蛋白质类计算题的归类解析蛋白质类计算题的归类解析一、有关蛋白质中氨基酸分子式的计算一、有关蛋白质中氨基酸分子式的计算 例例 1.谷胱甘肽谷胱甘肽(分子式分子式 C10H17O6N3S)是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要的三肽，它是由是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要的三肽，它是由 谷氨酸（谷氨酸（C5H9NO4） 、甘氨酸（、甘氨酸（C2H5O2）和半胱氨酸缩合而成，则半胱氨酸可能的分子式为）和半胱氨酸缩合而成，则半胱氨酸可能的分子式为( ) A.C3H3NS B. C3H5NS C. C3H7O2NS D. C3H3O2NS 【解析解析】谷胱甘肽是由谷胱甘肽是由 3 个氨基酸通过脱去个氨基酸通过脱去 2 分子水缩合而成的三肽。因此，这分子水缩合而成的三肽。因此，这 3 个氨基酸分个氨基酸分 子式之和应等于谷胱甘肽分子式子式之和应等于谷胱甘肽分子式 再加上再加上 2 个水分子，即个水分子，即 C10H17O6N3S+2H2O=C10H21O8N3S 。故。故 C10H21O8N3S - C5H9NO4 -C2H5NO2 =C3H7O2NS(半胱氨酸半胱氨酸)。 参考答案：参考答案：C 点拨：掌握氨基酸分子的结构通式以及脱水缩合反应的过程是解决此类计算题的关键。点拨：掌握氨基酸分子的结构通式以及脱水缩合反应的过程是解决此类计算题的关键。 二、有关蛋白质中肽键数及脱下水分子数的计算二、有关蛋白质中肽键数及脱下水分子数的计算 例例 2. 人体内的抗体人体内的抗体 IgG 是一种重要的免疫球蛋白，由是一种重要的免疫球蛋白，由 4 条肽链构成，共有条肽链构成，共有 m 个氨基酸，则该个氨基酸，则该 蛋白质分子有肽键数蛋白质分子有肽键数( ) A.m 个个 B. (m+1)个个 C.(m-2)个个 D.(m-4)个个 参考答案：参考答案：D 点拨：点拨：m 个氨基酸分子脱水缩合成个氨基酸分子脱水缩合成 n 条多肽链时条多肽链时,要脱下要脱下(m-n)个水分子个水分子,同时形成同时形成(m-n)个肽键个肽键,可可 用公式表示为用公式表示为:脱下脱下 的水分子数的水分子数=肽键数目肽键数目=氨基酸数氨基酸数-肽链数肽链数. 三、有关蛋白质中游离的氨基或羧基数目的计算三、有关蛋白质中游离的氨基或羧基数目的计算 1.至少含有的游离氨基或羧基数目至少含有的游离氨基或羧基数目 例例 3.人体内的抗体人体内的抗体 IgG 是一种重要的免疫球蛋白，由是一种重要的免疫球蛋白，由 4 条肽链构成，共有条肽链构成，共有 764 个氨基酸，则该个氨基酸，则该 蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧基的个数分别是（）蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧基的个数分别是（） A. 764、 764 B. 760 、760 C. 762、 762 D. 4 、4 【解析解析】由氨基酸的通式可知每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基（由氨基酸的通式可知每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基（R 基上也可能含有氨基上也可能含有氨 基和羧基）基和羧基） 。氨基酸脱水缩合形成多肽时，参与形成肽键的氨基和羧基不再称为游离的氨基和羧。氨基酸脱水缩合形成多肽时，参与形成肽键的氨基和羧基不再称为游离的氨基和羧 基，故任一多肽链至少含有基，故任一多肽链至少含有 1 个游离的氨基和个游离的氨基和 1 个游离的羧基且分别位于首尾两端。该蛋白质个游离的羧基且分别位于首尾两端。该蛋白质 由由 4 条肽链组成，应至少含有条肽链组成，应至少含有 4 个游离的氨基和个游离的氨基和 4 个游离的羧基。个游离的羧基。 