蛋白质计算
蛋白质的相关计算
练习目的:
熟悉蛋白质相关计算题的计算方法
知识基础:
氨基酸的结构; 氨基酸脱水缩合形成多肽的过程;
相关题型:
一. 一个氨基酸中各原子的数目计算;
氨基酸的化学式:C2H 4O 2N+(-R)
• 1、只给出R 基化学式,求氨基酸中各原子个数
•
• C2H4O2N- + -R = 氨基酸中各原子数
( )
A .4、4 B.5、4 C.4、5 D.5、5 例1. 谷氨酸的R 基上为─C 3H 5O 2, 在一个谷氨酸分子中, 含有的碳和氧的原子数分别是
• 2、给出氨基酸化学式,求R 基中各原子个数或者R 基团
氨基酸分子式 — C2H4O2N- = R基中各原子数
例2. 赖氨酸的的分子式为C 6H 14O 2N 2,则赖氨酸的R基为( ).
二、利用N 原子个数求氨基酸的个数
1、氨基酸R 基中没有氨基,则N 原子数=氨基酸的个数
2、若R 基中含一个氨基,则氨基酸个数=N原子个数-1
3、若R 基中含m 个氨基,则氨基酸个数=N原子个数-m
例3. 通常情况下,分子式 C63H 103O 45N 17S 2的多肽化合物中最多含有肽键( )
A. 63个 B.62个C.17个D.16个
三、蛋白质种类的计算
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
形成二肽的种类:3×3
形成三肽的种类:3×3×3
例4. 有四种足量的氨基酸组成的四肽最多有几种( )
A.4种 B.8种 C.24种 D.256种
2、A 、B 、C 三种氨基酸,且每种氨基酸数目只有一个的情况下,可形
成肽类化合物的种类
形成二肽的种类 : 3×2
形成三肽的种类 :3×2×1
例题5.由1个丙氨酸、1个甘氨酸、1个精氨酸组成的三肽有( )
A .6种 B.5种 C.27种 D.3种
四. 求氨基与羧基的数目
⑴蛋白质中氨基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基的总数-肽键数;
⑵蛋白质中羧基数=肽链数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基的总数-肽键数;
⑶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时,则蛋白质中至少含有氨基的数目=肽链数
⑷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时,则蛋白质中至少含有羧基的数目=肽链数
例6.一条多肽链有肽键109个, 则含有的氨基和羧基的数目至少是
( )
A.110 、110 B.109、109 C.9 、9 D .1、 1
五. 肽链中氨基酸数目、脱去水分子数、肽键数和肽链数之间的关
系;
肽键数=氨基酸数-肽链数 =脱去水分子个数
例7.在人体的消化道内,要将一个由4条肽链构成的含有288个氨基酸的
蛋白质分子彻底消化,需要消耗的水分子数是( )
A .289 B .287 C .284 D .0
例8.下列哪种蛋白质中,含有100个肽键的是( )
A .蛋白质中只含一条由100个氨基酸组成的多肽链
B .蛋白质中含两条各由51个氨基酸组成的多肽链
C .蛋白质中含三条各由34个氨基酸组成的多肽链
D .蛋白质中含四条各由27个氨基酸组成的多肽链
六.求蛋白质的相对分子质量;
n 个氨基酸形成m 条肽链,每个氨基酸的平均分子量为a ,那么由此形成的蛋白质的分子量为:
a.n-18(n-m)(其中n-m 为失去的水分子数,18为水的分子量);该蛋白质的分子量比组成氨基酸的分子
量之和小了 18.(n-m)
例9.已知20种氨基酸的平均分子量是128,现有一蛋白质分子由两条多肽链组成,共有肽键98个,
问此蛋白质的相对分子质量最接近( )
A .11036 B.12544 C.12288 D.12800
七、蛋白质中含有N 、O 原子的个数计算
1、 N原子数 = 肽键数 + 肽链数 + R基上的N 原子个数 = 氨基酸中N 原子总数
2、 O原子数 = 肽键数 + 2 × 肽链数 + R基上的O 原子数 = 各氨基酸中O 原子个数总和 - 脱去水分子数
例10.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(C 3H 7NO 2S )、丙氨酸(C 3H 6NO 2)、天门冬氨酸
(C 4H 7N04)、赖氨酸(C 6H 14N 202)、苯丙氨酸(C 9H 11NO 2)。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
解析:据题干提供的5种氨基酸,可知天门冬氨酸中含有4个氧原子,而其他氨基酸中
仅有2个氧原子,这说明天门冬氨酸中多的2个氧原子是存在于R 基中的(因为一个氨基酸在不考虑R 基中含氧原子时,仅羧基中含有2个氧原子)。因此我们可以根据脱水缩合反应前后的氧原子数守恒进行计算。设组成该多肽的天门冬氨酸为n 个,则有:①反应前氨基酸中的氧原子数=2×12(组成每分子多肽的氨基酸数)+2×n (天门冬氨酸数);②反应后生成物中的氧原子数=w(多肽中氧原子数)+11(脱下水中的氧原子数)。所以,由“①=②”得:n=(w-13)/2。
点拨:根据其他元素在反应前后数量不变可以求出肽链中的另外几种氨基酸的数目。本
题也可以根据反应前后各种原子个数不变,设5种氨基酸个数依次为m 、n 、o 、p 个,然后列方程组计算。总之利用物质守恒的思想是解决此类问题的关键。
小试牛刀
1.丙氨酸的R 基为-CH3,赖氨酸的R 基为-C4H10N ,在它们缩合成的二肽分子中含有的C 、H 、O 、N 原子数分别为( )
A .9、21、4、3 B.9、19、4、3
C .9、19、3、3 D.9、19、3、2
2.一条含有9个肽键的多肽,至少应有游离的氨基和羧基分别是( )
A .9、9 B.10、10 C.8、8 D.1、1
3.现有1000个氨基酸,共有氨基1050个,羧基1020个,由它们合成的六条肽链中,氨基、羧基数
目分别为( )
A .1044、1014 B.56、26 C.6、6 D.1、1
4.由39个氨基酸构成的蛋白质(只由一条肽链构成),在合成该蛋白质的过程中,失去的水分子数
是( )
