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第2章　组成细胞的分子
微专题突破一　蛋白质合成和水解过程相关计算
?蛋白质的相对分子质量、氨基(羧基)数、肽键数和脱水数的计算
1．链状肽可以用如下的模式图表示
(1)肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。
(2)蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18(若有p个二硫键生成，则还应减去2p)。
(3)肽链中游离氨基或羧基的计算
①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。
②游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基数或羧基数。
注：设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条链状多肽或m条链状多肽。
注意：若肽链间含有二硫键(—S—S—)，则蛋白质的相对分子质量＝na－18(n－m)－2k(k为二硫键的个数，n为氨基酸数，m为肽链数，a为氨基酸的平均相对分子质量)。
肽链
数目 氨基
酸数 肽键
数目 脱去水
分子数 氨基数目 羧基数目 多肽(蛋白质)的相对分子质量
1条 n n－1 n－1 至少1个 至少1个 na－18(n－1)
m条 n n－m n－m 至少m个 至少m个 na－18(n－m)
2．如图表示的是环状肽
相关数量关系如下表：
项目 氨基酸的平均相对分子质量 氨基
酸数 肽键
数目 脱水数 氨基最
少数目 羧基最
少数目
一条环肽 a n n n 0 0
m条环肽 a n n n 0 0
注意：(1)环状肽的主链中无氨基和羧基，环状肽中氨基或羧基数目取决于构成环状肽的氨基酸R基中的氨基和羧基数目。
(2)若出现环状多肽，可将肽链条数看作0，再进行计算。
1．如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是(　　)
A．该分子中含有198个肽键
B．这200个氨基酸中至少有200个氨基
C．合成该蛋白质时相对分子质量减少了3 582
D．该蛋白质中至少含3个游离的氨基
【解析】　根据题意和图示分析可知该蛋白质分子含有两条肽链，并且两条肽链间有一个肽键连接，所以链内肽键数＝氨基酸数－肽链数＝200－2＝198个，链间肽键1个，该蛋白质分子共有的肽键数＝198＋1＝199个，A错误；每个氨基酸分子至少含有1个氨基，由于该蛋白质分子的两条肽链间的肽键(1个)是由第70位氨基酸R基上的氨基和第165位氨基酸R基上的羧基形成的，所以构成该蛋白质分子的200个氨基酸中至少具有的氨基数为200＋1＝201个，B错误；由题意分析可知该蛋白质分子共有199个肽键，所以由200个氨基酸经脱水缩合形成该蛋白质时脱去的水分子数为199个，合成该蛋白质时相对分子质量减少了199×18＝3 582，C正确；由于一条肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，而该蛋白质具有两条肽链，所以该蛋白质至少含有2个游离的氨基，D错误。故选C。
?蛋白质中各原子数的计算
观察如图所示的三肽化合物
计算依据
1．碳原子数、氮原子数在肽链形成前后均不变，而计算氢原子与氧原子的数目时要注意脱掉的氢原子与氧原子。
2．游离的氨基中含一个氮原子，游离的羧基中含两个氧原子。
计算公式
(1)碳原子数＝R基中碳原子数＋氨基酸个数×2。
(2)氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去水分子数×2＝R基中氢原子数＋(氨基酸个数＋肽链数)×2。
(3)氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去水分子数＝R基上的氧原子数＋氨基酸个数＋肽链数。
(4)氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数＝R基上的氮原子数＋肽键数＋肽链数。
【特别提醒】　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。
2．某多肽化合物M可被水解成1个五肽、2个三肽、3个四肽、4个二肽，下列有关分析错误的是(　　)
A．这些短肽中至少共含有10个氨基
B．这些短肽中共含有21个肽键
C．这些短肽中至少共含有62个氧原子
D．多肽化合物M中共含有31个氨基酸
【解析】　多肽化合物M水解后生成10条短肽，每条肽链上至少含有1个氨基，故这些短肽中至少共含有10个氨基，A正确；10个短肽中共含有31个氨基酸，因此所含肽键数为氨基酸数－肽链条数＝31－10＝21(个)，B、D正确；每个氨基酸中至少含有2个氧原子，31个氨基酸至少含有62个氧原子，这些短肽中共含有21个肽键，需脱去21个水分子，则这些短肽中至少含有62－21＝41(个)氧原子，C错误。故选C。
?氨基酸的排列与多肽种类的计算
1．假若有n种氨基酸(数量不限)形成一个三肽，那么形成三肽的种类有n3种。
2．假若n种氨基酸(数量不限)形成一个m肽，则形成的多肽种类有nm种。
3．假若有n种氨基酸形成一个三肽，且每种氨基酸只有一个，则形成三肽的种类有n(n－1)(n－2)种。
3．如果有足量的3种氨基酸，分别为甲、乙、丙，则它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类最多是(　　)
A．9种　9种 B．6种　3种
C．27种　6种 D．3种　3种
【解析】　由题意可知，足量的甲、乙、丙3种氨基酸，它们能形成的三肽的种类由氨基酸的种类、排列顺序决定，即3×3×3＝33＝27(种)；由甲、乙、丙3种氨基酸形成的含有3种氨基酸的三肽的种类只由氨基酸的排列顺序决定，即3×2×1＝6(种)。故选C。

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