Question

高一生物蛋白质那一章节所需要用到的所有计算公式

1.关于氨基酸缩合反应的计算
由氨基酸分子脱水缩合可知，蛋白质形成过程中每形成一个肽键，同时失去一分子水，即形成的肽键数=失去分子数
2.有关蛋白质的分子量的计算
蛋白质相对分子质量=氨基酸相对分子质量总和—失去水分子的相对分子质量总和
3.蛋白质中肽键数的计算
肽键数（或脱去的水分子数）=氨基酸数—肽链数

除了这些个

Answer 1

一．有关氨基酸脱水缩合形成蛋白质的计算

（一）计算形成的肽键数、脱去的水分子数

计算技巧1：

蛋白质中的肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸个数-肽链数

例1．免疫球蛋白IgG的结构示意图如下．其中—s—s表示连接两条相邻肽链的二硫链。若该lgG由m个氨基酸构成，则该lgG有肽键数

A．m个  B．（m+1）个    C．（m—2）个   D．（m—4）个

点拨：由题图可知，该蛋白IgG由4条肽链组成，所以该lgG有肽键数为（m—4）。

答案：D

注意：若由氨基酸脱水缩合形成环状肽，则肽键数＝氨基酸个数＝脱去的水分子数

（二）计算蛋白质相对分子质量

计算技巧2：

蛋白质的相对分子质量＝氨基酸分子个数×氨基酸平均相对分子质量-18×脱去的水分子数

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

点拨：脱去的水分子数要应用计算技巧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

二．有关蛋白质结构的计算

（一）计算多肽种类

计算技巧3: 

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m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m肽的种类为n×(n-1)×(n-2)……×（n-m+1）

例3：下列几种物质最多可以构成几种三肽（    ）

A.43                             B.53                             C.34                      D.35

点拨：根据氨基酸结构通式判断出前四种化合物为构成蛋白质的氨基酸，因为没有限制氨基酸的数目，所以构成三肽的种数为43种。

答案：A

（二）计算蛋白质中氨基酸数目

计算技巧4：

（1）若已知多肽中氮原子数为m，氨基个数为n，则缩合为该多肽的氨基酸数目为 m-n+肽链数。

（2）若已知多肽中的氮原子数为m，则缩合成该多肽的氨基酸数目最多为m。

例4．分析多肽E和多肽F（均有一条肽链组成）得到以下结果（单位：个）： 

元素或基团

 

C

 

H

 

O

 

N

 

－NH2

 

—COOH

 

多肽E

 

201

 

348

 

62

 

53

 

3

 

2

 

多肽F

 

182

 

294

 

55

 

54

 

6

 

1

 

又已知H多肽化合物分子式为C63H105O45N17S2。

那么E和F两种多肽中氨基酸的数目最可能是（    ）个，（     ）个；H多肽最多含有的肽键数目为（     ）个

A．199   181    17    B。340  281   16   

C。58   53    17    D。51   49    16

点拨：多肽E中氮原子数为53，氨基个数为3，则缩合为该多肽的氨基酸数目为 53-3+1=51。同理多肽F中氨基酸数目为54-6+1=49。

求肽键要先知道氨基酸的数目，由题可知多肽中的氮原子数为17，则缩合成该多肽的氨基酸数目最多为17，在一条肽链时肽键数目最多，所以肽键数目最多为17-1=16。

答案：D。

（三）计算蛋白质中的氨基、羧基数目

计算技巧5：

（1）蛋白质中氨基数＝R基上氨基数+肽链数＝各氨基酸中氨基总数-肽键数

（2）蛋白质中羧基数＝R基上羧基数+肽链数＝各氨基酸中羧基总数-肽键数

例5．胰岛素是一种蛋白质分子，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(二硫键是由2个-SH连接而成的)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的平面结构示意 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           。

(3)从理论上分析，胰岛素分子至少有          个-NH2，至少有        个-COOH。

（4）如果有1000个氨基酸，其中氨基有1020个，羧基1050个，则由此形成的4条肽链中肽键、氨基、羧基的数目分别是             

点拨：(1)该蛋白质分子形成过程中，脱水分子数= 51-2=49，形成3个二硫键(-S-S-)时脱掉6个氢，因此，分子质量减少量=49×18+6=888；

(2)形成肽键数=脱水分子数=49，肽键可表示为：-CO-NH-；

(3)每条肽链至少含有一个氨基和一个羧基，两条肽链至少含有2个氨基和2个羧基。

（4）因为一个氨基酸至少有一个氨基，所以1000个氨基酸有氨基有1020个，说明有20个氨基在R基上；同理，因为一个氨基酸至少有一个羧基，所以有50个羧基在R基上。从而可得蛋白质中肽键的数目=1000-4=996；蛋白质中氨基数=20+4=24；蛋白质中羧基数=50+4=54。

答案：(1) 888；(2) 49   -CO-NH-；(3) 2   2   （4）  996   24   54

注意：肽链上出现二硫键时，与二硫键结合的部位要脱去两个H，谨防疏忽。

注意：1. 氨基酸缩合成多肽时，相邻的氨基酸的氨基和羧基缩合形成肽键，因此形成的一条多肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别在肽链的两端。若一个氨基酸上有两个氨基或两个羧基，则多余的氨基和羧基在R基团上。

2.若多肽由m条肽链组成，则所含氨基、羧基数至少为m（R基中无氨基、羧基时）。

（四）计算蛋白质中各原子的数目

计算技巧6：在氨基酸脱水缩合形成的蛋白质中，

（1）C原子数＝R基中C原子数+氨基酸个数×2

（2）H原子数＝各氨基酸中H原子的总数-脱水水分子数×2

          ＝R基中H原子数+（氨基酸个数+肽链数）×2

（3）O原子数＝各氨基酸中O原子的总数-脱水水分子数

          ＝R基上的O原子数+氨基酸个数+肽链数

（4）N原子数＝各氨基酸中N原子的总数

          ＝R基上的N原子数+肽键数+肽链数

例6：丙氨酸的R基为—CH3，谷氨酸的R基为—C3H5O2，它们缩合后形成的二肽分子中C、H、O的原子比例为：                         

A、7：16：6　　B、7：14：5　

C、8：12：4　　D、8：14：5

点拨：丙氨酸的C原子数=（1+3）+2*2=8；H原子数=（3+5）+（2+1）*2=14；O原子数=（0+2）+2+1=5。

答案：D。

三．氨基酸数与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间关系的计算。

计算技巧7

蛋白质中氨基酸数目与双链DNA（基因）、mRNA碱基数的计算：

（1）   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＝6：3：1；

（2）          肽键数（得失水数）＋肽链数＝氨基酸数＝mRNA碱基数/3＝（DNA）基因碱基数/6；

例7．1965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，假若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     个。

      A、81     B、76       C、153        D、324

点拨：一个氨基酸对应基因中的6个碱基，所以基因中全部碱基至少应为51×6=306，但本题考虑到终止密码，由于该mRNA有三个终止密码，共含9个碱基，则转录这三个终止密码的DNA上相应有18个碱基，所以全部碱基为306＋18=324，又因为该基因A占25%，根据碱基互补配对原则易得C也占25%，因此碱基C的数目为324×25%=81，答案为A。