参考答案：参考答案：D 点拨：审题时要注意对题干中关键词（如点拨：审题时要注意对题干中关键词（如“至少至少”和和“游离游离” ）的理解。）的理解。 2. 含有的游离氨基或羧基数目含有的游离氨基或羧基数目 例例 4. 现有现有 1000 个氨基酸个氨基酸,其中氨基有其中氨基有 1020 个个,羧基有羧基有 1050 个个,则由此合成的则由此合成的 4 条肽链中游离的氨条肽链中游离的氨 基、羧基的数目分别是基、羧基的数目分别是( ) A. 1010、1046 B.4 、4 C.24 、54 D.1024 、1054 【解析解析】每条肽链中至少含有每条肽链中至少含有 1 个氨基或羧基个氨基或羧基,面面 1000 个氨基酸中含有氨基个氨基酸中含有氨基 1020 个、羧基个、羧基 1050 个个,说明多出来的说明多出来的 20 个氨基和个氨基和 50 个羧基存在于个羧基存在于 R 基中基中,故由此合成的故由此合成的 4 条肽链中游离的氨基、羧条肽链中游离的氨基、羧 基的数目分别是基的数目分别是 20+4=24,50+4=54. 参考答案：参考答案：C 点拨：蛋白质中含有的游离氨基或羧基数目点拨：蛋白质中含有的游离氨基或羧基数目=肽链条数肽链条数+R 基中含有的氨基或羧基数基中含有的氨基或羧基数. 四、有关蛋白质中氨基酸数目的计算四、有关蛋白质中氨基酸数目的计算 1.氨基酸总数的计算氨基酸总数的计算例例 5. 已知氨基酸的平均相对分子质量为已知氨基酸的平均相对分子质量为 128,测得某蛋白质的相对分子质量为测得某蛋白质的相对分子质量为 5646,试判断该蛋试判断该蛋 白质的氨基酸数和肽链数依次是白质的氨基酸数和肽链数依次是( ) A.51、1 B.51 、2 C.44、1 D.44 、2 【解析解析】当蛋白质的相对分子质量确定后当蛋白质的相对分子质量确定后,氨基酸的数量与肽链的数量存在着必然的函数关系氨基酸的数量与肽链的数量存在着必然的函数关系.设设 氨基酸的数量与肽链的条数分别是氨基酸的数量与肽链的条数分别是 x 和和 y,则有则有 128x-18(x-y)=5646.尽管尽管 1 个方程式中有个方程式中有 2 个未知个未知 数数,但但 x 和和 y 都必须为符合题意的整数解都必须为符合题意的整数解,这样可解得这样可解得:x=51,y=2. 参考答案：参考答案：B 点拨点拨:解题时解题时,在蛋白质的相对分子质量、氨基酸的数目、肽链条数之间建立函数关系在蛋白质的相对分子质量、氨基酸的数目、肽链条数之间建立函数关系.蛋白质的相蛋白质的相 对分子质量对分子质量=氨基酸的数目氨基酸的数目氨基酸的平均相对分子质量氨基酸的平均相对分子质量-脱下的水分子数脱下的水分子数18; 氨基酸的数目氨基酸的数目= 水分子数水分子数+肽链条数肽链条数. 1.某种氨基酸数目的计算某种氨基酸数目的计算 例例 6. 某多肽的分子式为某多肽的分子式为 C55H70O19N10，已知它由下列，已知它由下列 4 种氨基酸组成：甘氨酸（种氨基酸组成：甘氨酸（C2H5NO2） 、丙、丙 氨酸（氨酸（C3H7NO2） 、苯丙氨酸（、苯丙氨酸（C9H11NO2） 、谷氨酸（、谷氨酸（C5H9NO4） ，那么该多肽彻底水解可产生多，那么该多肽彻底水解可产生多 少个谷氨酸分子（少个谷氨酸分子（ ） A. 4 个个 B. 5 个个 C. 6 个个 D. 3 个个 【解析解析】由于由于 4 种氨基酸分子各含有种氨基酸分子各含有 1 个个 N 原子，根据该多肽的分子式，可知该多肽为十肽，原子，根据该多肽的分子式，可知该多肽为十肽， 其水解需要其水解需要 9 分子水，又每分子甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸各含有分子水，又每分子甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸各含有 2 个个 O 原子，每分子谷氨酸原子，每分子谷氨酸 含有含有 4 个个 O 原子，设谷氨酸有原子，设谷氨酸有 x 个，其他个，其他 3 种氨基酸有（种氨基酸有（10x）个，根据脱水缩合前后）个，根据脱水缩合前后 O 原原 子守恒可得：（子守恒可得：（10x）2+4x=19+9，解方程得，解方程得 x4。