高考生物 蛋白质计算专题训练

蛋白质合成过程的中的相关计算

一．蛋白质中肽键个数或形成蛋白质时失去的水分子数

1．肽键数 =失去的水分子数＝蛋白质中氨基酸总数—肽链的条数

2．若为环状蛋白，则为：肽键数 =失去的水分子数＝蛋白质中氨基酸个数

注：若题中没有表明，则按非环状蛋白处理。

例1：结晶牛胰岛素由α、β两条多肽链构成，α链含21个氨基酸、β链含30个氨基酸，其失去的水分子数及形成的肽键数目分别是 ( )

A．51和5l B。 50和50 C．50和49 D．49和49

解析：两条肽链中的肽键数目为n一2，故合成两条肽链的蛋白质分子共失去的水分子数目为n一2，即5l一2＝49。每形成一个肽键则生成一个水分子，所以失去水分个数目也是49个。

点拨：此题的常见错误是没有考虑到肽链的数目，只看成一条肽链，而误选B。在解答此题的过程中要熟练掌握蛋白质分子合成过程中，失去的水分子数目和形成的肽键数目与氨基酸数目、肽链数目之间的关系：失去水分子数＝肽键数＝氨基酸总数一肽链救。

变式练习1：人体血红蛋白分子中的一条多肽链有145个肽键，则形成这条多肽链的氨基酸分子数和它们在缩合过程中生成的水分子数分别是 ( )

A．145和145 B．145和144 C．145和146 D．146和145

二．蛋白质的平均分子量的计算

蛋白质的平均分子量＝蛋白质中氨基酸总数×20种氨基酸的平均分子量－失去的水分子数×18（若有二硫键，则应再减去二硫键的个数×2）

补充：二硫键的形成。－SH ＋HS－＝－S－S－＋2H

例2.一种蛋白质是由两条肽链构成的，共含有100个氨基酸，若每个氨基酸的相对分子质最平均是120，则该蛋白质的相对分子质量约是 ( )

A．12 000 B． 10 236 C ．10 218 D． 13 764

点拨：蛋白质由两条肽链构成，氨基酸缩合形成多肽，同时失去水分子。所以，氨基酸缩合形成两条肽链失去水分子数是lOO一2＝98个。由此推知，该蛋白质的相对分子质量约是：120XlOO一(100—2) X 18＝10 236。

变式练习2：某蛋白质分子的相对分子质量为10 412，20种氨基酸的平均相对分子质量为128，在形成该蛋白质分子时脱去的水分子总质量为1 620，则该蛋白质分子的肽链数为 ( ) A．一条 B．两条C．三条 D．四条解析：水分子个数＝1 620÷18＝90个；氨基酸的个数＝(10 412＋1 620)÷128＝94个，则肽链数＝氨基酸个数一水分子数＝94—90＝4。

三．蛋白质中氨基数或羧基数

(1) 蛋白质中氨基数或羧基数（共）有多少个

①氨基数＝肽链数十R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数一肽键数

②羧基数＝肽链数十R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数一肽键数

例3:现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸

合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为 ( )

A．798、2和2 B．798、12和10 C．799、1和I D．799、11和9

解析：组成蛋白质的一个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，且连在同一个碳原子上。已知氨基酸数量800，氨基总数810，羧基总数808。氨基酸之间经脱水缩合形成肽键(n个氨基酸形成m条肽链可以形成n—m个肽键)，通过肽键将氨基酸连接成肽链，一条多肽链的一端是一个氨基，另一端是一个羧基。肽链与肽链之间不通过肽键连接(如果通过肽键连接就成为一条肽链了，是通过其他化学键连接)。据此得出：由800个氨基酸组成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键：800—2＝798个；氨基：1＋1＋10＝12个；羧基：1＋1＋8＝10个。变式训练3: 现有1000个氨基酸，具中氨基有1020个，羧基有1 050个，则由此合成的4条多肽链中共有肽键、氨基、羧基的数目分别是 ( )

