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1蛋白质计算问题归类解析一、.有关蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的计算ｎ个氨基酸脱水缩合形成一条多肽链，则肽键数＝(ｎ−1)个；ｎ个氨基酸脱水缩合形成ｍ条多肽链，则肽键数＝(ｎ−ｍ)个；无论蛋白质中有多少条肽链，始终有：脱水数＝肽键数＝氨基酸数−肽链数例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5lB.50和50C．50和49D．49和49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。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145B．145和144C．145和146D．146和145变式练习2：某三十九肽中共有丙氨酸4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽（如图），这些多肽中肽键总数为A．31B．32C．34D．35二、.有关蛋白质相对分子质量的计算蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量−脱水数×18（水的相对分子质量）。[即缩合前总质量减去脱去水分子质量]比如有n个氨基酸，形成m个肽链，每个氨基酸的平均相对分子质量为a公式：蛋白质相对分子质量为=n·a一(n—m)·18[(n—m为失去的水分子数，18为水的相对分子质量][若有二硫键，则应再减去二硫键的个数×2]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．12000B．10236C．10218D．13764点拨：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：120×l00一(100—2)×18＝10236。例3：某蛋白质分子的相对分子质量为10412，20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1620，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＝1620÷18＝90个；氨基酸的个数＝(10412＋1620)÷128＝94个。变式练习1：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.12800B.11018C.11036D.8800变式练习2：若某蛋白质的分子量为11935，在合成这个蛋白质分子的过程中脱水量为1908，假设氨基酸的平均分子量为127，则组成该蛋白质分子的肽链有（）A..1条B..2条C.3条D.4条变式练习3：某蛋白质分子含有a条肽链，共有b个氨基酸。如果氨基酸的平均相对分子质量是c，则该蛋白质的相对分子质量以及水解时需要的水的相对分子质量分别是A．b（c－18）+18a和18（b—a）B．b（c+18）+18a和18（a+b）C．b（c－18）—18a和18（a—b）D．b（c+18）—18a和18（b—a）2三、有关蛋白质中游离的氨基或羧基数目的计算氨基酸之间脱水缩合时，原来的氨基和羧基已不存在，形成的多肽的一端是-NH2，另一端是—COOH，所以对于m条肽链的多肽，每1条肽链至少应有1个-NH2，1个—COOH，若还有-NH2或—COOH，则存在于R基中。（1）)蛋白质中氨基数或至少有多少个至少有氨基（数）＝至少有羧基（数）＝肽链数例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基数分别是()A．746和764B．760和760C．762和762D．4和4变式训练1: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NH2和一COOH个数及氨基酸数分别为多少个()A．105，105，105B．110，110，110C．4，4，113D.1，1，113变式训练2:某蛋白质分子由3条多肽链组成，内有肽键109个，则此分子中含有-NH2或—COOH的数目至少为：（）A.112、112B.109、109C.9、9D.3、3（2）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5.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2B．798、12和10C．799、1和ID．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1:现有1000个氨基酸，具中氨基有1020个，羧基有1050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、1016、1046B．996、1、1C．996、24、54D．996、1016、1046(3)环状肽中Aal，Aa2，…，Aa6表示6种氨基酸，它们相互缩合形成的环状肽由图示可知：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。肽键的数目=脱去的水分子的数目=氨基酸的数目.例6．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18mB．(m一4)个18(m一4)C．(m一3)个18(m一3)＋4D．(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。3例7.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．1024B．898C．880D．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＝128×8—18×8＝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原子数每个肽键含有一个N每条肽链至少含有一个—NH2(2)O原子数＝各氨基酸中O的总数一脱去水分子数＝肽键数十2×肽链数十R基上的O原子数例8．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-mB．n-2mC．n+mD．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1：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—mB．n十mC．nD.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.至少的含义是不考虑R基中的氮原子.解题的要点是考虑氮原子数目就要明确氨基酸的基本结构简式，在结构简式中氮原子存在于氨基(一NH2)中，在肽链中，一个肽键(一CO—NH一)中含有一个氮原子是解题的关键，所以在该蛋白质中共有n一m个肽键，每条肽链的一端至少含有一个氮基，有1个氮原子，所以该蛋白质中至少含有的氧原子数目为n—m＋m，即n个。五．氨基酸的排列与多肽的种类计算假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形分析：①A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类：3×3×3(33＝27种)形成二肽的种类：3×3(32＝9种)例9．如果有足量的三种氨基酸，分别为甲、乙、丙，则它们能形成的三肽种类以及包含三种氨基酸的三肽种类最多是()A．9种、9种B．6种、3种C．27种、6种D．3种、3种解析：此题与数学的排列组合知识相联系，注意肽链是有方向的如甲一甲一乙和乙一甲一甲是两种不同的三肽。它们的计算结果分别为3３和Ｐ３３＝3×2×1＝6。4②A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类：3×2×1(3×2×1＝6种)形成二肽的种类：3×2(3×2＝6种)例10．由丙氨酸、甘氨酸、亮氨酸组成的三肽(每种氨基酸在三肽中出现一次)有()A．6种B．5种C．4种D．3种六．已知某R基（如：丙氨酸的R基为—CH3），则其对应的氨基酸（或形成的肽链）中C、H、O、N等元素的数量为多少？例11．丙氨酸的R基为一CH３，谷氨酸的R基为一C３H５O２，它们缩合形成的二肽分子中，C、H、O的原子比例为()A．7：16：6B．7：14：5C．8：12：5D．8：14：5解析：先根据R基推导出两种氨基酸的结构简式或分子式，再根据脱水缩合的原理计算原子数。注意，计算H原子数、Ｏ原子数时，应减去脱去水分子中的原子数。丙氨酸的结构简式是，谷氨酸的结构简式是当缩合成二肽时需脱去一分子水。故缩合成的二肽分子中，C原子数为3＋5＝8，H原子数为7＋9—2＝14，Ｏ原子数为2＋4一１＝5。变式练习1：谷氨酸的R基为一C3H5O2，在一个谷氨酸分子中，含有碳和氧的原子数是()A．4、4B．5、4C．4、5D．5、6点拔：由氨基酸的结构通式可知：碳原子数为5，氧原于数为4。例12:在下列物质中，有的属于构成蛋白质的氨基酸，有的不是。若将其中构成蛋白质的氨基酸缩合成蛋白质，则其中含的氨基、羧基和肽键及脱去的水分子的数目依次是()A．1、1、2、2B．4、3、3、2C．2、2、2、2D．3、4、2、2解析：解此题时，第一步先要将五种物质中属于氨基酸的挑选出来。挑选时要依据氨基酸分子的通式。鉴别结果是：②不是氨基酸，④不是构成蛋白质的氨基酸；第二步，将挑出的氨基酸①③⑤脱水缩合成三肽，并写出化合物的简式。第三步，数出此三肽中氨基、羧基和肽键的数目：氨基2个，羧基2个，肽键2个。点拨：④号不参与蛋白质的构成；R基团的氨基或羧基是不参与形成肽键的。七．有关蛋白质中氨基酸的种类和数量的计算例13分析多肽E和多肽F得到以下结果（单位：个）元素或基团CHON氨基羧基多肽E201348625332多肽F182294555461两种多肽中氨基酸的数目最可能是（）选项ABCD多肽E1993405851多肽F1812815349八、有关蛋白质种类的计算例14、由4种氨基酸，每种氨基酸数量不限，最多能合成不同结构的三肽有（）A.4种B.43种C.34种D.12种5【针对性训练】1.若某蛋白质的分子量为11935，在合成这个蛋白质分子的过程中脱水量为1908，假设氨基酸的平均分子量为127