参考答案：。参考答案：A 加强训练加强训练 6有一条多肽链由有一条多肽链由 12 个氨基酸组成，分子式为个氨基酸组成，分子式为 CxHyNzOwS(z12，w13)，这条多肽，这条多肽 链经过水解后的产物中有链经过水解后的产物中有 5 种氨基酸：半胱氨酸种氨基酸：半胱氨酸(C3H7NO2S)、丙氨酸、丙氨酸(C3H6NO2)、天门冬氨酸、天门冬氨酸 (C4H7NO4)、赖氨酸、赖氨酸(C6H14N2O2)、苯丙氨酸、苯丙氨酸(C9H11NO2)。问：水解产物中天门冬氨酸的数目是。问：水解产物中天门冬氨酸的数目是（ ） Ay+12 个个 Bz+12 个个 Cw+13 个个 D(w-13)/2 个个【解析解析】由于在半胱氨酸、丙氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸中都只含有由于在半胱氨酸、丙氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸中都只含有 1 个个 O 原子，分子原子，分子“ COOH”，而天门冬氨酸中含有，而天门冬氨酸中含有 2 个个 O 原子。设天门冬氨酸的个数为原子。设天门冬氨酸的个数为 x 个，则该十二肽由个，则该十二肽由 12 个个 氨基酸脱水缩合形成过程中，利用氨基酸脱水缩合形成过程中，利用 O 原子平衡建立关系式：（原子平衡建立关系式：（12-x）2+4 x-11=w，因此，因此 x=(w- 13)/2 个。该个。该“十二肽十二肽”分子彻底水解后有分子彻底水解后有 (w-13)/2 个天门冬氨酸。参考答案：个天门冬氨酸。参考答案：D 点拨：利用氨基酸脱水缩合前后某些特定原子数目的守恒是解决此类计算题的突破口。点拨：利用氨基酸脱水缩合前后某些特定原子数目的守恒是解决此类计算题的突破口。 五、有关蛋白质的相对分子质量的计算五、有关蛋白质的相对分子质量的计算 例例 7. 已知已知 20 种地氨基酸的平均相对分子质量为种地氨基酸的平均相对分子质量为 128,某蛋白质分子由两条肽链组成某蛋白质分子由两条肽链组成,共有肽键共有肽键 98 个个, 该当蛋白质的相对分子质量最接近于该当蛋白质的相对分子质量最接近于( ) A、12800 B、12544 C、11036 D 、12888 【解析解析】根据蛋白质中肽键数根据蛋白质中肽键数=氨基酸氨基酸-肽链数肽链数,可推知氨基酸的数目为可推知氨基酸的数目为 98+2=100,在此蛋白质的形在此蛋白质的形 成过程中失去的水分子数为成过程中失去的水分子数为 98.所以该当蛋白质的相对分子质量所以该当蛋白质的相对分子质量=128100-1898=11036. 参考答案：参考答案：C 例例 8. 已知氨基酸的平均相对分子质量为已知氨基酸的平均相对分子质量为 128，测得某蛋白质的相对分子质量为，测得某蛋白质的相对分子质量为 5646，拖去的水，拖去的水 分子数是分子数是 49。则组成该蛋白质的氨基酸数、肽链数以及至少游离的氨基数分别为。则组成该蛋白质的氨基酸数、肽链数以及至少游离的氨基数分别为（ ） A51、1、51 B51、2、2 C51、2、51 D44、2、2 【解析解析】 解题时可采用解题时可采用“列方程求解列方程求解”的方法。设氨基酸数为的方法。设氨基酸数为 n，肽链数为，肽链数为 m，列出方程式，列出方程式 5646 n12818（n-m） ，n-m=49。得到。得到 n51，m=2。又知两条肽链上至少游离着。又知两条肽链上至少游离着 2 个氨基，个氨基，故故 B 项正确。答案：项正确。答案：B 点拨：蛋白质的相对分子质量点拨：蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目氨基酸数目氨基酸的平均相对分子质量氨基酸的平均相对分子质量-脱下的水分子数脱下的水分子数18. (1)缩合时脱去的水分子数肽键数氨基酸数肽链数。缩合时脱去的水分子数肽键数氨基酸数