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蛋白质的相关计算第1页，此课件共27页哦蛋白质的相关计算蛋白质的相关计算1-5 蛋白质的相关计算蛋白质的相关计算第2页，此课件共27页哦在氨基酸形成蛋白质过程中存在着氨基酸数、肽键数、在氨基酸形成蛋白质过程中存在着氨基酸数、肽键数、脱去水分子数、肽链条数等的数量对应关系；在脱去水分子数、肽链条数等的数量对应关系；在DNA控控制合成蛋白质的过程中存在着制合成蛋白质的过程中存在着DNA的碱基、的碱基、RNA的碱基的碱基及氨基酸数目之间的数量对应关系。这些数量关系的计算及氨基酸数目之间的数量对应关系。这些数量关系的计算历年来都是高考的重点；如果掌握不牢固也是很多学生的历年来都是高考的重点；如果掌握不牢固也是很多学生的失分点。下面我们就从这两个方面进行重点突破讲解。失分点。下面我们就从这两个方面进行重点突破讲解。第3页，此课件共27页哦一、氨基酸、肽键、肽链、水分子、蛋白质相对一、氨基酸、肽键、肽链、水分子、蛋白质相对 分子量的相关计算分子量的相关计算【理论阐释理论阐释】1.1.知识背景知识背景 氨基酸是组成蛋白质的基本单位。由两个氨基酸分子缩合形氨基酸是组成蛋白质的基本单位。由两个氨基酸分子缩合形成的化合物叫做二肽。其中，连接两个氨基酸分子的化学键成的化合物叫做二肽。其中，连接两个氨基酸分子的化学键(NHCO)叫做肽键。由多个不同种类的氨基酸分子缩合而成的化合叫做肽键。由多个不同种类的氨基酸分子缩合而成的化合物叫做多肽；多肽通常呈链状结构，叫做肽链。肽链进一步加工，物叫做多肽；多肽通常呈链状结构，叫做肽链。肽链进一步加工，则形成蛋白质。则形成蛋白质。第4页，此课件共27页哦氨基酸、多氨基酸、多肽肽、肽键肽键、肽链肽链和蛋白和蛋白质质的关系可的关系可归纳归纳成下成下图图：第5页，此课件共27页哦2.2.常常见计见计算算类类型型（1 1）多）多肽肽中氨基数和中氨基数和羧羧基数及基数及N N、H H、O O原子数的原子数的计计算算（2 2）氨基酸、）氨基酸、肽键肽键数、失去水分子数、及数、失去水分子数、及肽链肽链条数的相关条数的相关计计算算（3 3）蛋白）蛋白质质相相对对分子分子质质量的量的计计算算第6页，此课件共27页哦3.3.解解题题方法方法（1 1）多）多肽肽中氨基数和中氨基数和羧羧基数及基数及N N、H H、O O原子数的原子数的计计算算规规律律 由脱水缩合过程知：每两个氨基酸分子脱去一个水分由脱水缩合过程知：每两个氨基酸分子脱去一个水分子形成一个肽键，每形成一个肽键就相应的破坏一个氨基子形成一个肽键，每形成一个肽键就相应的破坏一个氨基和一个羧基。每形成一个水分子也会使原来的和一个羧基。每形成一个水分子也会使原来的H和和O原子原子数目发生相应变化。在形成的化合物中，有以下规律：数目发生相应变化。在形成的化合物中，有以下规律：第7页，此课件共27页哦一条多肽链中最少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，由一条多肽链中最少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，由n条肽链组成的蛋白质中，最少有条肽链组成的蛋白质中，最少有n个游离的氨基和个游离的氨基和n个游离的个游离的羧基。羧基。氨基数肽链数氨基数肽链数R基上的氨基数各氨基酸中氨基总数肽键数基上的氨基数各氨基酸中氨基总数肽键数羧基数肽链数羧基数肽链数R基上的羧基数各氨基酸中羧基总数肽基上的羧基数各氨基酸中羧基总数肽键数键数N原子数肽键数肽链数原子数肽键数肽链数R基上基上N原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中N的总的总数数O原子数肽键数肽链数原子数肽键数肽链数 2 R基上的基上的O原子数各氨基原子数各氨基酸中酸中O的总数脱去水分子数的总数脱去水分子数H原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中H的总数脱水数的总数脱水数 2第8页，此课件共27页哦（2 2）氨基酸、）氨基酸、肽键肽键数、失去水分子数及数、失去水分子数及肽链肽链条数的相关条数的相关计计算算规规律律由氨基酸分子脱水缩合过程可知，若该蛋白质只有一条肽链，肽由氨基酸分子脱水缩合过程可知，若该蛋白质只有一条肽链，肽链形成过程中每形成一个肽键，就同时失去一分子水，即形成的肽链形成过程中每形成一个肽键，就同时失去一分子水，即形成的肽键数键数=失去的水分子数失去的水分子数=氨基酸数目氨基酸数目-1；m个氨基酸分子形成一个由个氨基酸分子形成一个由n条肽链组成的蛋白质时，脱去的水条肽链组成的蛋白质时，脱去的水分子数和形成的肽键数为分子数和形成的肽键数为m-n。