文档介绍：高中生物复习中
的计算问题
11/25/2017
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高中生物教材内容中多处涉及计算性问题,在高考考查考生的分析与综合能力中,很重要的一条就是:能否“定量描述自然科学的现象和规律。”因此,在高考的生物试题当中,也必然要进行与计算相关的考查。
所以总结和归纳生物学计算中的原理、方法和规律是十分必要的。
如蛋白质、细胞分裂、光合作用、呼吸作用、植物的个体发育、DNA和RNA的结构、中心法则、遗传基本规律、基因频率、生态系统的能量流动等内容均涉及到了计算问题。
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一、有关蛋白质分子结构中的计算
有关蛋白质分子结构中的计算问题主要涉及蛋白质平均分子量的计算、多肽链合成过程中脱水数目及形成肽键数目的计算、蛋白质水解所需水分子的数目计算、蛋白质分子中氨基和羧基数目的计算等。
在蛋白质的脱水缩合形成过程中:
脱去的水分子数=形成的肽键数=氨基酸总数-肽链数
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计算依据的知识是:
1条肽链m个氨基酸组成的蛋白质
n条肽链m个氨基酸组成的蛋白质
脱去的水分子数目
m-1
m-n
具有的肽键数目
m-1
m-n
具有R基数目
m
m
至少具有的游离氨基数目
1
n
至少具有的游离羧基数目
1
n
相对分子质量(设氨基酸平均相对分子质量为p)
m p-18(m-1)
18是水的分子质量
m p-18(m-n)
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例胰岛素是由A链和B链两条肽链共51个氨基酸组成的蛋白质,设氨基酸平均相对分子质量为128,该蛋白质分子中的肽键数目和相对分子质量数分别是
、5646 、5646
、5628 、5628
答案:B
解析:若m个氨基酸构成的蛋白质是一条肽链,那么该蛋白质分子中的肽键数目显然是m-1个。A链有21个氨基酸,应脱去20个水,形成20个肽键;B链有30个氨基酸,应脱去29个水,形成29个肽键,共有肽键20+29=49。因为此种蛋白质是由2条肽链组成的,另一条思路是,因为胰岛素有2条肽链共51个氨基酸组成,肽键数为m-2个,即分子中的肽键数目为:51-2=49。51个氨基酸相对分子质量之和为51×128=6528,共脱去的水分子的相对分子质量之和是49×18=882,所以胰岛素的相对分子质量是:6528-882=5646。
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例胰岛素分子结构模式图如下:
其中,α链含有21个氨基酸,β链含有30个氨基酸。
(1)胰岛素的两条肽链是在细胞的______上,以______为模板,通过氨基酸之间的______作用合成的,这个过程在分子遗传学上称作_____;这两条肽链还得经______的再加工,形成具有一定______的有生理活性的胰岛素分子。
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例胰岛素分子结构模式图如下:
其中,α链含有21个氨基酸,β链含有30个氨基酸。
(1)胰岛素的两条肽链是在细胞的核糖体上,以信使RNA 为模板,通过氨基酸之间的脱水缩合作用合成的,这个过程在分子遗传学上称作翻译;这两条肽链还得经高尔基体和内质网的再加工,形成具有一定空间结构的有生理活性的胰岛素分子。
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(2)这51个氨基酸,在形成胰岛素分子后,其相对分子质量比原来的51个氨基酸分子之和减少了______。
888(计算时要考虑脱水,还要考虑图中指出的形成3个二硫键时产生的6个H,49×18+6×1=888)
(3)从图中可以看出,胰岛素分子的元素组成,至少应包含____________ 等元素。
C、H、O、N、S
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例(02年上海高考试题)由n个碱基组成的基因,控制合成1条多肽链组成的蛋白质,氨基酸的平均分子量为a,则该蛋白质的分子量最大为
-18(n/3 -1)
-18(n-1) -18(n/6 -1)
答案:D
解析:本题主要考查的知识点有基因的结构、蛋白质的分子组成、中心法则,以及相关的计算能力。因为基因是双链结构,1条单链的碱基数目是n/2,通过转录,mRNA的碱基数目也是n/2。mRNA上的3个相邻的碱基为1个密码子,1个密码子决定1个氨基酸,所以组成这条多肽链的氨基酸数目最多是n/2×1/3=n/6,合成此多肽链要脱掉n/6 -1个水分子。该蛋白质的分子量最大为:na/6 -18(n/6 -1) 。
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例下面是某化合物的分子结构图解,请据图回答问题:
(1)图中有_____个游离的氨基,编号是_____。
答案: 1 ①
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