氨基酸分子式
搭石课文-混凝土强度推定值
2023年3月18日发(作者：何年何月)氨基酸的计算
2
有关蛋白质计算的几种类
型
1.已知氨基酸、肽链数目，求肽键数、失水
数和氨基、羧基数目。
2.已知氨基酸种类，求形成多肽的种类
已知蛋白质（多肽）的分子式，求形成该蛋
白质的某种AA的数目。
.4.与基因控制蛋白质合成有关的蛋白质计
算。
5与化学有关的计算（利用反应前后平均
相对分子质量守恒进行计算）。
1条肽链n条肽链
氨基酸
平均相对分
子质量
aA
氨基酸
数目
mm
肽键数
目
m-1m-n
脱去水
分子数
m-1m-n
多肽相
对分子质量
ma-（m-1）
*18
ma-
（m-n）*18
氨基数
目
至少1个至少n个
3
羧基数
目
至少1个至少n个
1.已知氨基酸、肽链数目，求肽键数、失水
数和氨基、羧基数目
例如：人的血红蛋白是由574个氨基酸构
成，共计形成4条多肽链，则形成的血红蛋白共
失去水分子____个。
直链多肽：肽键数=失水数=消耗的氨基、羧
基数=AA数-肽链数
环状多肽：肽键数=失水数=消耗的氨基、羧
基数=AA数
直链多肽：游离的氨基（羧基）数=AA反
应前氨基（羧基）数-消耗的氨基（羧基）数
环状多肽：游离的氨基（羧基）数=AA反
应前氨基（羧基）数-AA数
2.已知氨基酸种类，求形成多肽的种类
例：现有A、B、C、D、E5种AA，让它们
足量混合能够形成五肽多少种？包含这5种AA
的五肽有多少种？
可以
重复时
55555
不能
重复时
54321
3.已知蛋白质（多肽）的分子式，求形成该
蛋白质的某种AA的数目
4
例2。现有一种“十二肽”，分子式为
CxHyNzOd（z＞12，d＞13）。已知将它彻底的
水解后只得到下列AA：
问：将一个“十二肽”彻底水解后，可生成
_____个赖氨酸和______个天门冬氨酸。
5.与化学有关的计算（利用反应前后平均相
对分子质量守恒进行计算）
1.氨基酸的排列与组合计算：
蛋白质分子的多样性除了氨基酸的种
类、数量外，更多的是因为氨基酸排列次序
的多样性。这涉及数学中的排列组合：①由
甲、乙、丙三种氨基酸组成的三肽的种类为
3！，即3×2×1=6种，这是数学中的排列；
②在某反应容器中给足量的甲、乙、丙三种
氨基酸，则该容器内可能生成的三肽种类为
5
3×3×3=27，这就要用到数学中的排列与组
合了。
2.蛋白质相对分子质量的计算：
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、蛋白质中氨基和羧基数目的计算、氨基
酸的排列顺序等。
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
蛋白质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
脱水分子数
=水解所需水分
子数
m－1m－n
具有的肽键
数目
m－1m－n
具有R基数
目
mm
至少具有的
游离氨基数目
1n
至少具有的
游离羧基数目
1n
相对分子质mp－18（mmp－18（m
6
量
（设氨基酸
平均相对分子质
量为p）
－1）
18是水的
分子质量
－n）-（2n—2）
×1(两条肽链的
二硫键失去H
的，一般不考虑）
3.蛋白质分子中游离氨基、羧基数量的计
算：
每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，
在缩合反应中，前一个氨基酸的羧基与后一个氨
基酸的氨基形成肽键，因此一条肽链中至少有一
个氨基（肽链前端）和一个羧基（肽链末端），
且R基中的氨基或羧基不参与反应，因此，蛋白
质分子中游离的氨基或羧基数就等于肽链数加R
基中的氨基或羧基数。如有1000个氨基酸，其
中氨基1050，羧基1020，则由这1000个氨基酸
形成的由4条肽链组成的蛋白质分子中游离的
氨基数为：4+50=54；游离的羧基数为：4+20=24。
4.氨基酸中各原子数量的计算氨基酸的
结构通式为：（如图），因此，只要知道R基
中的
各种原子数，就可以求出氨基酸分子中各原
子的数量。如某氨基酸的R基为C
5
H
7
O
4
N，则该氨
基酸中
的C原子数=2+5=7；H原子数=4+7=11；O原
子数=2+4=6；N原子数=1+1=2。
