与蛋白质相关的计算题，题型较多，难度较大。但总与蛋白质相关的计算题，题型较多，难度较大。但总体上可分为三种类型，且每类题型都有相应解题策略。如体上可分为三种类型，且每类题型都有相应解题策略。如下表：下表：题目类型题目类型解题策略解题策略蛋白质蛋白质(或多肽或多肽)中原子数计算中原子数计算用原子守恒解答用原子守恒解答多肽种类计算多肽种类计算用数学中用数学中“排列排列组合组合”解答解答基因表达中氨基酸与基因表达中氨基酸与DNA、RNA中碱基数的关系中碱基数的关系用比例关系解答用比例关系解答 一、多肽中各原子数的计算一、多肽中各原子数的计算氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑氨基酸中，若不考虑R基，至少含有基，至少含有2个碳原子、个碳原子、2个氧原个氧原子、子、4个氢原子和个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分失去部分H、O原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：少。其相关数量关系如下：(1)碳原子数氨基酸的分子数碳原子数氨基酸的分子数2R基上的碳原子数。基上的碳原子数。(2)氢原子数各氨基酸中氢原子的总数脱去的水分氢原子数各氨基酸中氢原子的总数脱去的水分子数子数2。(3)氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数。子数。(4)(4)氮原子数肽链数肽键数氮原子数肽链数肽键数R R基上的氮原子数基上的氮原子数各氨基酸中氮原子的总数。各氨基酸中氮原子的总数。(5)(5)由于由于R R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。(6)(6)含含2 2个氨基的氨基酸数个氨基的氨基酸数N N原子数肽键数原子数肽键数1 1。例例1某多肽链为某多肽链为199肽，其分子式为肽，其分子式为CxHyNaObS2(a199、b200)，并且由下列，并且由下列5种氨基酸组成。那么该种氨基酸组成。那么该多肽彻底水解后将会分别得到赖氨酸、天冬氨酸的个数多肽彻底水解后将会分别得到赖氨酸、天冬氨酸的个数为为()Aa199、(b200)/2Ba200、b200Ca199、(b199)/2 Da200、(b200)/2解析解析从题意知该多肽为从题意知该多肽为199肽，则它是由肽，则它是由199个氨基酸组成的；个氨基酸组成的；又知该多肽分子式为又知该多肽分子式为CxHyNaObS2，其中，其中N有有a个，则可知组成该个，则可知组成该多肽的多肽的199个氨基酸共有个氨基酸共有a个氨基；又知组成该多肽的个氨基；又知组成该多肽的5种氨基酸种氨基酸中只有赖氨酸含有中只有赖氨酸含有2个氨基，所以赖氨酸个数为个氨基，所以赖氨酸个数为a199。由于组。由于组成该多肽的成该多肽的5种氨基酸中只有天冬氨酸含有种氨基酸中只有天冬氨酸含有2个羧基，设该多肽共个羧基，设该多肽共含有天冬氨酸为含有天冬氨酸为d个，反应前个，反应前199个氨基酸中氧原子共有个氨基酸中氧原子共有4d(199d)2，形成，形成199肽时脱去肽时脱去198个水分子，每个水分子含一个氧原个水分子，每个水分子含一个氧原子，所以该多肽分子中尚存在氧原子数为子，所以该多肽分子中尚存在氧原子数为b4d(199d)21982d200，d(b200)/2。答案答案A二、多肽种类的计算二、多肽种类的计算多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。对于氨基酸数目相同的多肽来说，则取决于氨基酸的种对于氨基酸数目相同的多肽来说，则取决于氨基酸的种类和排列顺序。可以借助下面的示意图类和排列顺序。可以借助下面的示意图( ( 代表要安放的代表要安放的氨基酸的位置氨基酸的位置) )，结合数学中，结合数学中“排列组合排列组合”的相关知识，的相关知识， 推导出相关的计算规律。推导出相关的计算规律。