在高中生物學中，涉及蛋白質(zhì)各種因素之間的數(shù)量關系比較復雜，是學生學習中的重點和難點，也是高考的考點與熱點。因此，在復習時牢牢掌握氨基酸分子的結構通式以及脫水縮合反應的過程，恰當?shù)倪\用相關公式是解決問題的關鍵。現(xiàn)將與蛋白質(zhì)相關的計算公式及典型例題歸析如下，以便復習參考。
一、有關蛋白質(zhì)計算的公式匯總
★★規(guī)律1：有關氨基數(shù)和羧基數(shù)的計算
⑴蛋白質(zhì)中氨基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基上的氨基數(shù)=各氨基酸中氨基的總數(shù)-肽鍵數(shù)；
⑵蛋白質(zhì)中羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基上的羧基數(shù)=各氨基酸中羧基的總數(shù)-肽鍵數(shù)；
⑶在不考慮R基上的氨基數(shù)時，氨基酸脫水縮合形成的一條多肽鏈中，至少含有的氨基數(shù)為1，蛋白質(zhì)分子由多條肽鏈構成，則至少含有的氨基數(shù)等于肽鏈數(shù)；
⑷在不考慮R基上的羧基數(shù)時，氨基酸脫水縮合形成的一條多肽鏈中，至少含有的羧基數(shù)為1，蛋白質(zhì)分子由多條肽鏈構成，則至少含有的羧基數(shù)等于肽鏈數(shù)。
★★規(guī)律2：蛋白質(zhì)中肽鍵數(shù)及相對分子質(zhì)量的計算
⑴蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)=水解消耗水分子數(shù)=氨基酸分子個數(shù)-肽鏈數(shù)；
⑵蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=氨基酸總質(zhì)量（氨基酸分子個數(shù)×氨基酸平均相對分子質(zhì)量）-失水量（18×脫去的水分子數(shù)）。
注意：有時還要考慮其他化學變化過程，如：二硫鍵（—S—S—）的形成等，在肽鏈上出現(xiàn)二硫鍵時，與二硫鍵結合的部位要脫去兩個H，謹防疏漏。
★★規(guī)律3：有關蛋白質(zhì)中各原子數(shù)的計算
⑴C原子數(shù)=（肽鏈數(shù)+肽鍵數(shù)）×2+R基上的C原子數(shù)；
⑵H原子數(shù)=（氨基酸分子個數(shù)+肽鏈數(shù)）×2+R基上的H原子數(shù)=各氨基酸中H原子的總數(shù)-脫去的水分子數(shù)×2；
⑶O原子數(shù)=肽鏈數(shù)×2+肽鍵數(shù)+R基上的O原子數(shù)=各氨基酸中O原子的總數(shù)-脫去的水分子數(shù)；
⑷N原子數(shù)=肽鏈數(shù)+肽鍵數(shù)+R基上的N原子數(shù)=各氨基酸中N原子的總數(shù)。
注意：一個氨基酸中的各原子的數(shù)目計算：① C原子數(shù)＝R基團中的C原子數(shù)＋2；②H原子數(shù)＝R基團中的H原子數(shù)＋4；③ O原子數(shù)＝R基團中的O原子數(shù)＋2；④N原子數(shù)＝R基團中的N原子數(shù)＋1。
★★規(guī)律4：有關多肽種類的計算：
假設有n（0＜n≤20）種、m個氨基酸，任意排列構成多肽（這里m≤n）：
⑴若每種氨基酸數(shù)目無限（允許重復）的情況下，可形成肽類化合物的種類：有nm種；
⑵若每種氨基酸只有一個（不允許重復）的情況下，可形成肽類化合物的種類：有n×(n-1)×(n-2)…×(n-m+2)×(n-m+1)= 種。
★★規(guī)律5：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目與核酸中堿基數(shù)的計算：
⑴DNA基因的堿基數(shù)（至少）：mRNA的堿基數(shù)（至少）：氨基酸的數(shù)目＝6：3：1；
⑵肽鍵數(shù)（得失水數(shù)）＋肽鏈數(shù)=氨基酸數(shù)=（DNA）基因堿基數(shù)/6= mRNA堿基數(shù)/3。
注意：解題時看清是“堿基數(shù)”還是“堿基對數(shù)”，二者關系為：堿基數(shù)=2×堿基對數(shù)；對于真核生物而言,上式中的DNA片段相當于基因編碼區(qū)中的外顯子；關于終止密碼子所占的數(shù)量，若題目中沒有明確要求則不做計算。
特別提示：以上規(guī)律既適用于“鏈狀肽”的相關計算，也適用于“環(huán)狀肽”的相關計算，不過，若為環(huán)狀肽，則可視為公式中的肽鏈數(shù)等于零，再進行相關計算。
二、典型例題呈現(xiàn)
例1．某肽鏈由51個氨基酸組成，如果用肽酶把其分解成1個二肽、2個五肽、3個六肽、3個七肽，則這些短肽的氨基總數(shù)的最小值、肽鍵總數(shù)、分解成這些小分子肽所需水分子總數(shù)依次是（ ）
解析：據(jù)題意可知，短肽（包括二肽和多肽）的數(shù)目共有9個（1+2+3+3）。因為每條短肽至少有一個氨基（不包括R基上的氨基），故這些短肽氨基總數(shù)的最小值（即游離的氨基數(shù)量至少）為9個；由“肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)”，可得肽鍵總數(shù)是42個（51-9）；分解成這9個短肽，需要斷裂8個肽鍵，由肽鍵數(shù)=失去的水分子數(shù)知，形成這些短肽需要的水分子數(shù)量（即消耗的水分子數(shù)）是8個。
