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易错点 03 蛋白质合成的相关计算
蛋白质的合成过程涉及H、O等元素数量变化、肽键数量变化、游离氨基和羧基数量变
化、氨基酸分子量与多肽和蛋白质分子量的变化，蛋白质合成的相关计算题可以加深巩固对氨
基酸分子结构和蛋白质的合成过程的理解和应用，而且这类题常常与基因的表达——转录和翻
译相结合进行考查，可以进一步理解和掌握基因的转录与翻译过程。对氨基酸分子结构、蛋白
质的合成过程、基因的转录与翻译过程的理解不到位往往造成计算错误。加强对氨基酸分子结
构、蛋白质的合成过程、基因的转录与翻译过程等元知识的理解，并关注下列易错点，进行强
化练习以提高得分率：
易错陷阱1 依据元素和基团判断氨基酸数目。错因往往是受C、H、O、N等诸多元素的干扰而
不能进行正确计算。C、H、O元素在肽键、羧基和R基团中都可以含有，不能作为依据进行推
断。可依据R基上特有元素或基团进行推断，例如R基上含有的S元素、氨基等。或者依据肽
链中所含氮原子数和氨基数推知组成多肽或蛋白质的氨基酸数目。
易错陷阱2：蛋白质结构中含二硫键和环状肽的计算。计算相对分子质量时漏算二硫键和忽视
环状肽的特点是该类题错选的主要原因。含二硫键的蛋白质相对分子量=氨基酸数目×氨基酸
平均相对分子质量－脱去水分子数×18－形成二硫键的脱氢个数。
易错陷阱3：高温和水解对蛋白质结构的影响。误认为蛋白质变性失活是肽键断裂的结果。肽
键的断裂需要在催化剂的作用下水解才能完成，高温只是破坏了蛋白质的空间结构，通常不涉
及肽键断裂。
易错陷阱4：脱水缩合过程与基因表达过程结合的计算。往往是忽略正常情况下三个终止密码
不编码氨基酸、密码的简并性而计算错误。要注意题干信息中“至少”“最多”，同时要注意
看清基因中碱基个数还是碱基对数。
例题1、下图表示某蛋白质的结构，其中“-S-S-”表示连接两条相邻肽链的二硫键（二硫键是
由2个“-SH”连接而成的）．若该蛋白质由m个氨基酸构成，则形成该蛋白质分子的过程中，
生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为 （ ）A.m个、18 m B.（m-4）个、18（m-4）
C.（m-3）个、18（m-3）+4 D.（m-2）个、18（m-2）+4
【解析】
由题图可知，该蛋白质由m个氨基酸形成3条肽链，其中一条是环状肽链，由2个二硫键
将3条肽链连接。对于环状肽链来说，失水数等于氨基酸数，所以脱去的水分子数是（m-2）
个；2个二硫键脱去的氢原子是 4个，因此该蛋白质形成过程中减少的相对分子质量是 18
（m-2）+4。D项正确。
【答案】D
例题2、胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的，其中A链中的氨基酸有m个，B链中
的氨基酸有n个(不考虑终止密码子)。下列有关叙述中不正确的是（ ）
A.胰岛素基因中含有的碱基数大于6(m+n)
B.胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链
C.胰岛素mRNA中至少含有m+n个密码子
D.A、B两条肽链可能是经蛋白酶作用后形成的
【解析】
A、胰岛素基因编码的两条多肽链中氨基酸总数是m+n，正常情况下终止密码子不编码氨基酸
不考虑终止密码子的情况下，蛋白质中氨基酸的数目=1/3mRNA中的碱基数目=1/6基因中的碱
基数目。所以基因中对应碱基个数应大于6(m+n)，A项正确；
B、一个基因在转录过程中,只有一条链作为模板链，B项错误；
C、形成的两条肽链中氨基酸共有m+n个，根据密码子和氨基酸的一一对应关系(不考虑终止密
码子)可知，与之对应的胰岛素mRNA中至少含有m+n个密码子，C项正确；
D、A、B两条肽链可能是翻译形成的一条肽链经蛋白酶作用使特定位置的一个肽键断裂后形成
的，D项正确。
【答案】B
(1)组成蛋白质的氨基酸的特点：至少有一个氨基和羧基连在同一个碳原子上，各种氨基酸之
间区别在R基，即每种氨基酸特有的元素和基团在R基上。
（2）通过脱水缩合过程图解,理解和掌握相应的计算规律结合示意图可得出如下规律(假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条链状多肽时)：
形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数 蛋白质相对分子质量
