高中生物必修一蛋白质得计算题归析1、有关蛋白质相对分子质量得计算例1组成生物体某蛋白质得20种氨基酸得平均相对分子质量为128,一条含有100个肽键得多肽链得分子量为多少?解析:在解答这类问题时,必须明确得基本关系式就是:蛋白质得相对分子质量=氨基酸数×氨基酸得平均相对分子质量?脱水数×18(水得相对分子质量)本题中含有100个肽键得多肽链中氨基酸数为:100+1=101,肽键数为100,脱水数也为100,则依上述关系式,蛋白质分子量=101×128?100×18=11128.变式1:组成生物体某蛋白质得20种氨基酸得平均相对分子质量为128,则由100个氨基酸构成得含2条多肽链得蛋白质,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,蛋白质得分子量=128×100?18×98=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,其中鹅膏草碱就就是一种毒菇得毒素,它就是一种环状八肽。
若20种氨基酸得平均分子量为128,则鹅膏草碱得分子量约为( )A.1024B、898C。
880 D、862解析:所谓环肽即指由首尾相接得氨基酸组成得环状得多肽,其特点就是肽键数与氨基酸数相同。
所以,鹅膏草碱得分子量=8 ×128?8 ×18=880,答案为C。
2、有关蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数得计算在解答这类问题时,必须明确得基本知识就是蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数得数量关系。
基本关系式有:n个氨基酸脱水缩合形成一条多肽链,则肽键数=(n?1)个;n个氨基酸脱水缩合形成m条多肽链,则肽键数=(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条肽链得蛋白质分子时,相对分子量减少了900,由此可知,此蛋白质分子中含有得氨基酸数与肽键数分别就是()A、52、52B、50、50C、52、50D、50、49解析:氨基酸分子形成蛋白质时相对分子质量减少得原因就是在此过程中脱去了水,据此可知,肽键数=脱水数=900÷18=50,依上述关系式,氨基酸数=肽键数+肽链数=50+2=52,答案为C。
变式1:若某蛋白质得分子量为11935,在合成这个蛋白质分子得过程中脱水量为1908,假设氨基酸得平均分子量为127,则组成该蛋白质分子得肽链有( )A、1条 B、2条C、3条D、4条解析:据脱水量,可求出脱水数=1908÷18=106,形成某蛋白质得氨基酸得分子质量之与=11935+1908=13843,则氨基酸总数=13843÷127=109,所以肽链数=氨基酸数?脱水数=109?106=3,答案为C.变式2:现有一分子式为C63H103O45N17S2得多肽化合物,已知形成该化合物得氨基酸中有一个含2个氨基,另一个含3个氨基,则该多肽化合物水解时最多消耗多少个水分子?解析:本题首先要搞清楚,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得水分子数最多,只有当氨基酸数最多与肽链数最少两个条件同时满足时才会发生。
已知得2个氨基酸共有5个N原子,所以剩余得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=14?1=13.变式3:已知氨基酸得平均分子量为128,测得某蛋白质得分子量为5646,试判断该蛋白质得氨基酸数与肽链数依次就是( )A 、51与1 B、51与2C、44与1 D、44与2解析:蛋白质得分子量确定后,氨基酸得数量与肽链得数量存在着必然得函数关系,如设氨基酸得数量与肽链得条数分别为x与y,则有128x?18(x?y)=5646尽管1个方程包含2个未知数,但x与y必须都为符合题意得整数解,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与羧基数得计算例3某蛋白质分子含有4条肽链,共有96个肽键,则此蛋白质分子中至少含有-COOH与-NH2得数目分别为()A、 4、100B、4、 4C、100、100D、96、96解析:以一条由n个氨基酸组成得肽链为例:在未反应前,n个氨基酸至少含有得-COOH与-NH2得数目都为n(因每个氨基酸至少含有1个-COOH与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与1个-NH2,所以共需消耗(n?1)个-COOH与(n?1)个-NH2 ,所以至少含有得-COOH与-NH2得数目都为1,与氨基酸R基团中-COOH与-NH2 得数目无关.本题中蛋白质包含4条肽链,所以至少含有-COOH与-NH2得数目都为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,则这个蛋白质分子含有得-COOH与-NH 2数目分别为( )A、366、366 B、362、362C 、4、 4 D、无法判断解析:本题与上题得不同之外在于要求出-COOH与-NH2得确切数目,所以必须知道氨基酸R基团中-COOH与-NH2 得具体数目,本题无从知晓,所以无法判断,答案为D。
