蛋白質有關計算快速解題技巧

白玉琴

摘 要：做題時能讀透題目后研究解題方法，關鍵在于熟練掌握計算規(guī)律，尤其是高考生物中有關計算“技巧”性知識的灌輸，更應注重學生日常的生物文化素養(yǎng)的內在積淀。

關鍵詞：高中生物；相關的計算題；快速解題技巧；蛋白質

高中生物相關的計算題，題型較多難度較大。高分考生得益于自己長期有針對的訓練，中等成績學生花了很多時間做練習，好像學了不少招數(shù)，結果面對高考題時還是使不上力氣，低分考生本來就是為做題而做題，疲于應付，當然想要提高生物成績不是很管用，也就是說，這些做法治標不治本。我個人認為，若學生做題時能讀透題目后研究解題方法，關鍵在于熟練掌握計算規(guī)律，對高中生物有關的計算學習有一定的幫助。現(xiàn)以生命活動的主要承擔者蛋白質相關計算為例，來看看解答這類題目，有何快速解題技巧。

普通高中課程標準實驗教科書生物必修一第24頁練習3：胰島素分子有A、B兩條鏈，A鏈有21個氨基酸，B鏈有30個氨基酸，胰島素分子中肽鍵數(shù)目是 個，失去水分子數(shù) 個。

考點分析：首先這里有個含蓄的問題，那就是胰島素是蛋白質，然后根據(jù)普通高中課程標準實驗教科書生物必修一第22頁圖2—5氨基酸脫水縮合示意圖。氨基酸分子相互結合的方式是：一個氨基酸分子的氨基和另一個氨基酸的羧基相連接，同時脫去水，而連接兩個氨基酸分子化學鍵叫做肽鍵。所以可以總結規(guī)律一：肽鍵數(shù)=失去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)—肽鏈數(shù)。假如n個氨基酸縮合形成m條肽鏈，然后由這m條肽鏈構成的一個蛋白質分子，則計算蛋白質分子中肽鍵數(shù)、失去水分子數(shù)可以用關系式n-m表示。由此推知本題答案為：49。

變式訓練一：若已知20種氨基酸的平均相對分子質量為128，則胰島素的相對分子質量接近于_____。

考點分析：氨基酸分子相互結合的方式是脫水縮合，相對分子質量減少了，減少的部分就是失去的水。所以可以總結規(guī)律二：蛋白質相對分子質量=氨基酸個數(shù)×氨基酸平均相對分子質量-脫水分子個數(shù)×18-其他（如形成一個二硫鍵）。假若，n為氨基酸個數(shù)，a為氨基酸的平均相對分子質量，m為肽鏈數(shù)，則計算蛋白質的相對分子質量可以用關系式：na-（n-m）×18表示。由此推知本題答案為：5648。

變式訓練二：胰島素分子至少含有 個游離的羧基，

______個游離的氨基。

考點分析：氨基酸分子相互結合的方式脫水縮合中，一般是一個氨基酸分子的羧基和另一個氨基酸分子的氨基相連接，“至少”不考慮R基中可能存在的羧基和氨基。所以可以總結規(guī)律三：一條肽鏈至少含有一個羧基和一個氨基，且位于肽鏈兩端。假如m為肽鏈數(shù)，則蛋白質分子中至少含有的羧基數(shù)或氨基數(shù)可以用關系式：m表示。由此推知本題答案為：2。

變式訓練三：胰島素分子中至少有氧原子的個數(shù) ，氮原子的個數(shù) 。

考點分析：方法一，氨基酸分子相互結合方式脫水縮合中，失去水分子中有氧原子，而不含氮原子，“至少”不考慮R基中可能存在的羧基和氨基。根據(jù)化學反應前后原子守恒，所以可以總結規(guī)律四：蛋白質分子中至少含有氧原子數(shù)=氨基酸數(shù)×2-失去水分子數(shù)；蛋白質分子中至少含有氮原子數(shù)=氨基酸數(shù)。假如n為氨基酸個數(shù)，m為肽鏈數(shù)，則計算蛋白質分子中至少氧原子數(shù)可以用關系式：n+m表示；蛋白質分子中至少含有氮原子數(shù)可以用關系式：n表示。方法二，蛋白質分子中氧原子或氮原子主要存在于肽鍵中，肽鍵結構式為-CONH-，可知一個肽鍵中含有一個氧原子和一個氮原子，位于肽鏈斷的羧基中含有兩個氧原子和氨基中含有一個氮原子，“至少”不考慮R基中可能存在的羧基和氨基。所以可以總結規(guī)律五：蛋白質分子中至少含有氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)×2；蛋白質分子中至少含有氮原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)。假如n為氨基酸個數(shù)，m為肽鏈數(shù)，則計算蛋白質分子中至少氧原子數(shù)可以用關系式：n+m表示；蛋白質分子中至少含有氮原子數(shù)可以用關系式：n表示。由此推知本題答案為：53，52。

變式訓練四：控制胰島素分子合成的基因中至少含有堿基數(shù) 個。

考點分析：胰島素合成過程是基因表達，基因表達包括兩個階段轉錄和翻譯，轉錄是以雙鏈DNA中的一條鏈為模板合成單鏈mRNA，這樣基因中堿基數(shù)是mRNA中堿基數(shù)的二倍；翻譯是以mRNA為模板合成多肽或蛋白質中，mRNA中相鄰的三個堿基決定一種氨基酸，這樣mRNA中堿基數(shù)就是蛋白質中氨基酸數(shù)的三倍。所以可以總結規(guī)律六：基因（DNA）中的堿基數(shù)：mRNA中堿基數(shù)：蛋白質中的氨基酸數(shù)=6∶3∶1。至少一般不考慮終止密碼子、基因中非編碼區(qū)、真核細胞基因編碼區(qū)中內含子等。由此推知本題答案為：306。

高考生物中有關計算之所以難，難在不僅需要記憶，更需要思維；不僅需要勤做，更需要有想法；不僅需要策略，更需要有針對性訓練。生物高考刷題有一定的效果，但更多的是日常的積累，對生物課本考試內容的分析，尤其是高考生物中有關計算“技巧”性知識的灌輸，更應注重學生日常的生物文化素養(yǎng)的內在積淀，從而提高高考生物成績。

參考文獻：

[1]候占慶.高中生物解題策略的教學[J].學周刊，2015.

[2]張竹云.高中生物解題思維障礙與對策[J].網(wǎng)絡財富，2010.

注：本文系2018年度甘肅省“十三五”教育科學規(guī)劃課題“基于核心素養(yǎng)背景下高中生物課堂教學有效性的探究”研究成果，課題編號：GS[2018]GHB1513。

編輯 高 瓊