7
高二生物生命的基础有关计算专题复习
（一）.有关氨基酸、蛋白质的相关计算
1.一个氨基酸中的各原子的数目计算：
C原子数＝R基团中的C原子数＋2，H原
子数＝R基团中的H原子数＋4，O原子数＝R
基团中的O原子数＋2，N原子数＝R基团中的
N原子数＋1
2.肽链中氨基酸数目、肽键数目和肽链数
目之间的关系：
若有n个氨基酸分子缩合成m条肽链，则
可形成(n-m)个肽键，脱去(n-m)个水分子，至
少有－NH
2
和－COOH各m个。游离氨基或羧基
数＝肽链条数＋R基中含有的氨基或羧基数。
例．（2005·上海生物·30）某22肽被水
解成1个4肽，2个3肽，2个6肽，则这些短
肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是（C）
A、618B、5
18C、517D、617
解析：每条短肽至少有一个氨基（不包括R
基上的氨基），共有5个短肽，所以这些短肽氨
基总数的最小值是5个；肽链的肽键数为n－1,
所以肽键数为（4－1）＋2×（3－1）＋2×（6
－1）=17。
例．（2003上海）人体免疫球蛋白中，
IgG由4条肽链构成，共有764个氨基酸，则
8
该蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧基
数分别是（D）
A．746和764B．760和
760C．762和762D．4和
4
3.氨基酸的平均分子量与蛋白质的分子
量之间的关系：
n个氨基酸形成m条肽链，每个氨基酸的
平均分子量为a，那么由此形成的蛋白质的分
子量为：n•a-(n-m)•18(其中n-m为失去的水
分子数，18为水的分子量)；该蛋白质的分子
量比组成其氨基酸的分子量之和减少了
（n-m）·18。（有时也要考虑因其他化学建
的形成而导致相对分子质量的减少，如形成二
硫键。
例．（2003上海）某蛋白质由n条肽链
组成，氨基酸的平均分子量为a，控制该蛋白
质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的分
子量约为（D）
A．
B．
C．
D．
4.在R基上无N元素存在的情况下，N原
子的数目与氨基酸的数目相等。
9
5.蛋白质分子完全水解时所需的水分子
数＝蛋白质形成过程中脱下的水分子数。
6.有关多肽种类的计算：假若有n种氨基
酸，由这n种氨基酸组成多肽的情况，可分如
下两种情形分析。（1）每种氨基酸数目无限
的情况下，可形成m肽的种类为nm种；（2）
每种氨基酸数目只有一种的情况下，可形成m
肽的种类为n×（n－1）×（n－2）……×1
种
m
例称取某多肽415g，在小肠液的作用
下完全水解得到氨基酸505g。经分析知道组
成此多肽的氨基酸平均相对分子质量为100，
此多肽由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸3种氨基
酸组成，每摩尔此多肽含有S元素51mol。3
种氨基酸的分子结构式如下：
（1）小肠液为多肽的水解提供的物质是
____________________________。
（2）组成一分子的此多肽需氨基酸个数
为__________________________。
（3）此多肽分子中3种氨基酸的数量比
为___________________________。
10
（4）控制此多肽合成的基因片段至少有
脱氧核苷酸个数为______________。
解析第（2）小题由题意可知，415g此
多肽完全水解需要水505g-415g=90g，即形成
415g此种多肽需要脱去90g水。415g此多肽形
成时，需要氨基酸505／100＝5．05（mol），
脱水90／18＝5(mol)，所以在形成此多肽时需
要的氨基酸摩尔数与合成时脱去的水分子摩尔
数之比为：5．05／5=1.01。设该肽链上的氨基
酸残基数目为n，则该肽链上的氨基酸残基数目
与在形成该肽链时脱去的水分子数之比：n／
（n-1）。得n／（n-1）=1．01，解此方程得n=101。
所以此多肽为101肽。第（3）小题由于某摩尔
此多肽含有S元素51mol，可知，一分子此多肽
需由51分子的半胱氨酸脱水形成。所以，可利
用平均分子量计算求解此多肽分子中三种氨基
