1、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例 1.谷胱甘肽(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，它是由谷氨酸（C 5H9NO4） 、甘氨酸（C 2H5O2）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】谷胱甘肽是由 3 个氨基酸通过脱去 2 分子水缩合而成的三肽。因此，这 3 个氨基酸分子式之和应等于谷胱甘肽分子式 再加上 2 个水分子，即 C10H17O6N3S+2H2O=C10H21O8N3S 。故C10H21O8N3S - C5H9NO
2、4 -C2H5NO2 =C3H7O2NS(半胱氨酸 )。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。二、有关蛋白质中肽键数及脱下水分子数的计算例 2. 人体内的抗体 IgG 是一种重要的免疫球蛋白，由 4 条肽链构成，共有 m 个氨基酸，则该蛋白质分子有肽键数( ) A.m 个 B. (m+1)个 C.(m-2)个 D.(m-4)个 参考答案：D点拨：m 个氨基酸分子脱水缩合成 n 条多肽链时,要脱下(m-n)个水分子,同时形成(m-n) 个肽键,可用公式表示为:脱下 的水分子数 =肽键数目=氨基酸数- 肽链数 .三、有关蛋白质中游离的氨基或羧基数目
3、的计算1.至少含有的游离氨基或羧基数目例 3.人体内的抗体 IgG 是一种重要的免疫球蛋白，由 4 条肽链构成，共有 764 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（）A. 764、 764 B. 760 、760 C. 762、 762 D. 4 、4【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（R 基上也可能含有氨基和羧基） 。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基，故任一多肽链至少含有 1 个游离的氨基和 1 个游离的羧基且分别位于首尾两端。该蛋白质由 4 条肽链组成，应至少含有 4 个游离的氨基和 4 个游离
4、的羧基。参考答案：D点拨：审题时要注意对题干中关键词（如“至少”和“游离” ）的理解。2. 含有的游离氨基或羧基数目例 4. 现有 1000 个氨基酸,其中氨基有 1020 个,羧基有 1050 个,则由此合成的 4 条肽链中游离的氨基、羧基的数目分别是( )A. 1010、1046 B.4 、4 C.24 、54 D.1024 、1054【解析】每条肽链中至少含有 1 个氨基或羧基,面 1000 个氨基酸中含有氨基 1020 个、羧基 1050个,说明多出来的 20 个氨基和 50 个羧基存在于 R 基中,故由此合成的 4 条肽链中游离的氨基、羧基的数目分别是 20+4=24,50+4=54
5、.参考答案：C点拨：蛋白质中含有的游离氨基或羧基数目=肽链条数+R 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1.氨基酸总数的计算例 5. 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 5646,试判断该蛋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】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.设氨基酸的数量与肽链的条数分别是 x 和 y,则有 128x-18(x-y)=5646.尽管 1 个方程式中有 2 个未知数,但 x 和 y 都必须为符合题意的整数解,这样可解得:
6、x=51,y=2.参考答案：B点拨: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.蛋白质的相对分子质量=氨基酸的数目氨基酸的平均相对分子质量-脱下的水分子数18; 氨基酸的数目=水分子数+肽链条数.1.某种氨基酸数目的计算例 6. 某多肽的分子式为 C55H70O19N10，已知它由下列 4 种氨基酸组成：甘氨酸（C 2H5NO2） 、丙氨酸（C 3H7NO2） 、苯丙氨酸（C 9H11NO2） 、谷氨酸（C 5H9NO4） ，那么该多肽彻底水解可产生多少个谷氨酸分子（ ）A. 4 个 B. 5 个 C. 6 个 D. 3 个【解析】由于 4 种氨基酸分子各含有 1
