高中生物蛋白质相关计算的三种解题策略
蛋白质是生命活动的体现者,也是构成生物体的重要化学物。关于蛋白质的计算在高考中经常出现,接下来学习啦小编为你整理了高中生物蛋白质相关计算的三种解题策略，一起来看看吧。
高中生物蛋白质相对分子质量的计算
[方法依据] 可将肽链看作“C”与“—CO—NH—”交替连接构成的基本骨架，在“C”上连接着R基和H，在肽链的两端分别是游离的“—NH2”和“—COOH”，如下图所示：
[妙法指津] 结合上面的示意图，可以得出如下规律：
(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，至少含有一个游离氨(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(—S—S—)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。
[典例剖析] 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5 646，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 ( )
A.51、1、51 B.51、2、2
C.51、2、51 D.44、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x，则n×128=5 646+(n-x)×18，化简得110n+18x=5 646。当x=1时，n≈51.16;当x=2时，n=51。因此只有B、C项的数值符合氨基酸数和肽链数。又知两条肽链上至少游离着2个氨基，故B项正确。
答案 B
高中生物蛋白质多肽中各原子数的计算
[方法依据] 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R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。而脱水缩合形成多肽时，要失去部分水分子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。
[妙法指津] (1)碳原子数=氨基酸的分子数×2+R基上的碳原子数。
(2)氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数-脱去的水分子数×2。
(3)氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去的水分子数。
(4)氮原子数=肽链数+肽键数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数。
(5)由于R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，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
[典例剖析] 某多肽链为199肽，其分子式为CxHyNaObS2(a>199、b>200)，并且由下列5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、天冬氨酸的个数为
( )
A.a-199、(b-200)/2 B.a-200、b-200
C.a-199、(b-199)/2 D.a-200、(b-200)/2
解析 由题意知该多肽为199肽，则它是由199个氨基酸组成的;又知该多肽分子式为CxHyNaObS2，其中N有a个，则可知组成该多肽的199个氨基酸共有a个氨基;又知组成该多肽的5种氨基酸中只有赖氨酸含有2个氨基，所以赖氨酸个数为a—199。由于组成该多肽的5种氨基酸中只有天冬氨酸含有2个羧基，设该多肽共含有d个天冬氨酸，反应前199个氨基酸中氧原子共有4d+(199-d)×2，形成199肽时脱去198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b=4d+(199-d)×2-198=2d+200，d=(b-200)/2。
答案 A
高中生物蛋白质多肽种类的计算
[方法依据] 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类和排列顺序。可以借助下面的示意图(?代表要安放的氨基酸的位置)，结合数学中“排列组合”的相关知识，推导出相关的计算规律。(以20种氨基酸形成的四肽化合物为例)
[妙法指津] (1)若每种氨基酸数目无限(允许重复)的情况下，可形成肽类化合物的种类有204种(即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2、3、4号也是如此，即20×20×20×20=204种)。
(2)若每种氨基酸只有一个(不允许重复)的情况下，可形成肽类化合物的种类有(20×19×18×17)种[即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2号位置安放的氨基酸只能在剩余的19种中选择……即(20×19×18×17)种]。
[典例剖析] 现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有 ( )
A.9种，9种 B.6种，3种
C.18种，6种 D.27种，6种
解析 由上述“妙法指律中的(1)”很容易计算出足量的3种氨基酸构成的三肽有33=27种。对于包含3种氨基酸的三肽种类的理解，可借用示意图“?—?—?”来分析，即第一个位置的氨基酸有3种情况，第二个位置只能从另外2种氨基酸中任选1种，第三个位置只能安放剩余的1种，虽然这3种氨基酸足量，但是仍需按“妙法指律中的(2)”计算，即3×2×1=6种。
答案 D
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