蛋白质的相关计算

四、基因型频率、基因频率的计算

【理论阐释】

1．含义：计算群体中某基因型或基因出现的概率。

2．常见类型

Ⅰ．基因频率的计算

（1）常染色体上基因频率的计算

①已知个体数，在随机交配下求概率

②已知基因型频率，在随机交配（或自交）下求概率

（2）性染色体上基因频率的计算

Ⅱ．基因型频率的计算

（1）常染色体上基因型频率的计算

（2）性染色体上基因型频率的计算

某基因型频率﹦纯合子基因型比率+1/2杂合子基因型比

率

则 AA基因型频率﹦q2 Aa基因型频率﹦2qp

aa基因型频率﹦p2

1）常染色体上基因频率的计算

【例1】（2009·上海高考）某小岛上原有果蝇20000只，其中基因型VV、Vv、vv的果蝇分别占15%、55%和30%。若此时从岛外入侵了2000只基因型为VV的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则F1中V的基因频率约是

A.43%

B.48%

C. 52%

D.57% 方法一：定义公式法

群体总数：20000+2000﹦22000（只）

VV总数﹦20000×15%+2000﹦5000（只）

Vv总数﹦20000×55%﹦11000（只）

vv总数﹦20000×30%﹦6000（只）

新群体中

又因随机交配的群体中亲、子代基因频率不变，所以，F1中V的基因频率约是48%。

例2】已知某生物种群中，AA个体占30%，Aa个体占50%，aa为20%，在自交情况下，后代中A基因占有的百分比为__________。

解析：解答此题可用方法一，即基因型频率法

A基因频率=纯合子基因型比率+1/2杂合子基因型比率=30%+1/2×50%=55%

答案：55%

2）性染色体上基因频率的计算

【例3】某100人的人群中，正常女性为30人，女色盲携带者15人，女色盲5人，男正常40人，男色盲10人，问人群中色盲基因出现的频率是多少？

例5】若在果蝇种群中，XB的基因频率为80%，Xb的基因频率为20%，雌雄果蝇数相等，理论上，XbXb、XbY的基因型频率依次为

A. 1% 2%

B. 8% 8%

C. 2% 10%

D.2% 8%

【解析】选C 。

方法二：基因频率法

Xb基因频率﹦p﹦20%

则在群体（雌雄果蝇相等）中有：

XbXb基因型频率﹦p2/2﹦20%×20%/2﹦2%

XbY基因型频率﹦p/2﹦20%/2﹦10%

分别计算出遗传病单独出现的概率→按要求将概率组合→结论

蛋白质的相关计算

在氨基酸形成蛋白质过程中存在着氨基酸数、肽键数、脱去水分子数、肽链条数等的数量对应关系；在DNA控制合成蛋白质的过程中存在着DNA的碱基、RNA 的碱基及氨基酸数目之间的数量对应关系。这些数量关系的计算历年来都是高考的重点；如果掌握不牢固也是很多学生的失分点。下面我们就从这两个方面进行重点突破讲解。

一、氨基酸、肽键、肽链、水分子、蛋白质相对

分子量的相关计算

.知识背景

氨基酸是组成蛋白质的基本单位。由两个氨基酸分子缩合形成的化合物叫做二肽。其中，连接两个氨基酸分子的化学键(－NH－CO－)叫做肽键。由多个不同种类的氨基酸分子缩合而成的化合物叫做多肽；多肽通常呈链状结构，叫做肽链。肽链进一步加工，则形成蛋白质。

氨基酸、多肽、肽键、肽链和蛋白质的关系可归纳成下图：

.

常见计算类型

（1）多肽中氨基数和羧基数及N、H、O原子数的计算

（2）氨基酸、肽键数、失去水分子数、及肽链条数的相关计算

（3）蛋白质相对分子质量的计算

解题方法

（1）多肽中氨基数和羧基数及N、H、O原子数的计算规律

由脱水缩合过程知：每两个氨基酸分子脱去一个水分子形成一个肽键，每形成一个肽键就相应的破坏一个氨基和一个羧基。每形成一个水分子也会使原来的H和O原子数目发生相应变化。在形成的化合物中，有以下规律：

①一条多肽链中最少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，由n条肽链组成的蛋白质中，最少有n个游离的氨基和n个游离的羧基。

②氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数－肽键数

③羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数－肽键数

④N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上N原子数＝各氨基酸中N的总数

⑤O原子数＝肽键数＋肽链数× 2 ＋ R基上的O原子数＝各氨基酸中O的总数－脱去水分子数

⑥H原子数＝各氨基酸中H的总数－脱水数× 2

2）氨基酸、肽键数、失去水分子数及肽链条数的相关计算规律

①由氨基酸分子脱水缩合过程可知，若该蛋白质只有一条肽链，肽链形成过程中每形成一个肽键，就同时失去一分子水，即形成的肽键数=失去的水分子数=氨基酸数目-1；

② m个氨基酸分子形成一个由n条肽链组成的蛋白质时，脱去的水分子数和形成的肽键数为m-n。蛋白质或多肽水解形成氨基酸时，需要的水分子数与其形成时失去的水分子数相等，即m-n。

3）蛋白质相对分子质量的计算规律

蛋白质的相对分子质量＝氨基酸的相对分子质量总和-失去的水分子的相对分子质量总和。即若氨基酸的平均相对子质量为a，该蛋白质由m个氨基酸缩合形成，共有n条肽链，则该蛋白质的相对分子质量为：m·a-(m-n)×18。

一条肽链（R基中N、O

n条肽链

原子数分别为x、y）

氨基酸平均相对分子质量a a

氨基酸(平均含H数目为b)数

目

m m

肽键数目m-1m-n

脱去水分子数目m-1m-n

肽链(或蛋白质)的相对分子

质量

ma-18×(m-1)ma-18×(m-n)

氨基数目至少一个（R基上还可

能含有氨基）

至少n个

羧基数目至少一个（R基上还可

能含有羧基）

至少n个

N原子数m+x

O原子数m+1+y

H原子数m·b－2×(m-1)

数目等于氨基酸数目，可表示为：失去水分子数＝肽键数＝氨基酸总数

②环状肽Aa1、Aa2 ……、Aa6表示6种氨基酸，它们相互缩合形成的环状肽如图所示：

由图示可知：

肽键数=脱去水分子数=氨基酸总数

环状肽主链中无氨基和羧基，环状肽中氨基或羧基数取决于构成环状肽的氨基酸R基团中的氨基和羧基的数目。

1．多肽中氨基数和羧基数及N、H、O原子数的计算

【例1】（2009·上海高考）某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少含有氧原子的个数是

A．n-m B．n-2m C．n+m D．n+2m

解析】选C。本题考查脱水缩合后O原子数目的计算。可以用我们前面讲解的规律进行计算。

方法一：由氨基酸的结构通式可知一个氨基酸至少有两个O，形成蛋白质缩合过程中要脱掉水，每个水分中都有一个O原子，可以用下列公式