蛋白质合成过程中的计算

蛋白质合成过程中的计算 题型一 氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的计算 1(免疫球蛋白IgG的结构示意图如图,其中—S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该IgG由m个氨基酸构成,则该IgG有肽键( ) A(m个 B((m，1)个 C((m,2)个 D((m,4)个 解析:选D 从题中图示可看出,该免疫球蛋白IgG由m个氨基酸经脱水缩合形成4条肽链构成,即脱去水分子(m,4)个,肽键与脱去的水分子是一一对应的,肽键也为(m,4)个。 2. 如图为某蛋白质的结构示意图,其中“—S—S—”为由两个“—SH”(巯基)构成的二硫键,其作用是连接两相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成,则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为( ) A(m,18m B((m,4),18(m,4) C((m,3),18(m,3)，4 D((m,2),18(m,2)，4 解析:选D 图中有3条肽链,中间一条为环状,故失去水分子数为氨基酸数,肽链数,即(m,2),由于有2个二硫键,而形成一个二硫键失去2个“H”,故减少的相对分子质量为18(m,2)，4。 3((2015?莆田模拟)某肽链由51个氨基酸组成,如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽,则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需要的水分子总数依次是( ) 解析:选C 在这9个短肽分子中,最少应含有的氨基总数为9个,每一个短肽的肽键数,氨基酸数,1,故肽键总数为:(2,1)，2×(5,1)，3×(6,1)，3×(7,1),42,这些小分子肽共9个,水解成这些小分子肽需破坏8个肽键,需要8分子水,故选C。 4(某直链多肽的分子式为CHON,其水解后共产生下列3种氨基酸,相关叙述正确2234136 的是( ) A(合成1分子该物质将产生6个水分子 B(在细胞中合成该物质时只需要3种tRNA C(该多肽分子含1个游离氨基和1个游离羧基 D(每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸 解析:选D 分析结构简式可知,3种氨基酸都只含有1个氨基,因此该多肽含有6个氨基酸,合成1分子该物质将产生5个水分子,合成此多肽时需要几种tRNA是由mRNA上有几种密码子决定的,如果只有3种密码子,则只需要3种tRNA,如果有3种以上密码子,则需3种以上tRNA,通过计算可知,该多肽由2个甘氨酸、1个丙氨酸和3个谷氨酸经脱水缩合形成,因此该多肽含有4个游离的羧基和1个游离的氨基。 (1)形成链状多肽时 ?肽键数,失去水分子数,氨基酸数,肽链数。 ?m个氨基酸脱水缩合形成一条或几条链状多肽时 肽链数目 氨基酸数 肽键数目 脱去水分子数 1 m ,m1 m,1 n m ,mn m,n ?至少含有的游离氨基或羧基数,肽链数。 ?游离氨基或羧基数目,肽链数，R基中含有的氨基或羧基数。 (2)形成环肽时 ?肽键数,脱去的水分子数,氨基酸数。 ?环状肽中主链上无游离的氨基和羧基,即氨基或羧基数,R基中氨基或羧基数目。 题型二 蛋白质相对分子质量及原子数目的计算 (2013?上海高考)某蛋白质由124个氨基酸组成,其中有8个—SH,在肽链形成空5. 间结构(如图)时,生成4个二硫键(—S—S—),若各氨基酸平均相对分子质量为125,则该蛋白质的相对分子质量约为( ) A(13 278 B(13 286 C(13 294 D(15 500 解析:选A 蛋白质的相对分子质量,氨基酸数×各氨基酸平均相对分子质量,(脱去 水的分子质量，脱去H的分子质量),124×125,(123×18，2×4),13 278。 6(如图表示一个由三条多肽链形成的蛋白质分子,共含271个氨基酸,图中每条虚线表示由两个R基中的巯基(—SH)脱氢形成一个二硫键(—S—S—)。下列相关叙述不正确的是( ) A(组成该分子的氨基酸最多有20种 B(氨基酸合成该分子后相对分子质量减少了4 824 C(该分子至少含有3个游离的氨基 D(该物质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应 解析:选B 组成蛋白质的氨基酸最多有20种,由271个氨基酸合成该分子时,脱去268分子水,同时在形成4个二硫键时脱去8个氢,即减少的相对分子质量为268×18，8,4 832,该分子由三条多肽链形成,至少含有3个游离的氨基,蛋白质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应。 7((2015?杭州模拟)某五十肽中有丙氨酸(R基为—CH)2个,现脱掉其中的丙氨酸(相3 应位置如图)得到几种不同的有机产物,其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述错误的是( ) A(肽键减少4个 B(氨基和羧基分别增加4个 C(氢原子增加8个 D(氧原子增加2个 解析:选D 根据图示,该五十肽是条多肽链,含有50,1,49个肽键。如果将其中的2个丙氨酸去掉后,就形成三条多肽链,则肽键数为48,3,45,因此肽键减少了4个,A正确,一条肽链变成三条肽链,氨基和羧基分别增加2个,而两个丙氨酸含有2个氨基和2个羧基,故氨基和羧基分别增加4个,B正确,由于减少了4个肽键,相当于多增加了4个水分子,因此氢原子增加了8个,氧原子增加了4个,C正确,D错误。 (1)蛋白质相对分子质量,氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量,脱去水分子数×18。(不考虑形成二硫键) (2)考虑二硫键(—S—S—)的形成时,每形成一个二硫键脱去两个氢,因此蛋白质相对分子质量,氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量,脱去水分子数×18,二硫键数目×2。 (3)蛋白质中含有N、O原子数的计算 ?N原子数,肽键数，肽链数，R基上的N原子数,各氨基酸中N原子总数。 ?O原子数,肽键数，2×肽链数，R基上的O原子数,各氨基酸中O原子总数,脱去水分子数。 题型三 氨基酸排列顺序与多肽种类的计算 8(现有足量的a、b两种氨基酸,则这两种氨基酸脱水缩合可以形成二肽的种类数是( ) A(6 B(2 C(4 D(8 解析:选C 二肽由两个氨基酸组成,这个问题实际上是求两种氨基酸在两个位置上的排列方式的种类。二肽的第一个位置上的氨基酸有两种选择(a或者b),第二个位置上的氨 基酸也有两种选择,所以种类数为2×2,4,即有a—a、b—b、a—b、b—a 4种,a—b中a提供羧基,b提供氨基形成肽键,b—a中b提供羧基,a提供氨基形成肽键,这是两种不 m同的二肽。此结果可以推而广之,n种氨基酸形成m肽的种类数为n种。 9(现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸,它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有( ) A(9种,9种 B(6种,3种 (18种,6种 D(27种,6种 C 3解析:选D 足量的3种氨基酸构成的三肽有3,27种。对于包含3种氨基酸的三肽种类的理解,可借用示意图“?—?—?”来分析,即第一个位置的氨基酸有3种情况,第二个位置只能从另2种氨基酸中任选1种,第三个位置只能安放剩余的1种,即3×2×1,6种。 氨基酸的排列与多肽种类的判断 (1)假若有n种氨基酸形成一个三肽,那么形成三肽的种类: n n n3即n种。 m(2)假若n种氨基酸形成一个m肽,则形成的多肽种类为n种。 (3)假若有n种氨基酸形成一个三肽,且每种氨基酸只有一个,则形成三肽的种类: ,1 n,2 n n 即n×(n,1)×(n,2)种。 (4)假若有n种氨基酸形成一个n肽,且每种氨基酸只有一个,则形成n肽的种类:n×(n,1)×(n,2)ׄ×1,n:。 题型四 氨基酸数目与相应DNA、RNA片段中碱基数目的计算 10(某条多肽的相对分子质量为2 778,若氨基酸的平均相对分子质量为110,如考虑终止密码子,则编码该多肽的基因长度至少是( ) A(75对碱基 B(78对碱基 C(90对碱基 D(93对碱基 解析:选D 设多肽是由m个氨基酸构成的,蛋白质的相对分子质量,110m,18(m,1),2 778,则m等于30。那么控制该多肽的密码子有31个(终止密码子不编码氨基酸),则控制该多肽合成的基因至少有93对碱基。 11(氨基酸的平均相对分子质量为120,如有一个两条链的多肽,相对分子质量是12 276,合成这个多肽的氨基酸的数目和指导它合成的DNA分子脱氧核苷酸数目至少依次是( ) A(144,864 B(144,432 C(120,720 D(120,360 解析:选C 多肽的相对分子质量,氨基酸的数目×氨基酸平均相对分子质量,(氨基酸的数目,肽链条数)×18,把相应数字代入上式可得:氨基酸的数目,120,再根据基因控制蛋白质合成过程中:DNA分子中脱氧核苷酸数?相应mRNA分子核糖核苷酸数?指导合成的蛋白质上氨基酸数,6?3?1,可知DNA分子中脱氧核苷酸数目,6×120,720。 基因表达中氨基酸与相应DNA、mRNA中碱基数目关系如图所示: 转录翻译DNA(基因)――?mRNA――?蛋白质 碱基数 ? 碱基数 ? 氨基酸数 6 ? 3 ? 1 由于mRNA中有终止密码子等原因,上述关系应理解为每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA(基因)上的6个碱基。 [知识体系构建] 填充:?C、H、O、N ?肽键 ?功能 ?免疫 ?信息传递 ?种类 ?排列顺序 ?空间结构 [关键语句必背] 1(一个必清:组成生物体蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH)和一个羧基2(—COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 2(一个概念:脱水缩合是一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH)相连接,同时脱去一分子水形成一个肽键的过程。 2 3(一个过程:氨基酸分子以脱水缩合的方式形成肽键,由肽键连接氨基酸分子形成肽链,肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。 4(一个功能:蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质,具有催化、运输、免疫、信息传递等多种功能。一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者。 5(两个原因 (1)蛋白质结构多样性的直接原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。 (2)高温使蛋白质发生变性的原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散、易被蛋白酶水解。