A．991)、1 016、1 046 B．996、1、1

C． 996、24、54 D．996、1 016、1 046

(2) 蛋白质中氨基数或至少

．．有多少个

至少

．．有羧基（数）＝肽链数

．．有氨基（数）＝至少

例4．人体免疫球蛋中，IgG由4条肽链构成，共有764个氨基酸，则该蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧站数分别是 ( )

A．746和764 B．760和760 C．762和762 D．4和4

点拔：本题考查对蛋白质、氨基酸结构的掌握程度，主要测试理解能力。肽键是由一个氨基酸分子的羧基和一个氨基酸分子的氨基经脱水缩合形成的，故每一肽链中位于两端的氨基酸一个含有一个氨基，一个含有一个羧基。因此该蛋白有4条肽链，故含游离的氨基至少是4个，羧基至少也是4个。

变式训练4．某蛋白质由4条肽链组成，共含有109个肽键，则此蛋白质分子，至少含有一NH：和一COOH个数及氨基酸数分别为多少个 ( )

A．105，105，105 B．110，110，110 C．4，4，113 D。 1，1，113 注：若为环状蛋白呢？

(3)环状肽中Aa l，Aa 2，…，Aa 6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

于构成环状肽氨基酸R基团中的氨基和羧基的数目。

例5．某蛋白质的结构示意图如右，其中—S—S一表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该蛋白质由m个氨基酸构成，则每摩尔该蛋白质在形成时生成的水分子摩尔数和减少的相对分子质量分别为 ( )

A．m个 18m B．(m一4)个 18(m一4)

C．(m一3)个 18(m一3)＋4 D．(m一2)个 18(m一2)+4

解析：通过认真识图可知，含有3条肽链，其中一条是环状结构。对于环状结构来说，失水数等于氨基酸数。图中还有2个二硫键，所以还要失去4个H。

变式训练5．全世界每年有上千人由于误吃毒蘑菇而死亡，鹅膏蕈碱就是一种毒菇的毒素，它是一种环状八肽。若20种氨基酸的平均相对分子质量为128，则鹅膏蕈碱的相对分子质量大约是 ( )

A．1 024 B．898 C．880 D．862

解析：环状多肽在形成过程中减少的水分子数等于氨基酸个数，所以其分子量＝128X 8—18X 8＝880。

四．蛋白质中N原子数或O原子数

(1) N原子数＝各氨基酸中N的总数＝肽键数＋肽链数十R基上的N原子数

(2) O原子数＝各氨基酸中O的总数一脱去水分子数

＝肽键数十2X肽链数十R基上的O原子数

例6．某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是（）A．n -m B．n -2m C．n+m D．n+2m

解析：解答本题时首先要明确氧原子在蛋白质中的存在位置有三个,（1）每个肽键有1个,（2）—条肽链有一个完整的羧基，其中有2 个氧原子,（3） R基中也可能含有氧原子. 至少的含义是不考虑R基中的氧原子. 两个氨基酸脱水缩合形成一个肽键，里面含一个氧原子，n个氨基酸缩合形成m条肽链，应有肽键n—m个，所以肽键中氧原子是n—m个，—条肽链中除肽键外还至少含有一个完整的羧基，里面有两个氧原子，所以m条肽链中应至少还有2m个氧原子，再加上肽键中的n—m个，所以应至少有氧原子个数为n—m＋2m = n＋m。

[错解] A [错因分析] 考生只考虑到肽键中有氧原子，而忽略了每条肽链中除肽键中有氧原子外，其至少还含有一个完整羧基，其中含两个氧原子。

变式练习6：某蛋白质有n个氨基酸，由m条肽链组成，该蛋白质至少有多少个氮原子 ( ) A．n—m B．n十m C．n D. m

解析: 考查蛋白质的分子结构，蛋白质合成过程中的脱水缩合、氨基酸的结构特点等相关知识。解答本题时首先要明确氮原子在蛋白质中的存在位置有三个,（1）每个肽键有1个,（2）—条肽链有一个完整的氨基，其中有1 个氮原子,（3） R基中也可能含有氮原子.