酸的数量比。根据三种氨基酸的结构式可知：
甘氨酸的分子量为75；丙氨酸的分子量为
89；半胱氨酸的分子量为121。
设形成此多肽需甘氨酸a个，则有：75a
＋89（101－51－a）＋121×51＝101×100
解得：a=37；101-51-a=13
即，此多肽中三种氨基酸的数量比是：
甘氨酸:丙氨酸:半胱氨酸=37:13:51
第(4)小题中由mRNA翻译成蛋白质时，是
3个碱基决定一个氨基酸，基因转录成mRNA
11
时是以其中的一条链为模板转录的，而基因中
有两条链，所以指导合成多肽的基因中的脱氧
核苦酸数为多肽中的氨基酸总数乘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
例、现有一种“十二肽”，分子式为C
X
H
Y
N
Z
O
W
（Z>12，W>13）。已知将它们彻底水解后得到下
列氨基酸：
CH
2
－SH
半胱氨酸：NH
2
－C－COOH丙
氨酸：CH
3
－CH－COOH
H
NH
2
天门冬氨酸：HOOC－CH
2
－CH－
COOH
NH
2
赖氨酸：H
2
N－CH
2
－（CH
2
）
3
－CH
－COOH
NH
2
苯丙氨酸：CH
2
－CH－COOH
NH
2
12
请回答下列问题：
（1）该“十二肽”的合成发生在细胞的
中（写细胞器）。
（2）1个该“十二肽”分子水解时需要的
水分子数是个。
（3）合成该多肽时，需要个遗
传密码，与该多肽相应的基因（DNA分子）上至
少有个嘧啶碱基。
（4）将一个该“十二肽”分子彻底水解后
有个赖氨酸和个天门冬氨酸。
解析：①由于在半胱氨酸、丙氨酸、天门冬
氨酸、苯丙氨酸中都只含有1分子“N”，而赖
氨酸中含有2分子“N”。又知，该十二肽由12
个氨基酸组成，如果只含有1个赖氨酸，则可知，
该十二肽含有13分子“N”；每增加1个赖氨酸，
该十二肽都会增加1分子“N”。即，如果C
X
H
Y
N
Z
O
W
（Z>12，W>13）含有13分子“N”，水解后的赖
氨酸分子数为13-12=1；如果C
X
H
Y
N
Z
O
W
（Z>12，
W>13）含有14分子“N”，水解后的赖氨酸分子
数为14-12=2，依此类推。
所以，将一个该“十二肽”分子彻底水解后
有（Z-12）个赖氨酸。
②由于在半胱氨酸、丙氨酸、赖氨酸、苯丙
氨酸中都只含有1分子“—COOH”，而天门冬氨
酸中含有2个“—COOH”。该十二肽由12个氨
基酸脱水缩合形成过程中，有11个氨基酸分别
13
拿出一个“—COOH”来进行脱水缩合，而且每个
“—COOH”都脱掉一分子的“—OH”剩下一分子
“O”。根据分析可知，如果只含有1个天门冬
氨酸，该十二肽含有15（2×12-11=13，13+2=15）
个“O”；每增加1个天门冬氨酸，该十二肽都
会增加2个“O”。即，如果C
X
H
Y
N
Z
O
W
（Z>12，W>13）
含有15个“O”，水解后的天冬氨酸分子数为=1；
如果C
X
H
Y
N
Z
O
W
（Z>12，W>13）含有15+2=17个“O”，
水解后的天门冬氨酸分子数为=2，依此类推。
所以，将一个该“十二肽”分子彻底水解后
有个天门冬氨酸。
1、构成生物体的氨基酸的特点：至少含一
个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧
基连接在同一个碳原子上。
2、已知氨基酸的R基，求氨基酸中的原
子数
3、已知氨基酸的R基，求氨基酸形成的肽
链中的原子数。（考虑失去水水分子H
2
O，并知
道OH来自—COOH，H来自—NH
2
）
4、已知氨基酸的个数、肽链数，求形成的
蛋白质（肽链）时失去的水分子数（肽键数）
失去的水分子数=肽键数=氨基酸的个数—
肽链数
5、已知氨基酸的个数、肽链数，求蛋白质
14
的相对分子量。
蛋白质的相对分子量=氨基酸的分子量之和
—失去的水分子数之和
蛋白质的相对分子量=氨基酸的个数x氨基
酸的平均相对分子量—（氨基酸的个数—肽链
数）x18
6、已知蛋白质的分子式，求形成蛋白质的
氨基酸的最多个数或最多失去的水分子数（肽键
数）
分子式中原子最少原则
7、（2）关于氨基酸形成肽时失水数、肽键
数的计算：失水数＝肽键数=氨基酸数－肽链数
（3）在氨基酸的通式中，R基中一般不出现