( (以以2020种氨基酸形成的四肽化种氨基酸形成的四肽化合物为例合物为例) )(1)(1)若每种氨基酸数目无限，可形成肽类化合物的种若每种氨基酸数目无限，可形成肽类化合物的种类有类有20204 4种种( (即即1 1号位置安放氨基酸的情况有号位置安放氨基酸的情况有2020种，种，2 2、3 3、4 4号也是如此，即号也是如此，即202020202020202020204 4种种) )。(2)(2)若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有类有(20(201919181817)17)种种 即即1 1号位置安放氨基酸的情况号位置安放氨基酸的情况有有2020种，种，2 2号位置安放的氨基酸只能在剩余的号位置安放的氨基酸只能在剩余的1919种中选择种中选择即即(20(201919181817)17)种种 。 例例22现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3 3种氨基种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含酸，它们能形成的三肽种类以及包含3 3种氨基酸的三肽种种氨基酸的三肽种类分别最多有类分别最多有( () )A A9 9种，种，9 9种种 B B6 6种，种，3 3种种C C1818种，种，6 6种种 D D2727种，种，6 6种种 解析解析 由上述由上述“规律规律(1)(1)”很容易计算出足量的很容易计算出足量的3 3种氨种氨基酸构成的三肽有基酸构成的三肽有3 33 32727种。对于包含种。对于包含3 3种氨基酸的三肽种氨基酸的三肽种类的理解，可借用示意图种类的理解，可借用示意图“”来分析，即第来分析，即第一个位置的氨基酸有一个位置的氨基酸有3 3种情况，第二个位置只能从另种情况，第二个位置只能从另2 2种氨种氨基酸中任选基酸中任选1 1种，第三个位置只能安放剩余的种，第三个位置只能安放剩余的1 1种，虽然这种，虽然这3 3种氨基酸足量，但是仍需按种氨基酸足量，但是仍需按“规律规律(2)(2)”计算，即计算，即3 32 21 16 6种。种。 答案答案 D D三、氨基酸数与相应三、氨基酸数与相应DNADNA、RNARNA片段中碱基数的计算片段中碱基数的计算基因表达中，基因表达中，DNADNA控制控制mRNAmRNA的合成，的合成，mRNAmRNA指导蛋白质指导蛋白质的合成。的合成。DNADNA中碱基排列顺序转录为中碱基排列顺序转录为mRNAmRNA中碱基排列顺序，中碱基排列顺序，进而翻译为蛋白质中氨基酸的排列顺序。其数量关系图进而翻译为蛋白质中氨基酸的排列顺序。其数量关系图解如下：解如下：由于由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成解为每合成1个氨基酸至少需要个氨基酸至少需要mRNA上的上的3个碱基和个碱基和DNA(基因基因)上的上的6个碱基。个碱基。例例3氨基酸的平均相对分子质量为氨基酸的平均相对分子质量为120，如有一个，如有一个两条链的多肽，相对分子质量是两条链的多肽，相对分子质量是12 276，合成这个多肽，合成这个多肽的氨基酸的数目和指导它合成的的氨基酸的数目和指导它合成的DNA分子脱氧核苷酸数分子脱氧核苷酸数目至少依次是目至少依次是()A144,864B144,432C120,720 D120,360 解析解析 多肽的相对分子质量氨基酸的数目多肽的相对分子质量氨基酸的数目氨基氨基酸平均相对分子质量酸平均相对分子质量( (氨基酸的数目肽链条数氨基酸的数目肽链条数) )1818，把相应数字代入上式可得：氨基酸的数目把相应数字代入上式可得：氨基酸的数目120120，再根据，再根据基因控制蛋白质合成过程中：基因控制蛋白质合成过程中：DNADNA分子中脱氧核苷酸数分子中脱氧核苷酸数相应相应mRNAmRNA分子核糖核苷酸数分子核糖核苷酸数指导合成的蛋白质上氨基酸指导合成的蛋白质上氨基酸数数631631，可知，可知DNADNA分子中脱氧核苷酸数目分子中脱氧核苷酸数目6 6120120720720。 