谈谈高中生物中有关蛋白质结构的计算【摘要】蛋白质是生命活动的主要承担者，对生物体的结构和功能具有十分重要的意义。
由于学生还没有学习有机化学，缺乏有关氨基酸和蛋白质的化学知识，而肤链形成的过程、蛋白质的空间结构都是比较抽象的内容，学生学习起来感觉比较难，相关的计算就更不容易理解了。
本文结合教学实践，对有关蛋白质结构的计算题的作归类例析。
以增加学生对蛋白质结构和功能的理解。
【关键词】蛋白质；肽键数；肽链数；计算
蛋白质的形成过程是：由许多个氨基酸分子通过脱水缩合互相连接而成多肽，因多肽通常呈链状结构，又称肽链。
一个蛋白质分子可以含有一条或几条肽链，肽链通过盘曲折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。
蛋白质结构中氨基酸数、氨基数、羧基数、肽链数、肽键数、脱水数、分子量等各因素之间的数量关系是高考的必考点，因此，对蛋白质中有关数量的计算题应重点关注。
一、计算形成的肽键数、脱水数
计算规律1：蛋白质中的肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链数
典例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，则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
a.1、50、50
b.9、42、42
c.9、42、9
d.9、50、50
解析：此题的关键是”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”分解这些小分子肽所需的水分子
数”从而导致出现问题的。
虽然是一字之差，结果却是大不相同。
从题中已知，短肽（包括二肽和多肽）的数目是1+2+3+3=9条，故游离的氨基数量至少是9个，肽键总数是51-9=42个，51个氨基酸分解这些短肽所需要的水分子数量是51-9=42个。
若分解成这9个短肽，则需要的水分子数量是9个。
答案：c
点拨：m个氨基酸分子脱水缩合成n条多肽链时，要脱下（m-n）个水分子，同时形成（m-n）个肽键，可用计算规律1。
二、计算蛋白质相对分子质量
计算规律2：蛋白质的相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-18×脱水数
典例2、一种蛋白质由两条肽链构成，共含有100个氨基酸，若每个氨基酸相对平均
分子质量是120，则该蛋白质的相对分子质量约是______
a、 12000
b、10236
c、10218
d、13764
解析：脱去的水分子数要应用计算规律1来求得，所以蛋白质的相对分子质量=100×120-18×（100-2）=10236。
答案：b
三、蛋白质中游离的氨基（或羧基）数目的计算
计算规律3：蛋白质中游离的氨基（或羧基）数目=肽链数+r基上的氨基数（或羧基数）=各氨基酸中氨基（或羧基）的总数-肽键数典例3：一个蛋白质分子有三条肽链构成，共有366个氨基酸，则
这个蛋白质分子至少含有的氨基和羧基数目分别是
a.366和366
b.365和363
c.363和363
d.3和3
解析：对于一条肽链来说，”至少”应有的氨基和羧基数都是一个。
若有n个氨基酸分子缩合成m条肽链，至少有氨基和羧基分别为m 个。
答案：d
四、蛋白质中特定氨基酸数目的计算
利用氨基酸脱水缩合前后某些特定原子数目的守恒，有如下的计算规律。
计算规律4：蛋白质中n原子数=肽键数+肽链数+r基上的n原子数=各氨基酸中n原子的总数
蛋白质中o原子数=肽键数+2×肽链数+r基上的o原子数=各氨基酸中o原子的总数-肽键数
典例4：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）。
问：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：由于在半胱氨酸、丙氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸中都只含有2个o原子，分子”-cooh”，而天门冬氨酸中含有4个o原子。
设天门冬氨酸的个数为x个，则该十二肽由12个氨基酸脱水缩合形
成过程中，利用o原子平衡建立关系式：（12-x）×2+4 x-11=w，因此x=（w-13）/2个。
该”十二肽”分子彻底水解后有（w-13）/2个天门冬氨酸。
答案：d
点拨：利用氨基酸脱水缩合前后某些特定原子数目的守恒，这是解决此类计算题的突破口。
五、蛋白质及多肽种类的计算
计算规律5：假设有n（0<n<20）种氨基酸，由这n种氨基酸形成多肽，情况如下：
（1）每种氨基酸数目无限的情况下，可形成n肽的种类为nm种；（2）每种氨基酸数目只有一个的情况下，可形成n肽的种类为n ×（n-1）×（n-2）......×（n-m+1）
典例5：如果有足量的三种氨基酸，分别为a、b、c，则它们能形成的三肽种类以及包含三种氨基酸的三肽种类分别最多有（）a.9种，9种 b.6种，3种 c.18种，6种 d.27种，6种
解析：多肽的不同取决于构成多肽的氨基酸的种类、数量、排列次序。
三肽由三个氨基酸形成，若三肽均含有三种氨基酸，可构成三肽种类有abc、acb、bac、bca、cba、cab六种即3×（3-1）×（3-2）=6。
同样，能形成三肽的各类是33 = 27种。
答案：d。