—NH2或—COOH，既使出现，也只能出现其
中的一个，且不与另一个—NH2或—COOH连
在同一个碳原子上，也不参与形成肽键，所以
蛋白质中含的氨基数=氨基酸中的氨基数－肽键
数=肽链数+R基中的氨基数。蛋白质中含的羧基
数=氨基酸中的羧基数－肽键数=肽链数+R基中
的羧基数
（4）蛋白质的分子量计算公式：蛋白质的相对
分子质量=氨基酸相对分子质量的和－失去水的
相对分子质量的和－2倍的二硫键数=氨基酸数
╳氨基酸的平均相对分子质量－18（氨基酸数－
肽链数）－2倍的二硫键数
15
•至少氨基和羧基的数目=肽链数
•肽键数=氨基酸数－肽链数
•肽键数=脱去水分子数目
•蛋白质的相对分子量=氨基酸数目
×氨基酸平均分子量－18×水的分子量
据下列结构式，回答问题：
CH3H
H
｜|
｜
H2N—C—CO—NH—C—CO—NH—C—
COOH
｜｜
｜
H
CH2CH2
｜
｜
CO
COOH
｜
NH2
（1）该化合物中有
种氨基酸。
16
（2）该化合物中有个
肽键。
（3）该化合物是由个氨基酸失
去分子水而形成的，
这样的反应叫做。
（4）该化合物叫
做。
•1、两个氨基酸缩合成二肽产生一
个水分子，这个水分子中的氢来自（）
A、氨基B、R基C、氨基和羧
基D、羧基
2、通常情况下，分子式
C63H103O65N17S2的多肽化合物中最多含有肽
键（）
A、63个B、62个C、17个
D、16个
3、蛋氨酸的R基是-CH2-CH2-S-CH3，
它的分子式是（）
A、C5H11O2NSB、C3H7S
C、C4H11O2SD、
C5H10O2N
4、一条肽链共有76个肽键，则它所含的氨
基和羧基的数目至少分别是（）
A、77和77B、76和76C、6
和6D、1和1
5、某蛋白质的四条肽链中共有570个肽键，
则它水解后含有氨基酸___个，那么它含的氨基
17
和羧基的数目至少分别是______个。（）
A、571、1和1B、570、4
和4
C、574、4和4D、574、1
和1
6、已知20种氨基酸的平均分子量是128，
现有一蛋白质分子由两条多肽链组成，共有肽键
98个，问此蛋白质的分子量接近于（）
A、12800B、12544C、11036
D、12288
关于“氨基酸、肽键、缩合失水数、肽链的
数目”计算
例1、某蛋白质由两条多肽链构成，共有肽
键500个，缩合成两条肽链的氨基酸分子数和生
成的水分子数分别是（）
A.498和498B.500和500
C.502和500D.501和500
解析：由氨基酸形成多肽化合物的方式是脱
水缩合，每两个氨基酸之间缩合时要失去一分子
的水，同时形成一个肽键，多肽化合物呈链状不
呈环状，多肽化合物再经过螺旋、折叠方式等形
成复杂的空间结构后就是具有生物活性的蛋白
质。由此可得等量关系：肽键个数=缩合失水分
子数=蛋白质水解成氨基酸时的需水分子数=氨
基酸分子总个数－肽链条数。本题答案为C。
18
2关于“蛋白质相对分子量”的计算
例2、已知20种氨基酸的平均分子量是128，
现有一蛋白质分子由两条多肽链组成，共有肽键
98个，问此蛋白质的分子量最接近于（）
A.12800B.12544C.11036
D.12288
解析：由氨基酸形成蛋白质的过程中要缩合
失水，所以蛋白质的相对分子量=氨基酸的平均
分子量×氨基酸总的分子数－18×缩合失水分
子数。上题中的“蛋白质”由98+2=100个氨基
酸组成，该蛋白质的分子量为：128×100－18
×98=11036，答案为C
3关于“多肽化合物种类数”的计算
例3、若以三种氨基酸为原料，可以合成不
同结构的三肽物质有（）种。A.6种B.9
种C.27种D.无数种
解析：由三个氨基酸缩合而成的化合物叫三
肽，形成三肽化合物的三个氨基酸可以是同种，
也可以是不同种的氨基酸。由于题设条件是“三
种氨基酸”，数量不定，所以合成不同结构的三
肽物质的种数应是P
3
3=27。如果将题设条件改为
“以三个不同种类的氨基酸为原料”，则合成不
同结构的三肽物质的种数便是3×2×1=6种。本
题答案为C。
4关于“多肽中游离的氨基和羧基数目”的
计算
19
例4、某一多肽链内共有肽键109个，则此
分子中含有—NH
2
和—COOH的数目至少为（）
A.110、110B.109、109C.9、9
