有關(guān)蛋白質(zhì)計(jì)算問題的歸類解析

　　計(jì)算題是高中生物中常見的題型之一。而其中一個重點(diǎn)就是關(guān)于蛋白質(zhì)的計(jì)算，蛋白質(zhì)中氨基酸、氨基、羧基、肽鏈、肽鍵、脫水?dāng)?shù)、分子量等各因素之間數(shù)量關(guān)系非常復(fù)雜。因此，此部分是高考的一個重點(diǎn)和難點(diǎn)，本文對此進(jìn)行了總結(jié)歸納。
　　考點(diǎn)一：氨基酸的結(jié)構(gòu)通式。
　　例1.甲硫氨酸的R基是—CH—CH—S—CH，則它的分子式是（ ）。
　　A.CHONS B.CHS C.CHOS D.CHON
　　解析：此類題型的關(guān)鍵就是按照氨基酸分子通式和所給R基寫出氨基酸的分子式，由此可以看出每個氨基酸中至少有C原子2個、H原子4個、O原子2個、N原子1個，所以在甲硫氨酸中C原子數(shù)=3+2=5，H原子數(shù)=7+4=11，O原子數(shù)=0+2=2，N原子數(shù)=l，S原子數(shù)=1，所以甲硫氨酸的分子式為CHONS。
　　答案選A。
　　例2.有一種二肽的分子式是CHNO，水解后得到丙氨酸（R基為-CH）和另一種氨基酸X，則X的化學(xué)式是（ ）。
　　A.CHNO B.CHNO C.CH11NO5 D.CHNO
　　解析：涉及多肽時(shí)則根據(jù)脫水縮合原理反向推斷。二肽的分子式為CHNO，所以沒有脫水之前兩種氨基酸的分子式總和為CHNO，而根據(jù)氨基酸結(jié)構(gòu)通式可得出丙氨酸為CHON，所以另外一種氨基酸的分子式為CHNO。
　　答案選B。
　　考點(diǎn)二：脫水縮合反應(yīng)
　　1.有關(guān)蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的計(jì)算
　　在解答這類問題時(shí)，必須明確的基本關(guān)系式是：
　　蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)×氨基酸的平均相對分子質(zhì)量-脫水?dāng)?shù)×18（水的相對分子質(zhì)量）
　　例3.組成生物體某蛋白質(zhì)的20種氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為128，一條含有100個肽鍵的多肽鏈的分子量為多少？
　　解析：根據(jù)蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)×氨基酸的平均相對分子質(zhì)量-脫水?dāng)?shù)×18（水的相對分子質(zhì)量）。本題中含有100個肽鍵的多肽鏈中氨基酸數(shù)為：100＋1=101，肽鍵數(shù)為100，脫水?dāng)?shù)也為100，則依上述關(guān)系式，蛋白質(zhì)分子量=101×128-100×18=11128。
　　2.有關(guān)蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水?dāng)?shù)的計(jì)算
　　在解答這類問題時(shí)，必須明確的基本知識是蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水?dāng)?shù)的數(shù)量關(guān)系。基本關(guān)系式有：
　　n個氨基酸脫水縮合形成一條多肽鏈，則肽鍵數(shù)=（n-1）個；脫水?dāng)?shù)=（n-1）個
　　n個氨基酸脫水縮合形成m條多肽鏈，則肽鍵數(shù)=（n-m）個；脫水?dāng)?shù)=（n-m）個
　　例4.人體內(nèi)的抗體IgG是一種重要的免疫球蛋白，由4條肽鏈構(gòu)成，共有x個氨基酸，則其分子中肽鍵數(shù)為（ ）。
　　A.x個 B.（x+1）個 C.（x-2）個 D.（x-4）個