1 n－1 n－1 na－18(n－1)
m n－m n－m na－18(n－m)
注意特例
①计算多肽的相对分子质量时，如果肽链之间出现二硫键(二硫键是由2个“-SH”连接而成
的)，除了考虑水分子的减少外，要再减去形成二硫键的脱氢个数。
②如果有环状多肽，则环状多肽氨基酸数=形成肽键数=脱去水分子数，环状多肽相对分子质量
= na－18n。
③游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。
(3)利用原子守恒法计算多肽或蛋白质中的原子数或氨基酸数：在一个氨基酸中，若不考虑 R
基，则其分子式是C2H4O2N。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢、氧原子，但是碳原子、
氮原子的数目不会减少。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。其相关数量关系如
下：
①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
②氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数
③若已知多肽或蛋白质的分子式，则此多肽或蛋白质中：
a．含2个氨基的氨基酸数＝N原子数－肽键数－1
b．含2个羧基的氨基酸数＝
(4)多肽中除去氨基酸的有关计算
①若除去多肽内部的一个氨基酸，需水解掉两个肽键；若除去多肽一端的一个氨基酸，需水解
掉1个肽键。
②每水解1个肽键，则需要1分子水参与，肽键数减少1个，生成物与原多肽相比氧原子增加
1个，氢原子增加2个，氨基增加1个，羧基增加1个。
（5）蛋白质中氨基酸的数目=1/3mRNA中的碱基数目=1/6基因中的碱基数目。
（未考虑终止密码子、内含子、启动子、终止子等非编码序列）
1. 某直链多肽的分子式为C H O N ，其水解后共产生下列3种氨基酸，相关叙述正确
22 34 13 6的是( )
A．合成1分子该物质将产生6个水分子
B．在细胞中合成该物质时只需要3种tRNA
C．该多肽分子含一个游离氨基和一个游离羧基
D．每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸
【答案】 D
【解析】
A、分析结构简式可知，三种氨基酸都只含有一个氨基，该多肽的分子式为C H O N ，
22 34 13 6
有6个“N”，因此该多肽含有6个氨基酸，合成1分子该物质将产生5个水分子，A项错误；
B、合成此多肽时需要几种tRNA是由mRNA上有几种密码子决定的，密码具有简并性，决
定该多肽的6个氨基酸的密码子无法确定只有3种，则合成该物质时有可能需3种或3种以上
tRNA，B项错误；
C、3种氨基酸中只有谷氨酸R基上含有羧基“-COOH”，因此谷氨酸的个数＝=13-5-
2/2=3，,3个谷氨酸含有C15，该多肽的分子式为C H O N ，甘氨酸和丙氨酸共含有C原子
22 34 13 6
数为22-15=7，由此推得该多肽由2个甘氨酸、1个丙氨酸和3个谷氨酸经脱水缩合形成，因此
该多肽含有4个游离的羧基和1个游离的氨基，C项错误；
D、从以上分析可知，每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸，D项正确。
2. 某三十九肽中共有丙氨酸4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的肽链(如图)。
下列有关该过程的叙述，错误的是( )
A．肽键数目减少了7个
B．新生的4条肽链中至少有5个氨基
C．如果新生的4条肽链总共有5个羧基，那么其中必有1个羧基在R基(侧链基团)上
D．4条肽链若重新连接成一条长链，将脱去3个水分子
2.【答案】 B
【解析】
A、从图中信息可知，该三十九肽中的4个丙氨酸分别位于第8、18、27和39位，这4个丙氨酸在该三十九肽中共形成7个肽键，去掉这4个丙氨酸，肽键数减少7个，A项正确；
B、每条多肽链中至少含有一个氨基和一个羧基，所以不考虑R基的话，新生的4条多肽
链中至少含有4个氨基，B项错误；
C、每条多肽链中至少含有一个氨基和一个羧基，如果这新生的4条肽链中有5个羧基，
则说明有1个羧基位于R基上，C项正确；
D、4条肽链若重新连成一条肽链，将形成3个新的肽键，同时脱去3分子水，D项正确。