蛋白质或多肽水解形成氨基酸时，。蛋白质或多肽水解形成氨基酸时，需要的水分子数与其形成时失去的水分子数相等，即需要的水分子数与其形成时失去的水分子数相等，即m-n。第9页，此课件共27页哦（3 3）蛋白）蛋白质质相相对对分子分子质质量的量的计计算算规规律律蛋白质的相对分子质量氨基酸的相对分子质量总和蛋白质的相对分子质量氨基酸的相对分子质量总和-失去的水失去的水分子的相对分子质量总和。即若氨基酸的平均相对子质量为分子的相对分子质量总和。即若氨基酸的平均相对子质量为a，该蛋白质由，该蛋白质由m个氨基酸缩合形成，共有个氨基酸缩合形成，共有n条肽链，则该蛋白质条肽链，则该蛋白质的相对分子质量为：的相对分子质量为：ma-(m-n)18。综上所述，由氨基酸的脱水缩合过程可总结如下规律：（仅指直综上所述，由氨基酸的脱水缩合过程可总结如下规律：（仅指直链多肽）链多肽）第10页，此课件共27页哦一条肽链（一条肽链（R R基中基中N N、O O原原子数分别为子数分别为x x、y y）n n条肽链条肽链氨基酸平均相对分子质量氨基酸平均相对分子质量a aa a氨基酸氨基酸(平均含平均含H H数目为数目为b)b)数目数目m mm m肽键数目肽键数目m-1m-1m-nm-n脱去水分子数目脱去水分子数目m-1m-1m-nm-n肽链肽链(或蛋白质或蛋白质)的相对分子质量的相对分子质量ma-18(m-1)ma-18(m-1)ma-18(m-n)ma-18(m-n)氨基数目氨基数目至少一个（至少一个（R R基上还可能基上还可能含有氨基）含有氨基）至少至少n n个个羧基数目羧基数目至少一个（至少一个（R R基上还可能基上还可能含有羧基）含有羧基）至少至少n n个个N N原子数原子数m+xm+xO O原子数原子数m+1+ym+1+yH H原子数原子数m mb b2(m-1)2(m-1)第11页，此课件共27页哦注意：注意：如果如果n个氨基酸形成若干个环状多肽，则蛋白质分子个氨基酸形成若干个环状多肽，则蛋白质分子形成过程中肽键数目等于氨基酸数目，可表示为：失去水分形成过程中肽键数目等于氨基酸数目，可表示为：失去水分子数肽键数氨基酸总数子数肽键数氨基酸总数环状肽环状肽Aa1、Aa2、Aa6表示表示6种氨基酸，它们相互缩合形成种氨基酸，它们相互缩合形成的环状肽如图所示：的环状肽如图所示：第12页，此课件共27页哦由由图图示可知：示可知：肽键肽键数数=脱去水分子数脱去水分子数=氨基酸氨基酸总总数数 环环状状肽肽主主链链中无氨基和中无氨基和羧羧基，基，环环状状肽肽中氨基或中氨基或羧羧基数取决于基数取决于构成构成环环状状肽肽的氨基酸的氨基酸R R基基团团中的氨基和中的氨基和羧羧基的数目。基的数目。第13页，此课件共27页哦1 1多多肽肽中氨基数和中氨基数和羧羧基数及基数及N N、H H、O O原子数的原子数的计计算算【例例1 1】（20092009上海高考）上海高考）某蛋白某蛋白质质由由m m条条肽链肽链、n n个氨基酸个氨基酸组组成。成。该该蛋白蛋白质质至少含有氧原子的个数是至少含有氧原子的个数是A An-m Bn-m Bn-2m Cn-2m Cn+m Dn+m Dn+2mn+2m【典例典例导导悟悟】第14页，此课件共27页哦【解析解析】选选C。本题考查脱水缩合后。本题考查脱水缩合后O原子数目的计算。可以用我们前面讲解的原子数目的计算。可以用我们前面讲解的规律进行计算。规律进行计算。方法一方法一：由氨基酸的结构通式可知一个氨基酸至少有两个：由氨基酸的结构通式可知一个氨基酸至少有两个O，形成蛋白质，形成蛋白质缩合过程中要脱掉水，每个水分中都有一个缩合过程中要脱掉水，每个水分中都有一个O原子，可以用下列公式原子，可以用下列公式O原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中O的总数脱去水分子数，也就是的总数脱去水分子数，也就是2n-(n-m)=n+m。