7、个 N 原子，根据该多肽的分子式，可知该多肽为十肽，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 2 个 O 原子，每分子谷氨酸含有 4 个 O 原子，设谷氨酸有 x 个，其他 3 种氨基酸有（10x）个，根据脱水缩合前后 O 原子守恒可得：（10x）2+4x=19+9，解方程得 x4。参考答案：A加强训练 6有一条多肽链由 12 个氨基酸组成，分子式为 CxHyNzOwS(z12，w13)，这条多肽链经过水解后的产物中有 5 种氨基酸：半胱氨酸(C 3H7NO2S)、丙氨酸(C 3H6NO2)、天门冬氨酸(C4H7NO4)、赖氨酸(C 6H14N2O2)、苯丙氨酸(C 9H
8、11NO2)。问：水解产物中天门冬氨酸的数目是（ ） Ay+12 个 Bz+12 个 C w+13 个 D(w-13)/2 个【解析】由于在半胱氨酸、丙氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸中都只含有 1 个 O 原子，分子“COOH”，而天门冬氨酸中含有 2 个 O 原子。设天门冬氨酸的个数为 x 个，则该十二肽由 12 个氨基酸脱水缩合形成过程中，利用 O 原子平衡建立关系式：（12-x）2+4 x-11=w，因此 x=(w-13)/2 个。该“十二肽”分子彻底水解后有 (w-13)/2 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。五、有关蛋白质的
9、相对分子质量的计算例 7. 已知 20 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,共有肽键 98个, 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】根据蛋白质中肽键数=氨基酸-肽链数,可推知氨基酸的数目为 98+2=100,在此蛋白质的形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=128100-1898=11036. 参考答案：C例 8. 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 5646，拖去的水分子数是 49。则组成该蛋白质的氨基酸数、肽链数以及至少游离的
10、氨基数分别为 （ ）A51、1、51 B51、2、2 C51、2、51 D44、2、2【解析】 解题时可采用“列方程求解”的方法。设氨基酸数为 n，肽链数为 m，列出方程式5646 n12818（n-m） ，n-m=49 。得到 n51，m=2 。又知两条肽链上至少游离着 2 个氨基，故 B 项正确。答案：B点拨：蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目氨基酸的平均相对分子质量-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。(2)蛋白质中氨(羧)基数=肽链数+R 基上的氨( 羧)基数=各氨基酸中氨(羧) 基的总数-肽键数。注意：如果不考虑 R 基上的氨 (羧)基数，一条多肽链中，
11、至少含有一个氨(羧)基；若蛋白质分子由多条肽链构成，则至少含有的氨（羧）基数等于肽链数。(3)蛋白质的相对分子质量=氨基酸总相对分子质量（氨基酸个数氨基酸平均相对分子质量）失水量（18脱去的水分子数） 。注意：有时还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现二硫键（SS）时，要再减去2(即两个 H)。(4)若为环状多肽，则可将公式中的肽链数视为零，再进行相关计算。六、有关蛋白质种类的计算例 9.由 4 种氨基酸(每种氨基酸数量不限 )最多能合成不同结构的三肽有 ( )A、4 种 B、43 种 C、34 种 D 、12 种【解析】造成多肽结构不同的因素有氨基酸的种类、数目和排列顺序, 由 4 种氨基酸
12、合成三肽时,三肽的第一个位置上的氨基酸有 4 种可能,第二第三个位置上的氨基酸也有 4 种可能,因此, 最多能合成不同结构的三肽有 444=43 种.参考答案：B点拨：解题是注意关键词,准确理解题目的含义.若 A、B、Cn 种氨基酸,每种氨基酸数目不限的情况下,可形成 m 肽种类为 nm 种. 七、 氨基酸中的各原子的数目计算例 10. 谷氨酸的 R 基为C 3H5O2，一分子谷氨酸含有的 C、H、O、N 原子数依次是（ ）A5、9、4、1 B4、8、5、1 C5、8、4、1 D4、9、4、1【解析】构成蛋白质的氨基酸分子的通式特点为：一个碳原子上至少同时结合一个羧基、一个氨基、一个氢。则谷氨酸的结构式可写成右图所示的式子。 参考答案：A 【点拨】氨基酸中 C 原子数 R 基团中的 C 原子数2，H 原子数R 基团中的 H 原子数4，O 原子数R 基团中的 O 原子数2，N 原子数R 基团中的 N 原子数1。