3.分析多肽E和多肽F（均由一条肽链组成）得到以下结果:（单位:个）
元素或基团 C H O N -NH -COOH
2
多肽E 201 348 62 53 3 2
多肽F 182 294 55 54 6 1
那么请你推算这两种多肽中氨基酸的数目最可能是（ ）
选项 A B C D
多肽E 199 340 58 51
多肽F 181 281 53 49
3.【答案】D
【解析】
先分析多肽E，由题意可知，多肽E由一条肽链组成，该肽链中的氨基有3个，那么有2
个氨基酸的R含有氨基，又由于该肽链中含有N原子53个，因此，该肽链含有氨基酸的个数是
53-2=51个；再分析多肽F，由题意可知，多肽F也是由一条肽链组成，该肽链中的氨基有6个，
那么有5个氨基酸的R含有氨基，又由于该肽链中含有54个N，因此，该肽链含有氨基酸的个
数是54-5=49个。
1.某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是( )
A．n－m B．n－2m C．n＋m D．n＋2m
1. 【答案】C
【解析】该蛋白质中含有肽键数为(n－m)个，每个肽键(-CO-NH-)含有一个氧原子；m条肽链至
少含有m个游离的羧基(COOH)，因此，该蛋白质中至少含有的氧原子的个数为n－m＋2m＝n＋
m，C项正确。
2. 亮氨酸的R基为—CH ，缬氨酸的R基为—CH ，它们缩合形成的二肽分子中，C、H原
4 9 3 7
子个数的比为( )
A．11∶24 B．9∶18 C．11∶22 D．10∶22
2. 【答案】C
【解析】 氨基酸通式可以用CHON—R表示，而亮氨酸和缬氨酸缩合形成的二肽分子中，失
2 4 2
去了一分子的水，所以 C 原子的个数是（2+4）+（2+3）=11，H 原子的个数是（4+9）+（4+7）-2=22，所以C项正确。
3.鸡蛋煮熟后蛋白质变性失活，这是由于高温破坏了蛋白质的（ ）
A.肽键 B.肽链 C.空间结构 D.氨基酸
3.【答案】C
【解析】蛋白质凝固变性失去活性是因为破坏了蛋白质的空间结构，还没有破坏到肽链或肽键
的结构，因为如果破坏了肽链或肽链之间的连接肽键，蛋白质不是凝固，而会变成短肽或氨基
酸。
4. 二硫键“—S—S—”是蛋白质中连接两条肽链之间的一种化学键。如图是由280个氨基酸
组成的某蛋白质的结构图，下列相关叙述正确的是( )
A．该蛋白质至少有280个氨基和280个游离的羧基
B．形成该蛋白质的过程中脱去了280个水分子
C．控制该蛋白质合成的基因至少有840个碱基对
D．该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类和排列顺序三方面决定
4.【答案】 C
【解析】
A、根据题图分析可知，该蛋白质是由280个氨基酸组成的2条链状肽和1条环状肽，不考虑R
基的话，一条链状肽链至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，环状肽不含有游离氨基和
游离的羧基，因此该蛋白质至少有2个游离的氨基和2个游离的羧基，A项错误；
B、只有2条链状肽末端的氨基和羧基不参与形成肽键，因此形成该蛋白质的过程中共形成280
－2＝278(个)肽键，即脱去了278个水分子，B项错误；
C、一个密码子编码一个氨基酸，3个碱基对对应一个密码子，因此不考虑终止密码的话，控制
该蛋白质合成的基因至少有280×3=840个碱基对，C项正确；
D、该蛋白质的功能是由氨基酸的数量、种类、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的
空间结构决定的，D项错误。
5.经测定，某条肽链其分子式是C HONS 。已知该肽链是由下列氨基酸中的几种为原料合
21 x y 4 2
成的，苯丙氨酸(C H ON)、天冬氨酸(C HON)、丙氨酸(C HON)、亮氨酸(C H ON)、半胱
9 11 2 4 7 4 3 7 2 6 13 2
氨酸(C HONS)。下列有关该多肽链的叙述，错误的是( )
3 7 2
A．该肽链是四肽化合物
B．水解后能产生3种氨基酸
C．氢原子数和氧原子数分别是30和5D．在核糖体上形成时相对分子质量减少了54
5. 【答案】C
【解析】
A、分析题干信息可知，题干中给出的几种氨基酸都只含有一个 N，该肽链分子式是
C HONS，含有4个“N” 原子，则该多肽是由4个氨基酸脱水缩合形成的四肽，A项正确；