方法二方法二：O原子数肽键数原子数肽键数+肽链数肽链数 2+R基上的基上的O原子数。肽键数等于氨原子数。肽键数等于氨基酸数减去肽链条数即（基酸数减去肽链条数即（n-m）。肽链数是）。肽链数是m。由于该题设问的是蛋白质至少含。由于该题设问的是蛋白质至少含有的有的O原子的个数，所以，可以考虑原子的个数，所以，可以考虑R基上没有基上没有O原子。原子。所以本题答案是（所以本题答案是（n-m）+m2+0=n+m。第15页，此课件共27页哦2 2氨基酸、氨基酸、肽键肽键数、失去水分子数及数、失去水分子数及肽链肽链条数的相关条数的相关计计算算【例例2 2】某某2222肽肽被水解成被水解成1 1个个4 4肽肽,2,2个个3 3肽肽,2,2个个6 6肽肽，则这则这些短些短肽肽的的氨基氨基总总数的最小数的最小值值及及肽键总肽键总数依次是数依次是A.6 18 B.5 18 C.5 17 D.6 17A.6 18 B.5 18 C.5 17 D.6 17【解析解析】选选C。本题考查蛋白质的合成过程中氨基酸、肽键、。本题考查蛋白质的合成过程中氨基酸、肽键、氨基数目的计算。氨基数目的计算。氨基酸通过脱水缩合形成多肽，每一条多肽链上至少含有一个游离氨基酸通过脱水缩合形成多肽，每一条多肽链上至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基；含有的肽键数氨基酸总数的氨基和一个游离的羧基；含有的肽键数氨基酸总数-1,根据题目根据题目给出的条件可知：给出的条件可知：5个多肽至少含有个多肽至少含有5个游离的氨基和个游离的氨基和17个肽键。个肽键。第16页，此课件共27页哦3 3蛋白蛋白质质相相对对分子分子质质量的量的计计算算【例例3 3】组组成生物体某蛋白成生物体某蛋白质质的的2020种氨基酸的平均相种氨基酸的平均相对对分分子子质质量量为为128128，则则由由100100个氨基酸构成的含个氨基酸构成的含2 2条多条多肽链肽链的蛋的蛋白白质质，其分子量，其分子量为为A.12800A.12800 B.11018B.11018C.11036C.11036 D.8800D.8800【解析解析】选选C。本题考查蛋白质相对分子量的计算。对照。本题考查蛋白质相对分子量的计算。对照关系式，要求蛋白质分子量，还应知道脱水数。由于题中关系式，要求蛋白质分子量，还应知道脱水数。由于题中蛋白质包含蛋白质包含2条多肽链，所以，脱水数条多肽链，所以，脱水数100-2=98，所以，所以，根据前面蛋白质相对分子量的计算公式知：蛋白质的分子根据前面蛋白质相对分子量的计算公式知：蛋白质的分子量量=128100-1898=11036，答案为，答案为C。第17页，此课件共27页哦二、氨基酸数目与二、氨基酸数目与mRNAmRNA及及DNADNA中碱基数量之间的中碱基数量之间的计算计算蛋白质是生命性状的体现者，它是在蛋白质是生命性状的体现者，它是在DNA的控制下，经的控制下，经过转录、翻译过程过转录、翻译过程形成的，蛋白质的形成的，蛋白质的氨基酸数目和氨基酸数目和DNA、RNA的碱基数目之的碱基数目之间存在一定的规律，间存在一定的规律，其过程如图：其过程如图：【理理论阐释论阐释】1.1.知知识识背景背景第18页，此课件共27页哦碱基与氨基酸之碱基与氨基酸之间间的数量关系如下：的数量关系如下：(1)转录时，组成基因的两条链只有一条链能转录，另一条链则不能转录时，组成基因的两条链只有一条链能转录，另一条链则不能转录。因此转录形成的转录。因此转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的分子中碱基数目是基因中碱基数目的l2。(2)翻译过程中，信使翻译过程中，信使RNA中每中每3个碱基决定一个氨基酸，所以经翻个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的碱基数目的13。第19页，此课件共27页哦 总总之，在之，在转录转录和翻和翻译过译过程中，基因中的碱基数程中，基因中的碱基数(指双指双链链)、RNARNA分子中的碱基数、蛋白分子中的碱基数、蛋白质质分子中的氨基酸数之分子中的氨基酸数之比比为为6 6：3 3：1 1。见见下下图图第20页，此课件共27页哦有关有关计计算的关系式可算的关系式可总结为总结为：蛋白质中肽链数蛋白质中肽链数+肽键数肽键数=氨基酸数氨基酸数=1/3mRNA碱基数碱基数=1/6基因中碱基数。