与蛋白质相关的计算题型及解法

与蛋白质相关的计算题型及解法

王玉红（河北省张家口市第二中学 075000）

蛋白质是构成生物体的重要化合物，又是生命活

动的体现者。因此，蛋白质是高中《生物》中的重点和

难点，也是考点和热点。现将与蛋白质相关的计算题

型及解法做了如下的小结和归纳。

1 与氨基酸缩合反应有关的计算

1. 1 关于缩合反应过程中氨基酸的个数、肽链数、形成的肽键个数和脱去的水分子数之间的数量关系见例1 ～ 3。

例1：血红蛋白的分子中，含有574 个氨基酸和四条肽链，问在形成此蛋白质分子时，失去水分子数和形成的肽键个数分别是多少？

解析：此种类型题是蛋白质相关计算中最基本的题型，根据组成生物体蛋白质的氨基酸的通式及氨基酸的缩合反应过程，可以总结出如下规律：

氨基酸的个数- 肽链数= 脱去水分子数= 肽键数

据此规律可知：肽键数= 脱去的水分子数= 574 -4 = 570

1. 2 关于蛋白质相对分子质量的计算此类计算是以1. 1 为基础，结合化学反应中反应前和反应后原子数不变的原理，计算蛋白质的相对分子质量。

例2：组成生物体某蛋白质的12 种氨基酸的平均相对分子质量为128，一条含有100 个肽键的多肽链的相对分子质量为多少？

解析：氨基酸合成蛋白质的过程中，要失去水分子，因此其相对分子质量变化由失去的分子数目的多少决定。由氨基酸的缩合反应可知：氨基酸的个数×氨基酸的相对分子质量= 多肽（蛋白质）的相对分子质量+ 水分子的个数× 18（水的相对分子质量）。则蛋白质的相对分子质量= 氨基酸的个数×氨基酸的相对分子质量- 水分子的个数× 18此多肽的相对分子质量=（100 + 1）× 128 - 100 ×18 = 12728

例3. 胰岛素是一种蛋白质分子，它含有两条多肽链，A 链含有21 个氨基酸，B 链含有30 个氨基酸。2条肽链间通过2 个二硫键（二硫键是由2 个- SH）连接而成，在A 链上也形成1 个二硫键。这51 个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来减少了多少？

解析：此题是例2 的一个变式，需要注意的是这51个氨基酸形成胰岛素后，不仅要脱去水，而且还形成3个二硫键，每形成一个二硫键则脱去2 个氢。所以，相对分子质量比原来减少的数量=（21 + 30 - 2）× 18 + 3× 2 × 1 = 888。

1. 3 求氨基酸的分子简式见例4。

例4：谷胱苷肽（C10H17O6N3S）是存在于动、植物和微生物细胞中的一个重要的三肽，它是由谷氨酸（C5H9O4N）、甘氨酸（C2H5O2N）和半胱氨酸缩合而成，则半胱氨酸可能的分子简式为

A. C3H3N

B. C3H5ONS

C. C3H7O2NS

D. C3H3O2NS

解析：根据脱水缩合反应可知：C5H9O4N +C2H5O2N + 半胱氨酸= C10H17O6N3S + 2H2O

根据反应前原子的个数等于反应后原子的个数，半胱氨酸为C3H7O2NS，故正确答案为C。1. 4 求M 个氨基酸可以组成多少种多肽化合物见例5。

例5：某多肽由4 个氨基酸组成，这4 个氨基酸各不相同，试问；可组成几种4 肽化合物？若将足量的上述4 种氨基酸置于适宜的条件下，经脱水缩合形成的4肽化合物最多可能有多少种？

解析：由于氨基酸排列顺序不同，多肽的种类则不同。因此根据排列组合可知此4 肽化合物的种类为P44= 4 × 3 × 2 × 1 = 24。氨基酸的种类确定（m 种），肽化合物的氨基酸的

数量确定（ n 肽），则可能形成的化合物的种类= mn = 44 = 256。

2 与蛋白质分子水分解反应有关的计算

例6：现有一条多肽，其化学式为C55H70O19N10，已知将它彻底水解后只得到下列四种氨基酸：甘氨酸（C2H5NO2），丙氨酸（C3H7NO2），苯丙氨酸（C9H11NO2）和谷氨酸（ C5H9NO4），该多肽水解后多少个谷氨酸？有多少个苯丙氨酸？

解析：根据题意可知这一多肽水解后得到的四种氨基酸中都只含有一个N 原子，可推知这一个多肽是由10 个氨基酸组成。根据水解反应的情况可得下列简式：多肽+ 9H2O = 10 氨基酸，根据反应前后原子的个数不变原理，依题意设甘氨酸为X 个、丙氨酸Y 个、苯丙氨酸Z 个、谷氨酸K 个，列出方程式

2X + 3Y + 9Z + 5K = 55

5X + 7Y + 11Z + 9K = 70 + 18

X + Y + Z + K = 10 {2X + 2Y + 2Z + 4K = 19 + 9

解此方程得：X = 1 Y = 2 Z = 3 K = 4

·48·生物学教学2005 年（第30 卷）第8 期

“绿色植物的生活需要水”一节的教学

吴建国（江苏省常熟市白茆中学 215532）

“绿色植物的生活需要水”是人教版七年级《生物

学》上册第三单元“生物圈中的绿色植物”中有关植物

生理基本知识的一节内容，如何开展教学及使教学体

现新课程的理念呢？笔者经过实践，通过“找水”、“分

析图片资料”、“解读实验数据”、“评诗、改诗”、“角色

扮演”（萎蔫的菊花、沙漠中的仙人掌）、“给萎蔫的菊

花浇水”、“了解家乡的水资源以及植被分布情况和缺

水地区极其珍贵的水资源”等一系列探究、主体活动，

充分体现了面向全体学生、提高他们生物科学素养、倡

导探究性学习的新课程理念。

通过笔者对课程资源的潜心挖掘，使乏味的植物

生理知识的教学和各种能力的培养，特别是情感、态度

和价值观的教育有机地结合起来，收到了较好的效果。

1 教学目标和重、难点

1. 1 教学目标①基础知识：说出植物的生活离不开

水的原因；举例说出水对植物分布的影响。②能力培

养：通过一系列探究活动，培养学生科学探究的能力，

收集分析和处理资料的能力；尝试解读实验数据的能

力。③情感态度与价值观：关爱绿色植物，理解生物圈

中人与绿色植物的和谐发展；增强热爱家乡，立志建设

家乡的使命感和责任感；养成节约用水的生活习惯。

1. 2 重点和难点①植物的生活离不开水的原因。

②水对植物分布的影响。③解读小麦实验数据的方

法。

2 教学过程

（课时安排：1 课时）

2. 1 课前准备①学生：自带各种植物器官，收集各

类图片资料，了解家乡的水资源和植物分布。②教师：