A .38个 B.39个 C.40个 D.78个
5.蛋白质和多肽的主要区别是 ( )
A.蛋白质有一定的空间结构
B .蛋白质的氨基酸比多肽多
C .蛋白质的分子量比多肽大
D .蛋白质能水解成多种氨基酸
6.颇受世界各国食品行业重视的甜味肽的分子式为C13H 16O 5N 2,它是一种 ( )
A .二肽 B.三肽 C.五肽 D.十三肽 7. 有关图中蛋白质的叙述,正确的是
( )
A. 含有两条肽链
B. 共有126个肽键
C.R 基中共含17个氨基
D. 形成该蛋白质时共脱掉125个水分子
8. (易错题)肽链在核糖体上合成后,进一步形成蛋白质时往往要进行加工,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的氨基至少还有多少个( )
A.0 B.1 C.2 D.14
9. 全世界每年有成千上万人由于吃毒蘑菇而身亡,其中鹅膏草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,则鹅膏草碱的分子量约为( )
A . 1024 B. 898 C. 880 D. 862
10. 氨基酸分子缩合形成含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
11. 若某蛋白质的分子量为11935,在合成这个蛋白质分子的过程中脱水量为1908,假设氨基酸的平均分子量为127,则组成该蛋白质分子的肽链有( ) A. 1条 B. 2条 C. 3条 D. 4条
12. 已知氨基酸的平均分子量为128,测得某蛋白质的分子量为5646,试判断该蛋白质的氨基酸数和肽链数依次是 ( ) A. 51和1 B. 51和2 C. 44和1 D. 44和2
13. 某蛋白质分子含有4条肽链,共有96个肽键,则此蛋白质分子中至少含有-COOH 和-NH2的数目分别为 ( ) A. 4、 100 B. 4、 4 C. 100、100 D. 96、96
14. 一个蛋白质分子由四条肽链组成,364个氨基酸形成,则这个蛋白质分子含有的-COOH 和-NH2数目分别为 ( ) A . 366、366 B. 362、362 C . 4、 4 D. 无法判断
15.(分子式C10H17O6N3S )是存在于动植物和微生物细胞中的一个重要三肽,它是由谷氨酸(C5H9O4N )、
甘氨酸(C2H5O2N )和半胱氨酸缩合而成,则半胱氨酸可能的分子式为 ( ) A.C3H3NS B.C3H5ONS
C .C3H7O2NS D.C3H3O2NS
16. 如果有足量的三种氨基酸,分别为A 、B 、C ,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
17. 某细菌能产生一种“毒性肽”,分子式为C55H70O19N10,将它彻底水解后,只能得到下列四种氨基酸,甘氨酸(C2H5O2N),丙氨酸(C3H7O2N),苯丙氨酸(C9H11O2N),谷氨酸(C5H9O4N)。则参与该毒性肽合成的谷氨酸分子数为 ( ) A.4 B.3 C.2 D.1
18. 某蛋白质分子由n 条肽链组成,已知它共由m 个氨基酸组成, 则此蛋白质中至少含有的氧原子数与氮原子数是( )
A. (m +n )个 B.(2m -n )个
C. (2n +m )个 D.(2m +n )个
19. 某种蛋白质分子由A 、B 、C 三条肽链构成,其中A 链有32个氨基酸,B 链有45个氨基酸,C 链有53个氨基酸,这个蛋白质分子中肽键的数目是( )
A.126个 B.127个 C.128个 D.129个
20. 某肽链由51个氨基酸组成,如果用肽酶将其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽,则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需水分子总数依次是( )
二.非选择题:
21. (11分)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,以致死亡。该外毒素为环状肽,其结构简式如图所示:
请据图分析回答:
(1)该化合物中含有游离的_____________个氨基,_____________个羧基。
(2)该化合物是由_____________个氨基酸组成的,区别这些氨基酸的种类是依靠其结构中的
_____________。
(3)组成该化合物的氨基酸有_____________种,其中有_____________个氨基酸的R 基相同,这个R 基是_____________。
(4)该化合物称为_____________肽化合物,含有_____________个肽键。
(5)填写虚线框内结构的名称:A. _____________,B. _____________。(从氨基酸结构通式的角度讲)
22. (21分)(探究创新题)加热会使蛋白质变性,在变性过程中肽键是否因此而断裂呢?请设计一个验证“蛋白质在加热变性后肽键没有断裂”的实验。
材料用具:0.01 g·mL 的CuSO 4溶液(双缩脲试剂B 液)、0.1 g·mL 的NaOH 溶液(双缩脲试剂A 液)、蛋清、清水、酒精灯、试管、滴管等必备用品。
(1)实验原理:蛋白质中的肽键与双缩脲试剂发生颜色反应,呈紫色。如果加热变性的蛋白质与双缩脲试剂反应仍呈紫色,即可证明肽键没有断裂。
(2)方法步骤:
①取两支试管,分别编号A 、B ,向两支试管中加入______________。
②_________________________________________________________________。
③冷却后________________________________________________________,
________________________________________________________。
④观察两试管的颜色变化。
(3)预期结果:__________________________________________。
(4)实验结论:蛋白质在加热变性后肽键没有断裂。
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