答案答案 C C1 1已知天冬酰胺的已知天冬酰胺的R R基为基为C C2 2H H4 4ONON，现有分子式为，现有分子式为C C6363H H103103O O1818N N1717S S2 2的多肽，其中含有的多肽，其中含有2 2个天冬酰胺。在上个天冬酰胺。在上述多肽中最多有肽键述多肽中最多有肽键( () )A A1717个个 B B1616个个C C1515个个 D D1414个个解析：多肽解析：多肽C C6363H H103103O O1818N N1717S S2 2中有中有1717个个N N，因含有两个天，因含有两个天冬酰胺冬酰胺(R(R基为基为C C2 2H H4 4ON)ON)，故该多肽由，故该多肽由1515个氨基酸脱水个氨基酸脱水缩合而成，形成的肽键数目为缩合而成，形成的肽键数目为1414。答案：答案：D D2某条多肽的相对分子质量为某条多肽的相对分子质量为2 778，若氨基酸的平均相，若氨基酸的平均相对分子质量为对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是的基因长度至少是()A75对碱基对碱基B78对碱基对碱基C90对碱基对碱基 D93对碱基对碱基解析：设多肽是由解析：设多肽是由m个氨基酸构成的，蛋白质的相对个氨基酸构成的，蛋白质的相对分子质量分子质量110m18(m1)2 778，则，则m等于等于30。那。那么控制该多肽的密码子有么控制该多肽的密码子有31个个(终止密码子不编码氨基终止密码子不编码氨基酸酸)，则控制该多肽合成的基因至少有，则控制该多肽合成的基因至少有93对碱基。对碱基。答案：答案：D3 3(2013(2013济南模拟济南模拟) )某多肽的分子式为某多肽的分子式为C C4242H H6565N N1111O O9 9，它彻底水解后只得到以下它彻底水解后只得到以下3 3种氨基酸，则此多肽中种氨基酸，则此多肽中含有的赖氨酸个数为含有的赖氨酸个数为( () )A2个个 B3个个C5个个 D8个个解析：假设甘氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸的数目分别为解析：假设甘氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸的数目分别为a、b、c。由于这三种氨基酸都只含有一个羧基，该多肽的氧。由于这三种氨基酸都只含有一个羧基，该多肽的氧原子数肽键中的氧原子数游离的羧基中的氧原子数，原子数肽键中的氧原子数游离的羧基中的氧原子数，即即9肽键中的氧原子数肽键中的氧原子数2。因此，该多肽含有。因此，该多肽含有7个肽键，个肽键，8个氨基酸，即个氨基酸，即abc8。根据该多肽含有的氮原子数。根据该多肽含有的氮原子数分析，可得分析，可得ab2c11，可求出，可求出c3。答案：答案：B4 4现有氨基酸现有氨基酸100100个，其中氨基总数为个，其中氨基总数为102102个，羧基总数个，羧基总数为为101101个，则由这些氨基酸合成的含有个，则由这些氨基酸合成的含有2 2条肽链的蛋白条肽链的蛋白质中，含有氧原子的数目是质中，含有氧原子的数目是( () )A A101 101 B B102102C C103 103 D D104104解析：这个蛋白质分子中有解析：这个蛋白质分子中有9898个肽键个肽键( (每个肽键含有每个肽键含有1 1个氧原子个氧原子) )，3 3个羧基个羧基( (每个羧基含有每个羧基含有2 2个氧原子个氧原子) )，故多，故多肽中氧原子数目为肽中氧原子数目为98981 13 32 2104104个。个。答案：答案：D D5(2013江西四市联考江西四市联考)经测定，某多肽链分子式是经测定，某多肽链分子式是C21HxOyN4S2(SHSHSS2H)，其中含有一个，其中含有一个二硫键二硫键(SS)。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的：苯丙氨酸为原料合成的：苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列有关该多肽的叙述，正确的是。