1-5蛋白质的相关计算

1- 5 蛋白质的相关计算

蛋白质的相关计算

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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。

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一、氨基酸、肽键、肽链、水分子、蛋白质相对 分子量的相关计算 【理论阐释】1.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。返回菜单

氨基酸、多肽、肽键、肽链和蛋白质的关系可归纳成下图：

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2.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

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3.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：

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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返回菜单

(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。返回菜单

(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。综上所述，由氨基酸的脱水缩合过程可总结如下规律： (仅指直链多肽)

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一条肽链(R基中N、O 原子数分别为x、y)氨基酸平均相对分子质量 氨基酸(平均含H数目为b)数目 肽键数目 脱去水分子数目 肽链(或蛋白质)的相对分子质 量 a m m-1 m-1 ma-18×(m-1) 至少一个(R基上还可 能含有氨基) 至少一个(R基上还可 能含有羧基)

n条肽链a m m-n m-n ma-18×(m-n)

氨基数目羧基数目

至少n个至少n个

N原子数O原子数 H原子数

m+xm+1+y m·b-2×(m-1)返回菜单

注意：①如果n个氨基酸形成若干个环状多肽，则蛋白质 分子形成过程中肽键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：

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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。

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【典例导悟】 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

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【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 O原子数=各氨基酸中O的总数-脱去水分子数，也就是2n-(nm)=n+m。 方法二 ：O原子数=肽键数+肽链数× 2+R基上的O原子数。肽键数 等于氨基酸数减去肽链条数即(n-m)。肽链数是m。由于该题设问

的是蛋白质至少含有的O原子的个数，所以，可以考虑R基上没有O原子。 所以本题答案是(n-m)+m×2+0=n+m。返回菜单

2.氨基酸、肽键数、失去水分子数及肽链条数的相关计算 【例2】某22肽被水解成1个4肽,2个3肽,2个6肽，则这些

短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是A.6 18 B.5 18 C.5 17 D.6 17 【解析】选C。本题考查蛋白质的合成过程中氨基酸、肽 键、氨基数目的计算。 氨基酸通过脱水缩合形成多肽，每一条多肽链上至少含 有一个游离的氨基和一个游离的羧基；含有的肽键数= 氨基酸总数-1,根据题目给出的条件可知：5个多肽至少

含有5个游离的氨基和17个肽键。返回菜单

3.蛋白质相对分子质量的计算

【例3】组成生物体某蛋白质的20种氨基酸的平均相对分子质量为128,则由100个氨基酸构成的含2条多肽链的蛋 白质，其分子量为 A. 12800 C. 11036 B. 11018 D. 8800

【解析】选C。本题考查蛋白质相对分子量的计算。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，根据前面蛋白质相对分子量的计算公式知：蛋白质的分子量=128×100-18×98=11036,答案为C。返回菜单

二、氨基酸数目与mRNA及DNA中碱基数量之间的 计算【理论阐释】 1.知识背景 蛋白质是生命性状的体现者，它是在DNA的控制下，经过

转录、翻译过程形成的，蛋白质的 氨基酸数目和DNA、 RNA的碱基数目之 间存在一定的规律， 其过程如图：返回菜单

碱基与氨基酸之间的数量关系如下： (1)转录时，组成基因的两条链只有一条链能转录，另一

条链则不能转录。因此.转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的l/2。 (2)翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸， 所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA 碱基数目的1/3。

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