逍遥右脑 2013-11-29 12:35
专项升格集训一――蛋白质的相关计算
组成蛋白质分子的各原子数的计算
1．(2010•青岛模拟)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∶6B．7∶14∶5
C．8∶12∶5D．8∶14∶5
解析：先根据R基推导出两种氨基酸的结构简式或分子式，再根据脱水缩合的原理计
算原子数。注意，计算H原子数、O原子数时，应减去脱去水分子中的原子数。丙氨
酸的结构简式是，谷氨酸的结构简式是。当缩
合成二肽时需脱去一分子水。故缩合成的二肽分子中，C原子数为3＋5＝8，H原子数
为7＋9－2＝14，O原子数为2＋4－1＝5。
答案：D
2．(2010•杭州模拟)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．C3H3NSB．C3H5NS
C．C3H7O2NSD．C3H3O2NS
解析：谷胱甘肽＝谷氨酸＋甘氨酸＋半胱氨酸－2H2O，即C10H17O6N3S＝C5H9O4N＋
C2H5O2N＋半胱氨酸－2H2O，所以半胱氨酸的分子式为C3H7O2NS。
答案：C
▲某三十九肽中共有丙氨酸(R基为―CH3)4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不
等的多肽(如图)，下列有关该过程的叙述中错误的是( )
A．肽键数目减少8个 B．C原子减少12个
C．氨基和羧基分别增加3个 D．O原子数目减少1个
解析：三十九肽中应有39个氨基酸，38个肽键，由去掉其中的丙氨酸得到的4条多肽
链分析可知，丙氨酸在三十九肽中分别位于第8个、18个、27个、39个氨基酸位置，
去掉丙氨酸形成多肽时，需水解断开肽键形成游离端。经计算知，肽键数目减少了7
个，C原子减少12个，氨基和羧基分别增加3个，而O原子数目减少1个。
答案：A
氨基酸数、肽链数、肽键数、形成水分子数的计算
▲2010年7月以来，继三鹿奶粉的三聚氰胺事件后，多地再现三聚氰胺奶粉，长期摄
入三聚氰胺会造成生殖、泌尿系统的损害，膀胱、肾部结石，并可进一步诱发膀胱癌。
下列有关说法，不正确的是( )
A．N是蛋白质的组成元素，没有N生物体就不能合成蛋白质
B．蛋白质热变性时肽键数不改变
C．全部的抗体、大多数的酶、部分激素的化学本质是蛋白质
D．由M个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含N条多肽，其中Z条是环状多肽，这个
蛋白质分子完全水解共需要M－Z－N个水分子
解析：蛋白质热变性时，只是空间结构发生改变；环状多肽含有多少个氨基酸，水解就
需要多少分子的水；而链状多肽水解需要的水分子数＝氨基酸数－肽链条数，因此由M
个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含N条多肽，其中Z条是环状多肽，这个蛋白质分
子完全水解共需要M－N＋Z个水分子。
答案：D
3．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
解析：水分子个数＝1620÷18＝90个；氨基酸的个数＝(10412＋1620)÷128＝94个，则
肽链数＝氨基酸个数－水分子数＝94－90＝4。
答案：D
4．(2010•汕头模拟)全世界每年有上千人由于误吃毒蘑菇而死亡，鹅膏蕈碱就是一种毒
菇的毒素，它是一种环状八肽。若20种氨基酸的平均相对分子质量为128，则鹅膏蕈
碱的相对分子质量大约是( )
A．1024B．898C．880D．862
解析：环状多肽在形成过程中减少的水分子数等于氨基酸个数，所以其分子量＝128×8
－18×8＝880。
答案：C
5．某蛋白质的结构示意图如图，其中―S―S―表示连接两条相邻多肽的二硫键。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 18mB．(m－4)个 18(m－4)
C．(m－3)个 18(m－3)＋4D．(m－2)个 18(m－2)＋4
解析：通过认真识图可知，含有3条多肽，其中一条是环状结构，对于环状结构来说，
失水数等于氨基酸数。图中还有2个二硫键，所以还要失去4个H。
答案：D
有关游离氨基数、游离羧基数的“至多”、“至少”类计算
6．(2010•浙江金丽衢联考)肽链在核糖体上合成后，进一步形成蛋白质时需要进行加工，