基因中碱基数。因基因中存有启动片段、终止片段等，实际上基因碱基数目和因基因中存有启动片段、终止片段等，实际上基因碱基数目和氨基酸数目的关系并不是很严格，因此一般命题中带有氨基酸数目的关系并不是很严格，因此一般命题中带有“至少至少”或或“最多最多”字样。字样。第21页，此课件共27页哦2.2.常常见计见计算算类类型型以以DNA的碱基数、的碱基数、RNA的碱基数、密码子数、反密的碱基数、密码子数、反密码子数、氨基酸数中的任一种或几种为已知条件，计算其码子数、氨基酸数中的任一种或几种为已知条件，计算其他数目。他数目。第22页，此课件共27页哦3.3.解解题题方法方法三者的关三者的关联计联计算，主要存在以下几种情况：算，主要存在以下几种情况：（1）在题目不做任何说明的情况下，就按以下规律计算：）在题目不做任何说明的情况下，就按以下规律计算：DNA碱基数碱基数2mRNA碱基数碱基数6密码子数密码子数6氨基酸数目氨基酸数目（2）如果题目特别强调是真核生物的）如果题目特别强调是真核生物的DNA，因为在转录后存在，因为在转录后存在信息信息RNA的剪辑。要注意其的剪辑。要注意其DNA碱基数应该大于碱基数应该大于6氨基酸数目，氨基酸数目，应根据题目具体情况具体解决。应根据题目具体情况具体解决。第23页，此课件共27页哦（3）在真核生物中，其基因中有外显子和内含子之分，即氨基酸）在真核生物中，其基因中有外显子和内含子之分，即氨基酸与基因中的脱氧核苷酸数并不成一定的比例关系，题目中加了与基因中的脱氧核苷酸数并不成一定的比例关系，题目中加了“至少至少”两字后做了限定，相当于不存在内含子的计算。两字后做了限定，相当于不存在内含子的计算。（4）无论真核生物还是原核生物，都要注意终止密码子的存在，终）无论真核生物还是原核生物，都要注意终止密码子的存在，终止密码子不编码蛋白质，但占有止密码子不编码蛋白质，但占有DNA碱基数。碱基数。（5）看清楚题目求的是氨基酸的种类还是氨基酸的个数。）看清楚题目求的是氨基酸的种类还是氨基酸的个数。第24页，此课件共27页哦【例例1 1】(2010(2010汕头模拟）汕头模拟）已知已知AUG AUG、GUGGUG为为起始密起始密码码，UAA UAA、UGA UGA、UAGUAG为终为终止密止密码码。某信使。某信使RNARNA的碱基排列的碱基排列顺顺序如下：序如下：AAUUCGAUGAC(40UUCGAUGAC(40个碱基个碱基)CUC)CUCUAGAUCUUAGAUCU。此信使。此信使RNARNA控制合成的蛋白控制合成的蛋白质质含氨基含氨基酸的个数酸的个数为为：A.20 A.20 个个 B.17B.17个个 C.16C.16个个 D.15D.15个个【典例典例导导悟悟】第25页，此课件共27页哦【解析解析】选选C。处理有关翻译的问题，首先要找到。处理有关翻译的问题，首先要找到“起始码起始码（AUG、GUG）”和和“终止码（终止码（UAA、UAG、UGA）”。起。起始码有相应的氨基酸，终止码不对应氨基酸。本题碱基序列始码有相应的氨基酸，终止码不对应氨基酸。本题碱基序列中，从开始数，中，从开始数，6、7、8三个碱基即三个碱基即“AUG”就是起始密码；就是起始密码；倒数倒数7、6、5三碱基即三碱基即“UAG”就是终止密码。从正数就是终止密码。从正数6号碱基到号碱基到倒数倒数8号碱基，正好号碱基，正好40+5+3=48个碱基。个碱基。483=16（个）（个）第26页，此课件共27页哦【例例2 2】（20102010徐州模拟）徐州模拟）已知已知AUGAUG、CUGCUG为为起始密起始密码码子，子，UAAUAA、UGAUGA、UAGUAG为终为终止密止密码码子。假子。假设编码设编码某多某多肽肽分子的基因中一条分子的基因中一条链链的碱基排列的碱基排列顺顺序序为为ACCACGACTACCACGACTAGGAACTTCGAT(AGGAACTTCGAT(其中其中“”表示省略了表示省略了214214个碱基，并且不含个碱基，并且不含有有编码终编码终止密止密码码的序列的序列)，若以此，若以此链为链为模板模板转录转录，最，最终终形成形成的多的多肽肽分子中分子中肽键肽键的数目最多是的数目最多是 A A74 B74 B75 C75 C77 D77 D7878第27页，此课件共27页哦