警示：此題的關鍵是“分解成這些小分子肽所需的水分子總數(shù)”中的“分解成”，往往誤認為是“分解”從而導致出錯。雖然是一字之差，結果卻是大不相同。
答案：C
例2．有一條多肽鏈由12個氨基酸組成，分子式為CxHyNzOwS（z>12，w>13），這條多肽鏈經(jīng)過水解后的產(chǎn)物中有5種氨基酸：半胱氨酸（C3H7NO2S）、丙氨酸（C3H6NO2）、天門冬氨酸（C4H7N04）、賴氨酸（C6H14N202）、苯丙氨酸（C9H11NO2）。水解產(chǎn)物中天門冬氨酸的數(shù)目是（ ）
A．y+12個 B．z+12個 C．w+13個 D．(w-13)/2個
解析：據(jù)題干提供的5種氨基酸，可知天門冬氨酸中含有4個氧原子，而其他氨基酸中僅有2個氧原子，這說明天門冬氨酸中多的2個氧原子是存在于R基中的（因為一個氨基酸在不考慮R基中含氧原子時，僅羧基中含有2個氧原子）。因此我們可以根據(jù)脫水縮合反應前后的氧原子數(shù)守恒進行計算。設組成該多肽的天門冬氨酸為n個，則有：①反應前氨基酸中的氧原子數(shù)=2×12（組成每分子多肽的氨基酸數(shù)）+2×n（天門冬氨酸數(shù)）；②反應后生成物中的氧原子數(shù)=w（多肽中氧原子數(shù)）+11（脫下水中的氧原子數(shù)）。所以，由“①=②”得:n=（w-13）/2。
點撥：根據(jù)其他元素在反應前后數(shù)量不變可以求出肽鏈中的另外幾種氨基酸的數(shù)目。本題也可以根據(jù)反應前后各種原子個數(shù)不變，設5種氨基酸個數(shù)依次為m、n、o、p個，然后列方程組計算�？傊梦镔|(zhì)守恒的思想是解決此類問題的關鍵。
答案：D
例3． 某條多肽的相對分子質(zhì)量為2778，若氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為110，如考慮終止密碼子，則編碼該多肽的基因長度至少是（ ）
A．75對堿基 B．78對堿基 C．90對堿基 D．93對堿基
解析：本題考查了有關蛋白質(zhì)合成過程中與核酸相關問題的計算。DNA基因的堿基數(shù)（至少）：mRNA的堿基數(shù)（至少）：蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目＝6（若為堿基對數(shù)則為3）：3：1，據(jù)題意，若求基因的長度首先應計算出氨基酸的個數(shù)（設為n）,則有n×110-(n-1)×18=2778，推出n=30，又因為題干中給出“考慮終止密碼子”，所以密碼子數(shù)為n+1=31個。
綜上，在僅考慮基因中的編碼區(qū)編碼該多肽的基因長度至少是31×3=93對堿基。
答案：D
備注：把握中心法則及計算中的對應關系，同時注意看清是堿基數(shù)，還是堿基對數(shù)的比值，是否考慮終止密碼，所求解的內(nèi)容示意為“最多”還是“至少”等等。一定要避免數(shù)量關系不清楚而出錯。
三、技能提升訓練
1． 如圖表示一個由153個氨基酸殘基構成的蛋白質(zhì)分子。下列敘述正確的是（ ）
A．該分子中含有 152 個肽鍵
B．參與構成該分子的氨基酸中至少有 1個酸性氨基酸和 1 個堿性氨基酸
C．該分子中有 1 個氨基酸殘基含硫
D．該分子徹底水解將產(chǎn)生153 種氨基酸
2． 全世界每年有成千上萬人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鵝膏草堿就是一種毒菇的毒素，它是一種環(huán)狀八肽。若20種氨基酸的平均分子量為128，則鵝膏草堿的分子量約為( )
A． 1024 B． 898 C． 880 D． 862
3． 有一多肽，其分子式是C55H70O19N10，將其徹底水解后，只得到下列四種氨基酸：谷氨酸（C2H5O4N）、丙氨酸（C3H7O2N）、谷氨酸（C5H9O4N）和苯丙氨酸（C9H11O2N）。下列有關該多肽的敘述中，正確的是（ ）
A．該多肽是九肽
B．該多肽在脫水縮合過程中一定是4種轉(zhuǎn)運RNA參與轉(zhuǎn)運相應的氨基酸
C．該多肽徹底水解可得到3個谷氨酸
D．4種氨基酸縮合成該多肽時，相對分子量減少了162
4． 1965年我國科學家在世界上首次合成結晶牛胰島素，它是由兩條肽鏈共51氨基酸組成的具有生物活性的蛋白質(zhì)，假若決定該牛胰島素的基因（包括3個終止密碼）中堿基A占25%，那么按理論計算堿基C的數(shù)目是( )
A． 81 個 B． 76 個 C． 153個 D． 324個
5．胰島素是一種蛋白質(zhì)分子，它含有2條多肽鏈，A鏈含有21個氨基酸，B鏈含有30個氨基酸，2條多肽鏈間通過2個二硫鍵(二硫鍵是由2個-SH連接而成的)連接，在A鏈上也形成1個二硫鍵，如右圖所示為結晶牛胰島素的平面結構示意圖，據(jù)此回答:
(1)這51個氨基酸形成胰島素后，分子質(zhì)量比原來減少了 。
(2)胰島素分子中含有肽鍵 個，肽鍵可表示為 。
(3)從理論上分析，胰島素分子至少有 個-NH2，至少有 個-COOH。
參考答案：1．B 2．C 3．D 4．A 5． (1) 888；(2) 49 -CO-NH-；(3) 2 2
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/150275.html
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