高中生物實驗設(shè)計專題訓練

高中生物實驗設(shè)計專題訓練

高中生物教材中許多知識都可以量化，涉及到一些計算，是生物科學深入發(fā)展的標志之一。下面是小編整理的高中生物實驗設(shè)計專題訓練，具體內(nèi)容如下。

高中生物實驗設(shè)計專題訓練

1.一個氨基酸中的各原子的數(shù)目計算：

C原子數(shù)=R基團中的C原子數(shù)+2，H原子數(shù)=R基團中的H原子數(shù)+4，O原子數(shù)=R基團中的O原子數(shù)+2，N原子數(shù)=R基團中的N原子數(shù)+1

2.肽鏈中氨基酸數(shù)目、肽鍵數(shù)目和肽鏈數(shù)目之間的關(guān)系：

若有n個氨基酸分子縮合成m條肽鏈，則可形成(n-m)個肽鍵，脫去(n-m)個水分子，至少有-NH2和-COOH各m個。游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈條數(shù)+R基中含有的氨基或羧基數(shù)。

例.(2005·上海生物·30)某22肽被水解成1個4肽，2個3肽，2個6肽，則這些短肽的氨基總數(shù)的最小值及肽鍵總數(shù)依次是(C)

A、6 18 B、5 18 C、5 17 D、6 17

解析：每條短肽至少有一個氨基(不包括R基上的氨基)，共有5個短肽，所以這些短肽氨基總數(shù)的最小值是5個;肽鏈的肽鍵數(shù)為n-1,所以肽鍵數(shù)為(4-1)+2×(3-1)+2×(6-1)=17。

例.(2003上海)人體免疫球蛋白中，IgG由4條肽鏈構(gòu)成，共有764個氨基酸，則該蛋白質(zhì)分子中至少含有游離的氨基和羧基數(shù)分別是( D )

A.746和764 B.760和760 C.762和762 D.4和4

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3.氨基酸的平均分子量與蛋白質(zhì)的分子量之間的關(guān)系：

n個氨基酸形成m條肽鏈，每個氨基酸的平均分子量為a，那么由此形成的蛋白質(zhì)的分子量為：n?a-(n-m)?18 (其中n-m為失去的水分子數(shù)，18為水的分子量);該蛋白質(zhì)的分子量比組成其氨基酸的分子量之和減少了(n-m)·18。(有時也要考慮因其他化學建的形成而導致相對分子質(zhì)量的減少，如形成二硫鍵。

例.(2003上海)某蛋白質(zhì)由n條肽鏈組成，氨基酸的平均分子量為a，控制該蛋白質(zhì)合成的基因含b個堿基對，則該蛋白質(zhì)的分子量約為( D )

A. B.

C. D.

4.在R基上無N元素存在的情況下，N原子的數(shù)目與氨基酸的數(shù)目相等。

5.蛋白質(zhì)分子完全水解時所需的水分子數(shù)=蛋白質(zhì)形成過程中脫下的水分子數(shù)。

6.有關(guān)多肽種類的計算：假若有n種氨基酸，由這n種氨基酸組成多肽的情況，可分如下兩種情形分析。(1)每種氨基酸數(shù)目無限的情況下，可形成m肽的種類為nm種;(2)每種氨基酸數(shù)目只有一種的情況下，可形成m肽的種類為n×(n-1)×(n-2)……×1種m

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例 稱取某多肽415g，在小腸液的作用下完全水解得到氨基酸505g。經(jīng)分析知道組成此多肽的氨基酸平均相對分子質(zhì)量為100，此多肽由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸3種氨基酸組成，每摩爾此多肽含有S元素51mol。3種氨基酸的分子結(jié)構(gòu)式如下：

(1)小腸液為多肽的水解提供的物質(zhì)是____________________________。

(2)組成一分子的此多肽需氨基酸個數(shù)為__________________________。

(3)此多肽分子中3種氨基酸的數(shù)量比為___________________________。

(4)控制此多肽合成的基因片段至少有脫氧核苷酸個數(shù)為______________。

解析 第(2)小題由題意可知，415g此多肽完全水解需要水505g-415g=90g，即形成415g此種多肽需要脫去90g水。415g此多肽形成時，需要氨基酸505/100=5.05(mol)，脫水90/18=5(mol)，所以在形成此多肽時需要的氨基酸摩爾數(shù)與合成時脫去的水分子摩爾數(shù)之比為：5.05/5=1.01。設(shè)該肽鏈上的氨基酸殘基數(shù)目為n，則該肽鏈上的氨基酸殘基數(shù)目與在形成該肽鏈時脫去的水分子數(shù)之比：n/(n-1)。得n/(n-1)=1.01，解此方程得n=101。所以此多肽為101肽。第(3)小題由于某摩爾此多肽含有S元素51mol，可知，一分子此多肽需由51分子的半胱氨酸脫水形成。所以，可利用平均分子量計算求解此多肽分子中三種氨基酸的數(shù)量比。根據(jù)三種氨基酸的結(jié)構(gòu)式可知：

甘氨酸的分子量為75;丙氨酸的分子量為89;半胱氨酸的分子量為121。

設(shè)形成此多肽需甘氨酸a個，則有： 75a+89(101-51-a)+121×51=101×100

解得：a=37 ;101-51-a=13

即，此多肽中三種氨基酸的數(shù)量比是：

甘氨酸:丙氨酸:半胱氨酸 = 37:13:51

第(4)小題中由mRNA翻譯成蛋白質(zhì)時，是3個堿基決定一個氨基酸，基因轉(zhuǎn)錄成mRNA時是以其中的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄的，而基因中有兩條鏈，所以指導合成多肽的基因中的脫氧核苦酸數(shù)為多肽中的氨基酸總數(shù)乘6。

答案 (1)肽酶 (2)101肽 (3)甘氨酸：丙氨酸：半胱氨酸=5∶45∶51 (4)606

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