　　解析：依上述關(guān)系式，n個氨基酸脫水縮合形成m條多肽鏈，則肽鍵數(shù)=（n-m）個，所以分子中肽鍵數(shù)為（x-4）個。
　　答案選D。
　　3.有關(guān)蛋白質(zhì)中至少含有氨基數(shù)和羧基數(shù)的計(jì)算
　　當(dāng)R基中不含氨基或羧基，n個氨基酸組成1條肽鏈時(shí)，至少含有1個氨基、1個羧基；n個氨基酸組成m條肽鏈時(shí)，至少含有m個氨基、m個羧基。
　　例5.某蛋白質(zhì)含x個氨基酸，由3條肽鏈組成，該蛋白質(zhì)至少含—COOH和—NH2數(shù)為（ ）。
　　A.x，x B.x，3 C.x-1，x-1 D.3，3
　　解析：依上述關(guān)系式，n個氨基酸組成m條肽鏈時(shí)，至少含有m個氨基、m個羧基，所以答案選D。
　　例6.有一化合物，其分子式為CHON，已知將它完全水解后只得到下列四種氨基酸：
　　（1）該多肽是多少肽？
　　（2）該多肽進(jìn)行水解后，需?搖 ?搖個水分子。
　　解析：從該多肽水解后得到的4種氨基酸的結(jié)構(gòu)式可以看出，每一種氨基酸都僅含有一個N原子，而此多肽中共含有10個N原子，所以該多肽是由10個氨基酸縮合形成的，因而為10肽；該多肽進(jìn)行水解后，需要10個水分子。
　　4.有關(guān)蛋白質(zhì)中氨基酸的種類和數(shù)量的計(jì)算
　　例7.由5種氨基酸（每種氨基酸數(shù)量不限）最多能合成不同結(jié)構(gòu)的三肽有多少種？（ ）
　　A.5種 B.5種 C.5種 D.64種
　　解析：三肽是由三個氨基酸脫水縮合形成的，而每一個氨基酸由5種可能，所以三肽的種類有5×5×5。所以答案選C。
　　考點(diǎn)三：蛋白質(zhì)與轉(zhuǎn)錄翻譯過程相結(jié)合的計(jì)算
　　這一類型的計(jì)算題是以轉(zhuǎn)錄和翻譯為基礎(chǔ)的，所謂的轉(zhuǎn)錄是指在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。即DNA一條鏈上的堿基數(shù)不少于RNA中的堿基數(shù)，也即DNA中的堿基數(shù)至少是RNA中堿基數(shù)的兩倍。所謂的翻譯是嚴(yán)格按照密碼子的信息指導(dǎo)氨基酸分子合成多肽鏈的過程，密碼子是指存在于信使RNA上連續(xù)的三個堿基決定一個氨基酸。綜上所述，蛋白質(zhì)中的一個氨基酸在信使RNA中對應(yīng)3個堿基。在DNA上對應(yīng)三個堿基對。基因中堿基數(shù)：mRNA中堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)=6∶3∶1，正確理解了這些聯(lián)系，該部分涉及的蛋白質(zhì)計(jì)算就迎刃而解了。
　　例8.某基因中含有2400個堿基，則由它控制合成的含有兩條肽鏈的蛋白質(zhì)分子中最多含有肽鍵的個數(shù)是（ ）。
　　A.198個 B.398個 C.400個 D.798個
　　解析：根據(jù)規(guī)則：蛋白質(zhì)中的一個氨基酸在信使RNA中對應(yīng)3個堿基。在DNA上對應(yīng)三個堿基對，即基因中堿基數(shù)：mRNA中堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)=6∶3∶1。因此，合成的蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)為2400÷6=400個。又此蛋白質(zhì)有兩條肽鏈，所以其中含有的肽鍵數(shù)為400-2=398個。答案選B。
　　總之，基礎(chǔ)知識是解題的基礎(chǔ)，離開了基礎(chǔ)知識一切都等于零。雖然我們不能概括所有的試題，但只要熟練掌握基礎(chǔ)知識后，以不變應(yīng)萬變，就一定能達(dá)到事半功倍的效果。