、 数目分别为 A. 4、100 B. 4、4C. 100、100 D. 96、96解析：以一条由n个氨基酸组成的肽链为例：在未反响前，n个氨基酸至少含有的COOH和NH2 的数目都为n因每个氨基酸至少含有1个COOH和1个NH2,由于肽链中包括n?1个肽键，而形成1 个肽键分别消耗1个COOH和1个NH2，所以共需消耗n?1个COOH和n?1个NH2，所以至 少含有的一COOH和一NH2的数目都为1,与氨基酸R基团中一COOH和一NH2的数目无关。此题中蛋 白质包含4条肽链，所以至少含有COOH和NH2的数目都为4,答案为B。变式：一个蛋白质分子由四条肽链组成，364个氨基酸形成，那么这个蛋白

8、质分子含有的一 COOH和一NH2数目分别为A . 366、366 B. 362、362C . 4、4 D.无法判断解析：此题与上题的不同之外在于要求出 COOH和NH2确实切数目，所以必须知道氨基酸 R基团中COOH和NH2的具体数目，此题无从知晓，所以无法判断，答案为D。4.有关蛋白质中氨基酸的种类和数量的计算例4今有一化合物，其分子式为 C55H70O19N10，将它完全水解后只得到以下四种氨基酸:该多肽是多少肽？该多肽进行水解后，需个水分子，得到个甘氨酸分子，个丙氨酸分子。解析： 从该多肽水解后得到的4种氨基酸的结构式可以看出，每种氨基酸都仅含有一个N原子,而此多肽中共含有10个N原子

9、，所以该多肽是由10个氨基酸缩合形成的，因而为10肽10肽水解显然需要9个水分子。根据4种氨基酸的分子结构，可分别写出它们的分子式：甘氨酸为C2H5O2N,丙氨酸为C3H7O2N，苯丙氨酸为C9H11O2N,谷氨酸为C5H9O4N，由于该多肽形成时失去9 个水分子，所以10个氨基酸中共有：C原子55个，H原子88个(70+2 X9), O原子28个(19+19 X), N原 子10个。设此多肽中这四种氨基酸的数目分别为 a b、c、d个，那么有2a+3b+9c+5d=55, 5a+7b+11C+9d=88, 2a+2b+2c+4d=28, a+b+c+d=10。解得，a=1, b=2,即该多肽

10、水解后得到1个甘氨酸分子，2个丙氨酸分子。例1.某肽链由51个氨基酸组成，如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，那么这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需水分子总数依次是()解析：据题意可知，短肽(包括二肽和多肽)的数目共有9个(1+2+3+3)。因为每条短肽至少有一个 氨基(不包括R基上的氨基)，故这些短肽氨基总数的最小值(即游离的氨基数量至少)为9个;由肽键数=氨 基酸数-肽链数可得肽键总数是42个(51-9);分解成这9个短肽，需要断裂8个肽键，由肽键数=失去的 水分子数知，形成这些短肽需要的水分子数量 (即消耗的水分子数)是8个。警示：此题的

11、关键是 分解成这些小分子肽所需的水分子总数中的分解成往往误认为是 分解 从而导致出错。虽然是一字之差，结果却是大不相同。答案：C例2.有一条多肽链由12个氨基酸组成，分子式为CxHyNzOwS(z>12 , w>13)，这条多肽链经过 水解后的产物中有5种氨基酸：半胱氨酸(C3H7NO2S)、丙氨酸(C3H6NO2)、天门冬氨酸(C4H7N04)、赖氨 酸(C6H14N202)、苯丙氨酸(C9H11NO2)。水解产物中天门冬氨酸的数目是()A.y+12 个 B.z+12 个 C.w+13 个 D.(w-13)/2 个解析：据题干提供的5种氨基酸，可知天门冬氨酸中含有 4个氧原子，而

12、其他氨基酸中仅有2个 氧原子，这说明天门冬氨酸中多的 2个氧原子是存在于R基中的(因为一个氨基酸在不考虑 R基中含氧原 子时，仅羧基中含有2个氧原子)。因此我们可以根据脱水缩合反响前后的氧原子数守恒进行计算。设组成 该多肽的天门冬氨酸为n个，那么有：反响前氨基酸中的氧原子数 =2X12(组成每分子多肽的氨基酸 数)+2 X(天门冬氨酸数);反响后生成物中的氧原子数=w(多肽中氧原子数)+11(脱下水中的氧原子数)。所 以，由 =得:n=(w-13)/2。点拨：根据其他元素在反响前后数量不变可以求出肽链中的另外几种氨基酸的数目。此题也可以 根据反响前后各种原子个数不变，设 5种氨基酸个数依次为m

13、、n、o、p个，然后列方程组计算。总之利 用物质守恒的思想是解决此类问题的关键。答案：D例3.某条多肽的相对分子质量为2778,假设氨基酸的平均相对分子质量为110,如考虑终止密码 子，那么编码该多肽的基因长度至少是()A.75对碱基 B.78对碱基 C.90对碱基 D.93对碱基解析：此题考查了有关蛋白质合成过程中与核酸相关问题的计算。DNA基因的碱基数(至少)：mRNA的碱基数(至少)：蛋白质中氨基酸的数目=6(假设为碱基对数那么为3)： 3: 1,据题意，假设求基因的长度首先应 计算出氨基酸的个数(设为n),那么有nK110-(n-1) W=2778,推出n=30,又因为题干中给出 考虑

14、终止密码子, 所以密码子数为n+仁31个。综上，在仅考虑基因中的编码区编码该多肽的基因长度至少是31X3=93对碱基。答案：D备注：把握中心法那么及计算中的对应关系，同时注意看清是碱基数，还是碱基对数的比值，是 否考虑终止密码，所求解的内容示意为 最多还是 至少等等。一定要防止数量关系不清楚而出错。二、技能提升训练1. 如图表示一个由153个氨基酸残基构成的蛋白质分子。以下表达正确的选项是()A. 该分子中含有152个肽键B. 参与构成该分子的氨基酸中至少有1个酸性氨基酸和D.该分子彻底水解将产生153种氨基酸2. 全世界每年有成千上万人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鹅膏草碱就是一种毒菇的毒素，它是

15、一种环状八肽。假设20种氨基酸的平均分子量为128，那么鹅膏草碱的分子量约为()A. 1024 B. 898 C. 880 D. 8623. 有一多肽，其分子式是 C55H70O19N10，将其彻底水解后，只得到以下四种氨基酸：谷氨酸(C2H5O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、谷氨酸(C5H9O4N)和苯丙氨酸(C9H11O2N)。以下有关该多肽的表达中，正确的选项是()A. 该多肽是九肽B. 该多肽在脱水缩合过程中一定是 4种转运RNA参与转运相应的氨基酸C. 该多肽彻底水解可得到3个谷氨酸D. 4种氨基酸缩合成该多肽时，相对分子量减少了1624. 1965年我国科学家在世界上首次合成结晶牛胰岛素，它是由两条肽链共51氨基酸组成的具有生物活性的蛋白质，假假设决定该牛胰岛素的基因(包括3个终止密码)中碱基A占25%，那么按理论计算碱基C的数目是()A. 81 个 B. 76 个 C. 153个 D. 324 个5. 胰岛素是一种蛋白质分子，它含有 2