D.1、1
解析：多肽化合物呈链状，根据氨基酸脱水
缩合的知识可知：一条肽链的一端必定含有一个
氨基，另一端必定含有一个羧基；每形成一个肽
键，就要损失一个氨基和一个羧基。所以存在下
列等量关系：多肽化合物中含有氨基或羧基的至
少个数=肽链的条数；多肽化合物中含有氨基（或
羧基）的实际个数=缩合前各个氨基酸中的氨基
（或羧基）总个数－多肽化合物中肽键的总个
数。本题答案为D。
系列二、氨基酸及其相关计算疑难解读及能
力训练
福建省上杭县高级中学江建来
一、氨基酸的种类
自然界中氨基酸种类很多，但生物体内构成
蛋白质的氨基酸大约有20种，人体内氨基酸可
分为两大种类：
二、氨基酸结构通式的特点
20
H
2
－C－COOH
R
1、－NO
2
和—COOH数目：它们都至少含
有一个一NH
2
和一个—COOH，但并非只有一个
—NH
2
和一个—COOH，结合氨基酸的结构通式
NH
可知在R基团中可以含有数量不同的—NH
2
或—COOH。
2、—NH
2
和—COOH位置：都有一个—NH
2
和一个-COOH，连在同一个碳原子上，但并非所
有的--NH
2
和—COOH都连在同一个碳原子上。即
都它们都为ａ—氨基酸。
3、氨基酸、肽键、失去水分了
数及多肽的相对分子质量。
由氨基酸的脱水缩合过程可总结如正
规律：(仅指直链多肽)
氨
基
酸
平
均
相
对
分
子
氨
基酸
数
目
肽
键数
目
脱
去水
分子
数
肽
类相对
分
子质量
氨
基
数
目
羧
基
数
目
21
质
量
一
条
肽
链
ａm
m
—1
m
—1
ma
—18
(m
—1)
至
少一
个(R
基上
还可
能含
有氨
基)
至
少一
个(R
基上
还可
能含
有羧
基)
n
条
肽
链
ａm
m
—n
m
—n
ma
—18
(m
—n)
至
少n
个
至
少n
个
【特别提示】如果n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：失去水分子数=肽键数=
氨基酸总数。
4、肽链数目与多肽(蛋白质)分子中氨基或
羧基数目的关系
因为每个直链多肽分子的主链只
有一个游离的氨基(—NH
2
)及一个游离的羧基
(—COOH)，所以直链多肽分子的数目=全部直链
多肽分子的主链上游离的氨基(—NH
2
)数目=全
部直链多肽分子的主链了游离的羧基数目，但由
22
于组成多肽的各氨基酸的侧链R基上可能含有
氨基或羧基，若不考虑其参与形成化学键，则：
全部直链多肽分子的游离的氨基(—
NH
2
)数目=直链多肽分子的数目+组成多肽的各
氨基酸的侧链R基上所含有的氨基(—NH
2
)的数
目。
全部直链多肽分子的游离羧基(—
COOH)数目=直链多肽分子的数目+组成多肽的各
氨基酸的侧链R基上所含有的羧基(—COOH)的
数目。
5、氨基酸形成的蛋白质的相对分子
质量
蛋白质相对分子质量=氨基酸相对质
量总和—失去水分子的相对分子质量总和。
注：有对还要考虑—些其他化学变化
过程，如二硫键(—S—S)形成等。
6、氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数
目之间的关系。
DNA(基因)信使RNA蛋白质
碱基数6：
碱基数3：氨基酸数1
其中，对真核生物而言，上式中的DNA片段
相当于基因结构中的外显子。
7、氨基酸的排列与多肽的种类
假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基
酸组成多肽的情况可分如下两种情形分析：
23
①A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无
限的情况下，可形成肽类化合物的种类：
形成
三肽的种
类：
(33=27
种)
形成
二肽种类：
(33=9
种)
②A、B、C三种氨基酸,且每种氨基酸只
有一个的情况下,形成肽类化合物的种类：
形成
三肽的种
类：
(3×2
×1=6种)
形成
二肽的种
类：
(3
×2=6
种)
8、蛋白质(或多肽)的PH值与氨基或羧基
数目的关系。由于氨基(—NH
2
)能接受H+而呈碱
性，羧基(—COOH)能电离出H+而呈酸性，且两者
PH值相当，所以氨基酸、蛋白质(或多肽)均能