在加工时常常要切去一部分氨基酸，再构成蛋白质。现有一条含100个氨基酸的肽链，
其中含游离的氨基14个，加工时共切去氨基酸16个，则加工后多肽链所含的游离氨基
至少还有( )
A．0个B．1个C．2个D．14个
解析：加工以后多肽链依旧是一条，因此该多肽链至少含有一个氨基和一个羧基，分别
位于肽链两端。
答案：B
▲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200B．200和215
C．189和11D．189和26
解析：5个四肽中肽键数为3×5＝15个，4个六肽中肽键数为5×4＝20个，1个2条
肽链构成的蛋白质分子共有200－4×5－6×4＝156个氨基酸，肽键数为156－2＝154
个；故这些多肽和蛋白质分子中，肽键数的最大值为15＋20＋154＝189个。含有215
个N原子的200个氨基酸中，R基中氨基数目最多有15个；每条多肽链至少含一个游
离的氨基，这些多肽和蛋白质分子中共有5＋4＋2＋15＝26个氨基。
答案：D
7．(2010•舟山模拟)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
解析：形成该蛋白质时，产生水分子数为N－3，含有N－3个肽键。至少含有的游离
的羧基数＝肽链条数＝3。
答案：C
8．分析多肽E和多肽F得到以下结果(单位：个)
元素或基团CHON氨基羧基
多肽E201348625332
多肽F182294555461
多肽E和多肽F中氨基酸的数目最可能是( )
A．199和181B．340和281
C．58和53D．51和49
解析：根据氨基酸分子的通式，每个氨基中含有一个氮原子，多肽E共含53个氮原子，
3个氨基，而多肽一端有一个氨基，故R基上有2个氨基，则多肽E是由53－2＝51
个氨基酸缩合成的。同理，多肽F是由54－5＝49个氨基酸缩合成的。
答案：D
▲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,40B．A,20
C．＞A,20D．＜A,20
解析：狼体内有A种蛋白质，是全部基因表达的结果，但狼体内的一个细胞内只有部
分基因表达，因此，蛋白质种类少于A种，但氨基酸可能有20种。
答案：D
9．(2010•汕头模拟)经测定某多肽分子式为C21HxOyN4S2(无二硫键)。已知该多肽是由下
列氨基酸中的几种作原料合成的：苯丙氨酸(C9H11NO2)，天冬氨酸(C4H7NO4)，丙氨酸
(C3H7NO2)，亮氨酸(C6H13NO2)，半胱氨酸(C3H7NO2S)。
请回答：
(1)该多肽共由________个氨基酸组成，参与的氨基酸的种类与数目为______________。
(2)该多肽分子中的H原子数是________，O原子数是________。
(3)控制该多肽合成的mRNA上至少有________种不同的密码子(不考虑终止密码子)。
解析：首先根据题目所提供的多肽和五种氨基酸分子式中N、S原子的数目可推知：此
多肽由4个氨基酸组成，其中含有2个半胱氨酸(因为C、N、S原子在氨基酸脱水缩合
过程中数目不发生变化)，然后据C原子数目进行计算：C原子总数为21，减去两个半
胱氨酸的6个C原子后还剩15个，两个氨基酸的C原子之和是15的只能是苯丙氨酸
和亮氨酸。最后据四肽形成时失去3分子的H2O计算出H原子和O原子的数目。因为
肽链上有三种氨基酸，所以最少要有三种密码子。
答案：(1)4 2个半胱氨酸、1个苯丙氨酸、1个亮氨酸
(2)32 5 (3)3
蛋白质结构多样性的计算
10．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
解析：此题与数学的排列组合知识相联系，注意肽链是有方向的如甲―甲―乙和乙―甲
―甲是两种不同的三肽。它们的计算结果分别为33和P33＝3×2×1＝6。
答案：C
11．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
解析：由水解法Ⅱ得到A―P―G―L，由水解法Ⅰ得到G―L―B―T，可知该肽链中含
有片段A―P―G―L―B―T(肽链中只含有1个L)；由水解法Ⅱ得到B―T―C，可知该
肽链中含有片段A―P―G―L―B―T―C(肽链中只含有1个C)；以此为基础，根据水
解法Ⅰ可得到的序列C―T和H―V，可知该肽链的氨基酸序列为
A―P―G―L―B―T―C―T―H―V。
答案：B