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“蛋白质相关计算”专题

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“蛋白质相关计算”专题
一、 氨基酸、多肽、肽键、肽链和蛋白质的关系可归纳成下图：

例题1．能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组是：①氨基酸 ②C、H、O、N 等化学元素 ③氨基酸分子互相结合 ④多肽 ⑤肽链 ⑥形成具有一定空间结构的蛋白质分子（ ）
A．①②③④⑤⑥ B．②①④③⑤⑥ C．②①④③⑥⑤ D．②①③④⑤⑥
二、求氨基酸的分子式
此类题型的关键就是按照氨基酸分子通式和所给R基写出氨基酸的分子式，涉及到多
肽时则根据脱水缩合原理反向推断。
例题2．谷胱甘肽(C10H17O6N3S)是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要三肽，它是由谷氨酸(C5H9O4N)、甘氨酸(C2H5O2N)和半胱氨酸缩合而成的，则半胱氨酸可能的分子式为(　　)
A．C3H3NS B．C3H5NS C．C3H7O2NS D．C3H3O2NS
三、有关蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的计算
1．ｎ个氨基酸脱水缩合形成一条多肽链，则肽键数＝脱水数＝氨基酸数－1＝(ｎ−1)个；
2．ｎ个氨基酸脱水缩合形成一个由ｍ条多肽链组成的蛋白质时，则脱去的水分子数和形成的肽键数为
(ｎ－ｍ)个；
3．无论蛋白质中有多少条肽链，始终有：脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数；
4．注：环状肽特点是肽键数与氨基酸数相同。即肽键的数目=脱去的水分子的数目=氨基酸的数目。
例题3．某蛋白质分子共有四条肽链，300个肽键，则形成这个蛋白质分子所需氨基酸分子数以及它们在脱水缩合过程中生成的水分子数分别是（ ）
A．296和296 B．304和304 C．304和300 D．300和300
例题4．某三十九肽中共有丙氨酸4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽（如图），这些多肽中肽键总数为（ ）
A．31 B．32
C．34 D．35

例题5．氨基酸分子脱水缩合形成含2条肽链的蛋白质分子时，相对分子量减少了900，由此可知， 此蛋白质分子中含有的氨基酸数和肽键数分别是（　）
A．52、52　　　　 B．50、50 C．52、50　　　　 D．50、49

