有關蛋白質計算問題的歸類解析

　　計算題是高中生物中常見的題型之一。而其中一個重點就是關于蛋白質的計算，蛋白質中氨基酸、氨基、羧基、肽鏈、肽鍵、脫水數、分子量等各因素之間數量關系非常復雜。因此，此部分是高考的一個重點和難點，本文對此進行了總結歸納。
　　考點一：氨基酸的結構通式。
　　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=3+2=5，H原子數=7+4=11，O原子數=0+2=2，N原子數=l，S原子數=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的化學式是（ ）。
　　A.CHNO B.CHNO C.CH11NO5 D.CHNO
　　解析：涉及多肽時則根據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，而根據氨基酸結構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。
　　考點二：脫水縮合反應
　　1.有關蛋白質相對分子質量的計算
　　在解答這類問題時，必須明確的基本關系式是：
　　蛋白質的相對分子質量=氨基酸數×氨基酸的平均相對分子質量-脫水數×18（水的相對分子質量）
　　例3.組成生物體某蛋白質的20種氨基酸的平均相對分子質量為128，一條含有100個肽鍵的多肽鏈的分子量為多少？
　　解析：根據蛋白質的相對分子質量=氨基酸數×氨基酸的平均相對分子質量-脫水數×18（水的相對分子質量）。本題中含有100個肽鍵的多肽鏈中氨基酸數為：100＋1=101，肽鍵數為100，脫水數也為100，則依上述關系式，蛋白質分子量=101×128-100×18=11128。
　　2.有關蛋白質中氨基酸數、肽鏈數、肽鍵數、脫水數的計算
　　在解答這類問題時，必須明確的基本知識是蛋白質中氨基酸數、肽鏈數、肽鍵數、脫水數的數量關系。基本關系式有：
　　n個氨基酸脫水縮合形成一條多肽鏈，則肽鍵數=（n-1）個；脫水數=（n-1）個
　　n個氨基酸脫水縮合形成m條多肽鏈，則肽鍵數=（n-m）個；脫水數=（n-m）個
　　例4.人體內的抗體IgG是一種重要的免疫球蛋白，由4條肽鏈構成，共有x個氨基酸，則其分子中肽鍵數為（ ）。
　　A.x個 B.（x+1）個 C.（x-2）個 D.（x-4）個
　　解析：依上述關系式，n個氨基酸脫水縮合形成m條多肽鏈，則肽鍵數=（n-m）個，所以分子中肽鍵數為（x-4）個。
　　答案選D。
　　3.有關蛋白質中至少含有氨基數和羧基數的計算
　　當R基中不含氨基或羧基，n個氨基酸組成1條肽鏈時，至少含有1個氨基、1個羧基；n個氨基酸組成m條肽鏈時，至少含有m個氨基、m個羧基。
　　例5.某蛋白質含x個氨基酸，由3條肽鏈組成，該蛋白質至少含—COOH和—NH2數為（ ）。
　　A.x，x B.x，3 C.x-1，x-1 D.3，3
　　解析：依上述關系式，n個氨基酸組成m條肽鏈時，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種氨基酸的結構式可以看出，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；該多肽進行水解后，需要10個水分子。
　　4.有關蛋白質中氨基酸的種類和數量的計算
　　例7.由5種氨基酸（每種氨基酸數量不限）最多能合成不同結構的三肽有多少種？（ ）
　　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。
　　考點三：蛋白質與轉錄翻譯過程相結合的計算
　　這一類型的計算題是以轉錄和翻譯為基礎的，所謂的轉錄是指在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。即DNA一條鏈上的堿基數不少于RNA中的堿基數，也即DNA中的堿基數至少是RNA中堿基數的兩倍。所謂的翻譯是嚴格按照密碼子的信息指導氨基酸分子合成多肽鏈的過程，密碼子是指存在于信使RNA上連續的三個堿基決定一個氨基酸。綜上所述，蛋白質中的一個氨基酸在信使RNA中對應3個堿基。在DNA上對應三個堿基對。基因中堿基數：mRNA中堿基數：蛋白質中的氨基酸數=6∶3∶1，正確理解了這些聯系，該部分涉及的蛋白質計算就迎刃而解了。
　　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分子中最多含有肽鍵的個數是（ ）。
　　A.198個 B.398個 C.400個 D.798個
　　解析：根據規則：蛋白質中的一個氨基酸在信使RNA中對應3個堿基。在DNA上對應三個堿基對，即基因中堿基數：mRNA中堿基數：蛋白質中的氨基酸數=6∶3∶1。因此，合成的蛋白質中的氨基酸數為2400÷6=400個。又此蛋白質有兩條肽鏈，所以其中含有的肽鍵數為400-2=398個。答案選B。
　　總之，基礎知識是解題的基礎，離開了基礎知識一切都等于零。雖然我們不能概括所有的試題，但只要熟練掌握基礎知識后，以不變應萬變，就一定能達到事半功倍的效果。