高三生物复习专题培优课解析蛋白质计算题的三把“金钥匙”.pdf
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1、1 / 6 专题培优课解答蛋白质计算题的三把“金钥匙 ” 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。如下表: 题目类型解题策略 蛋白质 (或多肽 中原子数计算用原子守恒解答 多肽种类计算用数学中“排列组合”解答 基因表达中氨基酸与DNA 、 RNA 中碱基数的关系用比例关系解答 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。在脱水缩合形成多肽时,要失去 部分H 、 O 原 子,但是碳 原子、氮原子的数目不会减少。其相
2、关数量关系如下: 6CgfPBp8opb5E2RGbCAP (1碳原子数氨基酸的分子数2R 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。6CgfPBp8opp1EanqFDPw (6含 2个氨基的氨基酸数N 原子数肽键数1。 (7含 2个羧基的氨基酸数为:错误 ! 。 例 1某多肽链为199 肽,其分子式为CxHyN
3、aObS2(a199、b200,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 (6CgfPBp8opDXDiTa9E3d Aa199、(b200/2Ba 200、b200 2 / 6 Ca199、(b199/2 Da 200、(b 200/2 解读 从题意知该多肽为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
4、个数为a199。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,设该多肽共含有天冬氨酸为d 个, 反应前 199 个氨基酸中氧原子共有4d(199d 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b4d (199 d2198 2d200, d(b200/2。6CgfPBp8opRTCrpUDGiT 答案 A 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。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
5、出相关的计算规律。(以 20 种氨基 酸形成的四肽化合物为例6CgfPBp8op5PCzVD7HxA 错误 ! (1若每种氨基酸数目无限,可形成肽类化合物的种类有20 4 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20202020 20 4 种。6CgfPBp8opjLBHrnAILg (2若每种氨基酸只有一个,可形成肽类化合物的种类有(20191817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。6CgfPBp8opxHAQX74J0X 例 2现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨
6、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(6CgfPBp8opLDAYtRyKfE A9种, 9种B6 种, 3 种 C18 种, 6 种D27 种, 6 种 解读 由上述 “规律 (1”很容易计算出足量的3 种氨基酸构成的三肽有3 3 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“规律 (2” 计算,即321 6 种。6CgfPBp8opZzz6ZB2Ltk 答案 D 3 /
7、 6 三、氨基酸数与相应DNA 、RNA 片段中碱基数的计算 基因表达中,DNA 控制 mRNA 的合成, mRNA 指导蛋白质的合成。DNA 中碱基排列 顺序转录为mRNA 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 图解如下:6CgfPBp8opdvzfvkwMI1 DNA( 基因 错误 ! mRNA 错误 ! 蛋白质6CgfPBp8oprqyn14ZNXI 碱基数碱基数氨基酸数 631 由于mRNA 中有终止密码子等原因,上述关系应理解为每合成1 个氨基酸至少需要 mRNA 上的 3 个碱基和DNA( 基因 上的 6 个碱基。 6CgfPBp8opEmxvxOtOco
8、 例 3氨基酸的平均相对分子质量为 120,如有一个两条链的多肽,相对分子质量是 12 276,合成这个多肽的氨基酸的数目和指导它合成的DNA 分子脱氧核苷酸数目至少依次 是(6CgfPBp8opSixE2yXPq5 A144,864B144,432 C120,720 D120,360 解读 多肽的相对分子质量氨基酸的数目 氨基酸平均相对分子质量(氨基酸的 数目肽链条数18,把相应数字代入上式可得:氨基酸的数目120,再根据基因控制 蛋白质合成过程中:DNA分子中脱氧核苷酸数相应mRNA 分子核糖核苷酸数指导合 成的蛋白质上氨基酸数631,可知DNA分子中脱氧核苷酸数目 6120 720。 6
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