表现出两性，但由于整个分子中氨基和羧基数目
不一定相同，当氨基的数目分别等于、小于、大
于羧基的数目时，整个分子依次呈中性、酸性和
碱性。
24
二、能力训练
1、人体血红蛋白由两条a链和两条链构
成，a链和链分别由141个和146个氨基酸组
成，请分析回答：
(1)组成人体血红蛋白的氨基酸种类
数最多约为______种，形成_____个肽键，写
肽键的结构简式________________。
(2)控制该蛋白质合成的基因至少含有
__________个脱氧核苷酸。
2、下列物质中，有的属于构成人体的氨基
酸，有的不是，若将其中构成人体的氨基酸脱
水缩合形成化合物，则其中含有的氨基，羧基
和肽键的数目分别是()
①H
2
N—CH
2
—COOH
②H
2
N—CH
2
—
CH
2
OH
③H
2
N—CH—CH
2
—COOH
COOH
④H
2
N—CH—CH
2
—COOH
NH
2
⑤H
2
N—CH—(CH
2
)
4
—NH
2
COOH
A、3、3、2B、4、3、3C、
2、2、2D、3、4、2
3、两条肽链分别由360个氨基酸和380
个氨基酸组成，若每个氨基酸的平均相对个子
25
质量为a，则两肽链之间相差的肽键数和相对
分子质量分别是()
A、19和19aB、19和
19a-19×18
C、20和20aD、20和
20a-20×18
4、假设一个蛋白质分子是由2条肽链共
500个氨基酸分子组成的，则此蛋白质分子中
的—COOH数目至少为()
A、2个B、501个C、
502个D、1个
5、某22肽被水解成1个4肽，2个3肽，
2个6肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及
肽键总数依次是()
A、618B、
518C、517D、
617
附参考答案
1、(1)20、570、—
NH—CO—(2)3444
2、C3、D4、A5、
C
关于氨基酸的计算问题
题目：分析多肽E和多肽F得到以下结果
（单位：个）
26
元素或者基团CHON氨基羧基
多肽E2
多肽F1
多肽E和多肽F中氨基酸的个数最可能是（）
A.199181B.340281C.5853D.5149
蛋白质计算问题归类解析
计算题是生物试题中常见题型之一。蛋白质
中氨基酸、氨基、羧基、肽链、肽键、脱水数、
分子量等各因素之间数量关系复杂，为生物计算
题型的命题提供了很好的素材。现对此归类如
下：
1.有关蛋白质相对分子质量的计算
例1组成生物体某蛋白质的20种氨基酸的
平均相对分子质量为128，一条含有100个肽键
的多肽链的分子量为多少？
解析：在解答这类问题时，必须明确的基本
关系式是：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−脱水数×18（水的
相对分子质量）
本题中含有100个肽键的多肽链中氨基酸
数为：100＋1＝101，肽键数为100，脱水数也
为100，则依上述关系式，蛋白质分子量＝
101×128−100×18＝11128。
27
变式1：组成生物体某蛋白质的20种氨基
酸的平均相对分子质量为128，则由100个氨基
酸构成的含2条多肽链的蛋白质，其分子量为
（）
A.12800B.11018C.11036
D.8800
解析：对照关系式，要求蛋白质分子量，还
应知道脱水数。由于题中蛋白质包含2条多肽
链，所以，脱水数＝100−2＝98，所以，蛋白质
的分子量＝128×100−18×98＝11036，答案
为C。
变式2：全世界每年有成千上万人由
于吃毒蘑菇而身亡，其中鹅膏草碱就是一种毒菇
的毒素，它是一种环状八肽。若20种氨基酸的
平均分子量为128，则鹅膏草碱的分子量约为
()
A．1024B.898
C．880D.862
解析：所谓环肽即指由首尾相接的氨基酸组
成的环状的多肽，其特点是肽键数与氨基酸数相
同。所以，鹅膏草碱的分子量=8×128−8
×18=880，答案为C。
2.有关蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、
脱水数的计算
在解答这类问题时，必须明确的基本知识是
蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的