4.有关蛋白质中氨基酸得种类与数量得计算例4今有一化合物,其分子式为C55H70O19N10,已知将它完全水解后只得到下列四种氨基酸:⑴该多肽就是多少肽?⑵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:⑴从该多肽水解后得到得4种氨基酸得结构式可以瞧出,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,所以该多肽就是由10个氨基酸缩合形成得,因而为10肽.⑵ 10肽水解显然需要9个水分子.根据4种氨基酸得分子结构,可分别写出它们得分子式: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+2×9),O原子28个(19+19 ×1),N原子10个。
设此多肽中这四种氨基酸得数目分别为a、b、c、d个,则有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,则这些短肽得氨基总数得最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需水分子总数依次就是( ) 解析:据题意可知,短肽(包括二肽与多肽)得数目共有9个(1+2+3+3)。
因为每条短肽至少有一个氨基(不包括R基上得氨基),故这些短肽氨基总数得最小值(即游离得氨基数量至少)为9个;由“肽键数=氨基酸数-肽链数”,可得肽键总数就是42个(51-9);分解成这9个短肽,需要断裂8个肽键,由肽键数=失去得水分子数知,形成这些短肽需要得水分子数量(即消耗得水分子数)就是8个。
警示:此题得关键就是“分解成这些小分子肽所需得水分子总数"中得“分解成”,往往误认为就是“分解”从而导致出错.虽然就是一字之差,结果却就是大不相同. 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得产物中有5种氨基酸:半胱氨酸(C3H7NO2S)、丙氨酸(C3H6NO2)、天门冬氨酸(C4H7N 04)、赖氨酸(C6H14N202)、苯丙氨酸(C9H11NO2)。
水解产物中天门冬氨酸得数目就是() A、y+12个B、z+12个C、w+13个D、(w-13)/2个解析:据题干提供得5种氨基酸,可知天门冬氨酸中含有4个氧原子,而其她氨基酸中仅有2个氧原子,这说明天门冬氨酸中多得2个氧原子就是存在于R基中得(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应前后得氧原子数守恒进行计算。
设组成该多肽得天门冬氨酸为n个,则有:①反应前氨基酸中得氧原子数=2×12(组成每分子多肽得氨基酸数)+2×n(天门冬氨酸数);②反应后生成物中得氧原子数=w(多肽中氧原子数)+11(脱下水中得氧原子数)。
所以,由“①=②”得:n=(w-13)/2。
点拨:根据其她元素在反应前后数量不变可以求出肽链中得另外几种氨基酸得数目。
本题也可以根据反应前后各种原子个数不变,设5种氨基酸个数依次为m、n、o、p个,然后列方程组计算。
总之利用物质守恒得思想就是解决此类问题得关键。
答案:D例3、某条多肽得相对分子质量为2778,若氨基酸得平均相对分子质量为110,如考虑终止密码子,则编码该多肽得基因长度至少就是( )A、75对碱基B、78对碱基C、90对碱基D、93对碱基解析:本题考查了有关蛋白质合成过程中与核酸相关问题得计算。
DNA基因得碱基数(至少):mRNA 得碱基数(至少):蛋白质中氨基酸得数目=6(若为碱基对数则为3):3:1,据题意,若求基因得长度首先应计算出氨基酸得个数(设为n),则有n×110—(n-1)×18=2778,推出n=30,又因为题干中给出“考虑终止密码子”,所以密码子数为n+1=31个。
综上,在仅考虑基因中得编码区编码该多肽得基因长度至少就是31×3=93对碱基.答案:D 备注:把握中心法则及计算中得对应关系,同时注意瞧清就是碱基数,还就是碱基对数得比值,就是否考虑终止密码,所求解得内容示意为“最多”还就是“至少"等等。
一定要避免数量关系不清楚而出错.三、技能提升训练1、如图表示一个由153个氨基酸残基构成得蛋白质分子。
下列叙述正确得就是( )A、该分子中含有152 个肽键B、参与构成该分子得氨基酸中至少有1个酸性氨基酸与1 个碱性氨基酸C、该分子中有1 个氨基酸残基含硫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,其中鹅膏草碱就就是一种毒菇得毒素,它就是一种环状八肽.若20种氨基酸得平均分子量为128,则鹅膏草碱得分子量约为( )A、1024 B、898 C、880D、8623、有一多肽,其分子式就是C55H70O19N10,将其彻底水解后,只得到下列四种氨基酸:谷氨酸(C2H5O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、谷氨酸(C5H9O4N)与苯丙氨酸(C9H11O2N).下列有关该多肽得叙述中,正确得就是()A、该多肽就是九肽B、该多肽在脱水缩合过程中一定就是4种转运RNA参与转运相应得氨基酸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,它就是由两条肽链共51氨基酸组成得具有生物活性得蛋白质,假若决定该牛胰岛素得基因(包括3个终止密码)中碱基A占25%,那么按理论计算碱基C得数目就是()A、81个B、76 个C、153个D、324个5、胰岛素就是一种蛋白质分子,它含有2条多肽链,A链含有21个氨基酸,B链含有30个氨基酸,2条多肽链间通过2个二硫键(二硫键就是由2个—SH连接而成得)连接,在A链上也形成1个二硫键,如右图所示为结晶牛胰岛素得平面结构示意图,据此回答:(1)这51个氨基酸形成胰岛素后,分子质量比原来减少了.(2)胰岛素分子中含有肽键个,肽键可表示为。