下列有关该多肽的叙述，正确的是()A该多肽水解后产生的氨基酸分别是半胱氨酸、天冬氨该多肽水解后产生的氨基酸分别是半胱氨酸、天冬氨 酸、丙氨酸和亮氨酸酸、丙氨酸和亮氨酸B该多肽中该多肽中H原子数和原子数和O原子数分别是原子数分别是32和和5C该多肽形成过程中至少需要该多肽形成过程中至少需要4种种tRNAD该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少了了56解析：根据该多肽链中解析：根据该多肽链中N N的数目氨基端的数目氨基端(1(1个个) )肽键中的肽键中的N NR R基基中的中的N(N(五种氨基酸中都没有五种氨基酸中都没有) )可推出，肽键中的可推出，肽键中的N N为为3 3个，该多肽个，该多肽链由链由4 4个氨基酸组成；半胱氨酸、天冬氨酸、丙氨酸和亮氨酸的个氨基酸组成；半胱氨酸、天冬氨酸、丙氨酸和亮氨酸的碳元素之和为碳元素之和为3 34 43 36 61616，与题目中该多肽链的分子式不符。，与题目中该多肽链的分子式不符。根据该多肽链中碳元素和硫元素的数目，可确定组成该多肽链的根据该多肽链中碳元素和硫元素的数目，可确定组成该多肽链的氨基酸应该为一个苯丙氨酸氨基酸应该为一个苯丙氨酸(C(C9 9H H1111O O2 2N)N)、一个亮氨酸、一个亮氨酸(C(C6 6H H1313O O2 2N)N)、两个半胱氨酸两个半胱氨酸(C(C3 3H H7 7O O2 2NS)NS)；该多肽中；该多肽中H H原子数为原子数为11117 713137 73 32 22 23030，O O原子数为原子数为2 22 22 22 23 31 15 5。该多肽由。该多肽由3 3种氨种氨基酸组成，其形成过程中至少需要基酸组成，其形成过程中至少需要3 3种种tRNAtRNA。该多肽在核糖体上。该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少形成，形成过程中相对分子质量减少18183(3(形成肽键时脱水形成肽键时脱水) )2(2(形成一个二硫键脱下形成一个二硫键脱下2 2个个H)H)5656。答案：答案：D D6现有足量的现有足量的a、b两种氨基酸，则这两种氨基酸脱水缩合可两种氨基酸，则这两种氨基酸脱水缩合可以形成二肽的种类数是以形成二肽的种类数是()A6 B2C4 D8解析：二肽由两个氨基酸组成，这个问题实际上是求两种解析：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置上的氨基酸有两种选择(a或者或者b)，第二个位置上的氨基，第二个位置上的氨基酸也有两种选择，所以种类数为酸也有两种选择，所以种类数为224，即有，即有aa、bb、ab、ba 4种，种，ab中中a提供羧基，提供羧基，b提供氨基形成肽键，提供氨基形成肽键，ba中中b提供羧基，提供羧基，a提供氨基形成肽键，这是两种不同的提供氨基形成肽键，这是两种不同的二肽。此结果可以推而广之，二肽。此结果可以推而广之，n种氨基酸形成种氨基酸形成m肽的种类数肽的种类数为为nm种。种。答案：答案：C7 7现有一种现有一种“十三肽十三肽”，分子式为，分子式为C C5454H H9595N N1717O O2020，已知，已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸。将它彻底水解后只得到下列氨基酸。(1)(1)将该将该“十三肽十三肽”彻底水解后有彻底水解后有_个丙氨酸，个丙氨酸，_个赖氨酸，个赖氨酸，_个天冬氨酸。个天冬氨酸。(2)(2)和未水解的化合物相比，水解后哪几种元素的数目和未水解的化合物相比，水解后哪几种元素的数目增加了？增加了？_。哪几种元素的数目减少了？。哪几种元素的数目减少了？_。(2)(2)水解时肽键打开，水分子中的水解时肽键打开，水分子中的OHOH和肽键中的和肽键中的COCO相连，水分子中的相连，水分子中的H H和肽键中的和肽键中的NHNH相连，因此和未相连，因此和未水解的多肽相比，水解后水解的多肽相比，水解后H H和和O O两种元素的数量增加了，两种元素的数量增加了，其他元素的数目都没有减少。其他元素的数目都没有减少。答案：答案：(1)6(1)64 43 3(2)H(2)H和和O O无无