数量关系。基本关系式有：
28
ｎ个氨基酸脱水缩合形成一条多肽链，则肽
键数＝(ｎ−1)个；
ｎ个氨基酸脱水缩合形成ｍ条多肽链，则肽
键数＝(ｎ−ｍ)个；
无论蛋白质中有多少条肽链，始终有：
脱水数＝肽键数＝氨基酸数−肽链数
例2氨基酸分子缩合形成含2条肽链的蛋白
质分子时，相对分子量减少了900，由此可知，
此蛋白质分子中含有的氨基酸数和肽键数分别
是（）
A.52、52B.50、50C.52、
50D.50、49
解析：氨基酸分子形成蛋白质时相对分子质
量减少的原因是在此过程中脱去了水，据此可
知，肽键数＝脱水数＝900÷18＝50，依上述关
系式，氨基酸数＝肽键数＋肽链数＝50＋2＝52，
答案为C。
变式1：若某蛋白质的分子量为11935，
在合成这个蛋白质分子的过程中脱水量为1908，
假设氨基酸的平均分子量为127，则组成该蛋白
质分子的肽链有（）
A.1条B.2条C.3条
D.4条
解析：据脱水量，可求出脱水数＝1908÷18
＝106，形成某蛋白质的氨基酸的分子质量之和
＝11935＋1908＝13843，则氨基酸总数＝13843
29
÷127＝109，所以肽链数＝氨基酸数−脱水数
=109−106＝3，答案为C。
变式2：现有一分子式为C
63
H
103
O
45
N
17
S
2
的多肽化合物，已知形成该化合物的氨基酸中有
一个含2个氨基，另一个含3个氨基，则该多肽
化合物水解时最多消耗多少个水分子？
解析：本题首先要搞清楚，多肽水解消耗
水分子数=多肽形成时生成水分子数；其次，要
知道，要使形成多肽时生成的水分子数最多，
只有当氨基酸数最多和肽链数最少两个条件同
时满足时才会发生。已知的2个氨基酸共有5
个N原子，所以剩余的12个N原子最多可组
成12个氨基酸（由于每个氨基酸分子至少含有
一个－NH
2
），即该多肽化合物最多可由14个氨
基酸形成；肽链数最少即为1条，所以该化合
物水解时最多消耗水分子数＝14−1＝13。
变式3：已知氨基酸的平均分子量为128，
测得某蛋白质的分子量为5646，试判断该蛋白
质的氨基酸数和肽链数依次是()
A.51和1B.51和2
C.44和1D.44和2
解析：蛋白质的分子量确定后，氨基酸的数
量与肽链的数量存在着必然的函数关系，如设氨
基酸的数量与肽链的条数分别为ｘ和ｙ，则有
128ｘ−18（ｘ−ｙ）＝5646
尽管1个方程包含2个未知数，但ｘ和
30
ｙ必须都为符合题意的整数解，这样可解得：
x=51，y=2，答案为B。
3．有关蛋白质中至少含有氨基数和羧基数
的计算
例3某蛋白质分子含有4条肽链，共有96
个肽键，则此蛋白质分子中至少含有－COOH
和－NH
2
的数目分别为()
A.4、100B.4、4C.100、100
D.96、96
解析：以一条由n个氨基酸组成的肽链为
例：在未反应前，n个氨基酸至少含有的－
COOH和－NH
2
的数目都为n(因每个氨基酸至
少含有1个－COOH和1个－NH
2
)，由于肽链
中包括(n−1)个肽键，而形成1个肽键分别消耗
1个－COOH和1个－NH
2
，所以共需消耗(n−
1)个－COOH和(n−1)个－NH
2
，所以至少含
有的－COOH和－NH
2
的数目都为1，与氨基酸
R基团中－COOH和－NH
2
的数目无关。本题
中蛋白质包含4条肽链，所以至少含有－COOH
和－NH
2
的数目都为4，答案为B。
变式：一个蛋白质分子由四条肽链组成，
364个氨基酸形成，则这个蛋白质分子含有的－
COOH和－NH
2
数目分别为()
A.366、366B.362、362C.4、4
D.无法判断
解析：本题与上题的不同之外在于要
31
求出－COOH和－NH
2
的确切数目，所以必须
知道氨基酸R基团中－COOH和－NH
2
的具体
数目，本题无从知晓，所以无法判断，答案为D。
4．有关蛋白质中氨基酸的种类和数量的计
算
例4今有一化合物，其分子式为
C
55
H
70
O
19
N
10
，已知将它完全水解后只得到下列
四种氨基酸：
⑴该多肽是多少肽？
⑵该多肽进行水解后，需个水分
子，得到个甘氨酸分子，个丙
氨酸分子。
解析：⑴从该多肽水解后得到的4种氨基
酸的结构式可以看出，每种氨基酸都仅含有一个
N原子，而此多肽中共含有10个N原子，所以