四、有关蛋白质中游离的氨基或羧基数目的计算
氨基酸之间脱水缩合时，原来的氨基和羧基已不存在，形成的多肽的一端是-NH2，另一端是—COOH，所以对于n条肽链的多肽，每1条肽链至少应有1个-NH2，1个—COOH，若还有--NH2或—COOH，则存在于R基中。
1.蛋白质中氨基数=肽链条数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基的总数-肽键数；
2.蛋白质中羧基数=肽链条数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基的总数-肽键数；
3.在不考虑R基上的氨基数时，氨基酸脱水缩合形成的一条多肽链中，至少含有的氨基数为1，蛋白质分子由多条肽链构成，则至少含有的氨基数等于肽链数；
4.在不考虑R基上的羧基数时，氨基酸脱水缩合形成的一条多肽链中，至少含有的羧基数为1，蛋白质分子由多条肽链构成，则至少含有的羧基数等于肽链数。
例题6．现有1000个氨基酸，其中氨基有1020个，羧基1050个，则由此合成的4条肽链中氨基、羧基的数目分别是（ ）
A. 1016、1046 B. 4、4 C. 24、54 D. 1024、1054
例题7．含有215个N原子的200个氨基酸，形成了5个四肽、4个六肽和1个2条肽链构成的蛋白质分子。这些多肽和蛋白质分子中，肽键与氨基数目的最大值分别是(　　)
A．200和200 B．200和215 C．189和11 D．189和26
五、有关蛋白质相对分子质量的计算
1．蛋白质的相对分子质量＝氨基酸总质量−失水量；
2．蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量−脱水数×18（水的相对分子质量）；
例如：有m个氨基酸，形成n个肽链，每个氨基酸的平均相对分子质量为a；
公式：蛋白质的相对分子质量为＝m×a－(m－n)×18 [其中(m－n)为失去的水分子数，18为水的相对分子质量]；
3．注意：有时还要考虑其他化学变化过程，如：二硫键（—S—S—）的形成等，在肽链上出现二硫键时，与二硫键结合的部位要脱去两个H，谨防疏漏。
例题8.全世界每年有成千上万人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鹅膏蕈碱就是一种毒菇的毒素，它是一种环状八肽。若20种氨基酸的平均分子量为128，则鹅膏蕈碱的分子量约为( )
A． 1024 B. 898 C． 880 D. 862
例题9.某蛋白质分子的相对分子质量为10412, 20种氨基酸的平均相对分子质量为128，在形成该蛋白质分子时脱去的水分子总质量为1620，则该蛋白质分子的肽链数为(　　)
A．一条 B．两条 C．三条 D．四条
六、有关蛋白质中各原子数的计算
1.C原子数＝（肽链数+肽键数）×2+R基上的C原子数；
2.H原子数＝各氨基酸中H原子的总数-脱去的水分子数×2；
3.O原子数＝肽链数×2+肽键数+R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子的总数-脱去的水分子数；
4.N原子数＝肽链数+肽键数+R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子的总数；
5.注意：一个氨基酸中的各原子的数目计算：① C原子数＝R基团中的C原子数＋2；②H原子数＝R基团中的H原子数＋4；③ O原子数＝R基团中的O原子数＋2；④N原子数＝R基团中的N原子数＋1。
例题10. 丙氨酸的R基为—CH3，谷氨酸的R基为—C3H5O2，它们缩合形成的二肽分子中，C、H、O的原子比例为(　　)
A．7∶16∶6 B．7∶14∶5 C．8∶12∶5 D．8∶14∶5
例题11.有一条多肽链由12个氨基酸组成，分子式为CxHyNzOwS（z>12，w>13），这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸：半胱氨酸（C3H7NO2S）、丙氨酸（C3H6NO2）、天门冬氨酸（C4H7N04）、赖氨酸（C6H14N202）、苯丙氨酸（C9H11NO2）。水解产物中天门冬氨酸的数目是（   ）
A．y+12个        B．z+12个         C．w+13个        D．(w-13)/2个
七、氨基酸的排列与多肽的种类相关计算
假若有A、B、C三种氨基酸，则由这三种氨基酸组成多肽的情况可分下列两种情形分析：
1.A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类：
形成三肽的种类：3×3×3=27种（33=27种）
形成二肽的种类：3×3=9种（32=9种）
2.A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，形成肽类化合物的种类：
形成三肽的种类：3×2×1=6种
形成二肽的种类：3×2=6种
例题12.如果有足量的三种氨基酸，分别为甲、乙、丙，则它们能形成的三肽种类以及包含三种氨基酸的三肽种类最多是(　　)
A．9种、9种 B．6种、3种 C．27种、6种 D．3种、3种
八、训练题
1．某蛋白质由3条多肽链，N个氨基酸组成，下列关于该蛋白质说法正确的是(　　)
A．形成该蛋白质时产生了N个水分子 B．该蛋白质中至少含有N个肽键
C．该蛋白质中至少含有3个游离的羧基 D．合成该蛋白质至少需要20种氨基酸
2．由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含n条肽链，其中z条是环状多肽。该蛋白质分子中含有的肽键数为(　　)
A．m－z＋n B．m－n－z C．m－n＋z D．m＋z＋n
3．某肽链由10个氨基酸组成，利用水解法Ⅰ可得到四个片段，即：A—P；H—V；G—L—B—T；C—T。利用水解法Ⅱ可得到三个片段，即：A—P—G—L；T—H—V；B—T—C。(其中字母表示氨基酸，“—”表示肽键)。从有重叠结构的各个片段的顺序中可推断出该肽链的氨基酸序列为(　　)
A．A—P—H—V—G—L—B—T—C—T B．A—P—G—L—B—T—C—T—H—V
C．T—H—V—A—P—G—L—B—T—C D．G—L—B—T—A—P—H—V—C—T
4．分析多肽E和多肽F得到以下结果(单位：个)
元素或基团
C
H
O
N
氨基
羧基
多肽E
201
348
62
53
3
2
多肽F
182
294
55
54
6
1
多肽E和多肽F中氨基酸的数目最可能是(　　)
A．199和181 B．340和281 C．58和53 D．51和49
5．狼体内有A种蛋白质，20种氨基酸；兔体内有B种蛋白质，20种氨基酸。狼捕食兔后狼体内的一个细胞中含有的蛋白质种类和氨基酸种类最可能是(　　)
A．A＋B,40 B．A,20 C．＞A,20 D．＜A,20
6．某蛋白质的结构示意图如下，其中—S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该蛋白质由m个氨基酸构成，则每摩尔该蛋白质在形成时生成的水分子摩尔数和减少的相对分子质量分别为(　　)
A．m个　18m B．(m－4)个　18(m－4)
C．(m－3)个　18(m－3)＋4 D．(m－2)个　18(m－2)＋4
7.某多肽分子式为C21HxOyN4S2(无二硫键)，是由下列氨基酸中的某几种作为原料合成的：苯丙氨酸（C9H11NO2）、天冬氨酸（C4H7NO4）、丙氨酸（C3H7NO2）、亮氨酸（C6H13NO2））
半胱氨酸（C3H7NO2S）。下列有关该多肽的叙述不正确的是（ ）
A．该多肽水解可得到的氨基酸有亮氨酸 B．该多肽是三肽
C．该多肽水解可得到三种氨基酸 D．该多肽的分子式是C21H32O5N4S2
8．下列关于氨基酸和蛋白质的叙述，错误的是 (　　)
A.甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，则它的分子式是C5H11O2NS
B.酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异是由R基的不同引起的
C.n个氨基酸共有m个氨基，则这些氨基酸缩合成的一个多肽中的氨基数必为m－n
D.甜味肽的分子式为C13H16O5N2，则甜味肽一定是一种二肽
9．某致病细菌分泌的外毒素，无色、细针状结晶，对小鼠和人体有很强的毒性，可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等，最终导致死亡。该外毒素为环状肽，结构式如下图所示：

请据图分析回答：
(1)该化合物中含有______个游离的氨基，______个游离的羧基。
(2)组成该化合物的氨基酸有________种，其中重复出现的R基是 ，请写出氨基酸的结构通式________ 。
(3)该化合物称为 肽化合物，含有______个肽键。
(4)B框所示的R基所构成的氨基酸的相对分子质量是________。
(5)该外毒素在环状肽形成过程中失去了______个水分子，相对分子质量减少了______。
“蛋白质相关计算”专题参考答案
一、 例题答案
1.D 2.C 3.C 4.A 5.C 6.C 7.D 8.C 9.D 10.D 11.D 12.C
二、训练题答案
1．C 2.C 3.B 4.D 5.D 6.D 7.B 8.C
9.
⑴0 0
⑵5 —CH3
⑶七 7
⑷163
⑸7 126
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