21 x y 4 2
B、该化合物中含有2个S，因此该多肽中含有2个半胱氨酸，含有C6个，该肽链分子式是
C HONS，另两个氨基酸含有的C原子数=21-6=15，根据碳原子守恒，另两个氨基酸分别是苯
21 x y 4 2
丙氨酸和亮氨酸（C原子数=9+6=15），所以该四肽化合物水解产生的氨基酸是三种，B项正确；
C、依据以上分析可知，组成该化合物的氨基酸分别是2个半胱氨酸、1个苯丙氨酸和1个亮氨
酸，2个半胱氨酸、1个苯丙氨酸和1个亮氨酸含有H原子数和O原子数分别是38和8，形成4
肽失去3分子水，因此该化合物中H原子数和O原子数分别是32和5，C项错误；
D、形成4肽失去3分子水，在核糖体上形成时相对分子质量减少了3×18=54，D项正确。
6. 下图为胰岛素的肽链结构示意图（图1中数字为氨基酸序号）及部分肽链放大图（图2），
下列有关叙述不正确的是（ ）
A. 胰岛素分子结构中49个肽键，该蛋白质中至少含有4个羧基
B. 胰岛素分子结构中的化学键不是只有肽键，其空间结构不是在核糖体上形成的
C. 胰岛素mRNA中至少含有51个密码子
D.氨基酸形成结晶牛胰岛素后，相对分子质量比原来总相对分子质量减少了882
6. 【答案】D
【解析】
A、 胰岛素分子结构中肽键数是30+21-2=49个，图中显示R基上至少有2个羧基，A、B两条
链末端各有一个羧基，因此该蛋白质中至少含有4个羧基，A项正确；
B、 图中胰岛素分子结构中的有二硫键，其空间结构可能是在内质网和高尔基体上加工上形成
的，不是在核糖体上形成的，B项正确；
C、一个密码子编码一个氨基酸，因此不考虑终止密码的话，胰岛素mRNA中至少含有51个
密码子，C项正确；
D、氨基酸形成结晶牛胰岛素后，相对分子质量比原来总相对分子质量减少了18×49+6=888，
D项错误。7．20种氨基酸平均相对分子质量为128，某蛋白质相对分子质量为10228，在形成1分子该
蛋白质分子时脱去水分子的相对分子质量为1 548。则组成该蛋白质的肽链数是( )
A．4条 B．6条 C．8条 D．16条
7. 【答案】B
【解析】在形成蛋白质时，脱去的水分子数为 1 548÷18＝86(个)；设肽链数为 x，则有
128×(86＋x)－1 548＝10 228，解得x＝6。
8. 某多肽被水解成3个四肽，2个三肽，5个六肽，1个五肽，这些短肽的氨基总数最小值及
肽键总数依次是( )
A．11 42 B．11 53 C．12 42 D．12 53
8. 【答案】A
【解析】依据“每条短肽至少含一个游离的氨基和一个游离的羧基”、“每条短肽的肽键数＝
氨基酸数－1”计算，短肽数为3＋2＋5＋1＝11，所以这些短肽中至少含氨基11个；肽键数为
3×(4－1)＋2×(3－1)＋5×(6－1)＋1×(5－1)＝42，A项正确。
9. 有一条由14个氨基酸组成，分子式为C H O N S(Z>14，W>15)的多肽，经过水解后的产
X Y W Z
物中有3种氨基酸：半胱氨酸(C HONS)、丙氨酸(C HON)、天冬氨酸(C HON)。水解产物
3 7 2 3 7 2 4 7 4
中天冬氨酸的数目是( )
A．(Y＋14)个 B．(Z＋14)个 C．(W－15)个 D．(W－15)/2个
9. 【答案】D
【解析】天冬氨酸(CHON)中含有4个氧原子，有2个氧原子在R基上，天冬氨酸有2个羧基。
4 7 4
那么天冬氨酸的个数＝= W-13-2/2＝(W－15)/2
10. (2022·天津市高三期末)绿色荧光蛋白是从发光水母中分离出来的一种结构蛋白，其相关数
据如下表所示。若R基上的羧基和氨基不会脱水形成肽键，则下列有关叙述正确的是( )
氨基酸数目 126 R基上的羧基数 15
游离羧基的总数 17 游离氨基的总数 17
A. 该蛋白质只含1条肽链
B.该蛋白质水解时，水分子中的氧参与形成氨基
C. R基上的氨基有17个
D.合成一分子该蛋白质时脱去水的分子量为2 232
10. 【答案】D
【解析】
A、该蛋白质共含有17个游离的羧基，其中有15个在R基中，说明该蛋白质含有2条肽链，A
项错误；
B、氨基酸经脱水缩合形成蛋白质时，脱去的水中的氧来自氨基酸中的羧基，所以该蛋白质水解时，水分子中的氧参与形成羧基，B项错误；
C、依据以上分析，该蛋白质含有2条肽链，游离的氨基总数是17个，所以R基上的氨基有
17-2=15个，C项错误；
D、合成一分子该蛋白质时脱去水的分子量为（126-2）×18＝2 232，D项正确。