该多肽是由10个氨基酸缩合形成的，因而为10
肽。
⑵10肽水解显然需要9个水分子。根据4
种氨基酸的分子结构，可分别写出它们的分子
式：甘氨酸为C
2
H
5
O
2
N，丙氨酸为C
3
H
7
O
2
N，
32
苯丙氨酸为C
9
H
11
O
2
N，谷氨酸为C
5
H
9
O
4
N，由
于该多肽形成时失去9个水分子，所以10个氨
基酸中共有：C原子55个，H原子88个(70+2×
9)，O原子28个(19+19×1)，N原子10个。设
此多肽中这四种氨基酸的数目分别为a、b、c、
d个，则有2a+3b+9c+5d=55，5a+7b+11C+9d=88，
2a+2b+2c+4d=28，a+b+c+d=10。解得，a=1，
b=2，即该多肽水解后得到1个甘氨酸分子，2
个丙氨酸分子。
)
例解“有关蛋白质的计算”
2010-06-0323:20来源:作者：网友评论
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研究蛋白质有时需要计算其组成的氨基酸
的数目、形成的肽键、肽链等问题，因为蛋白质
的结构很复杂，解决这类问题，需要在蛋白质结
构的各个层次上有目的地分析相关的数学关系。
1蛋白质的结构有多个层次
1.1氨基酸
每个氨基酸都有这样一个c原子，同时
连结有一个游离的氨基(－NH2)、一个游离
的羧基(-COOH)、一个H原子、和一个R
基(不同的氨基酸R基不同)。R基中没有氮
33
原子时(R基中的氮原子可能在氨基中，也
可能在其它基团中)，一个氨基酸一个氮原
子。R基中没有氧原子时(R基中的氧原子
可能在羧基中，也可能在其它基团中)，一
个氨基酸两个氧原子。
氨基酸的缩合
不考虑R基中的氨基和羧基，两
个氨基酸共有两个氨基和两个羧基。两
个氨基酸缩合形成二肽，二肽分子一端
是氨基，另一端是羧基。一个氨基和一
个羧基缩合形成肽键，失去一分子水
——少了两个氢原子和一个氧原子，而
氮原子等没有减少。
1.3肽链多个氨基酸缩
合形成一条肽链，它们之间以肽键相
连：两个氨基酸形成一个肽键、三个氨
基酸形成两个肽键……，一条肽链中肽
键数=氨基酸数－1。不考虑各氨基酸R
基中的氨基和羧基，肽链一端是游离的
氨基，另一端是游离的羧基。余的氨基
和羧基缩合形成了肽键。
有些多肽形成环肽，肽链首尾
相连，两端的氨基与羧基也缩合形成了
肽键。“环肽中肽键数=氨基酸数”。
蛋白质
一个蛋白质可能是一条肽链盘
34
曲折叠形成，也可能是几条肽链形成。
肽链间不会以肽键相连，如果肽链间由
肽键相连，那就是一条肽链。每条肽链
中：肽键数：氨基酸数-1；多条肽链中：
肽键数=氨基酸数一肽链数。
2计算蛋白质中的相关问题可分
为四类
2.1计算多肽或蛋白质
中肽键数目、缩合失去水分
子数、水解需要水分子数肽
键的数目=氨基酸缩合失去
水分子数=完全水解成氨基
酸需要水分子数。一般都从
肽键形成来分析，应用“一条
肽链中：肽键数=氨基酸数
-1”、“多条肽链中：肽键数=
氨基酸数一肽链数”等进行
计算。
[例1]某肽链由51个氨基酸
组成，如果用肽酶把其分解成1
个二肽、2个五肽、3个六肽、3
个七肽，赠这些短肽的肽键总数、
分解成这些小分子肽所需的水分
子数分别为?
解析：水解共形成
1+2+3+3=9条肽链。这九条肽链
35
的肽键总数=51-9=42；分解成这
些小分子肽并不是完全水解，而
是一条肽链变成九条多肽，只破
坏了8个肽键，即只需要有8分
子水。参考答案：42；8。【[例
2]由m个氨基酸构成的一个蛋
白质分子，含n个多肽，其中=条
是环状多肽，这个蛋白质分子完
全水解共需水分子数?
解析：n个多肽如果认为
都是肽链，每条肽链：肽键数=氨
基酸数-1，这个蛋白质完全水解成
氨基酸，破坏的肽键数=m-n；环
肽中氨基酸数=肽键数，每一个环
肽比相同氨基酸数量的肽链多一
个肽键，这n条肽链有z个环肽，
即“m-n”多减了z个肽键。
参考答案：m-n+z。
2.2计算多肽或蛋白质
中游离氨基、羧基数目
不考虑R基，一条肽链只有
一个氨基、一个羧基。至少含有
的游离氨基或羧基数=肽链数，至
少是说R基中没有氨基、羧基。
所有的氨基或羧基数=肽链数+R
基中含有的氨基或羧基数。
36
[例3]现有1000个氨基酸，
其中氨基有1020个，羧基有1050
个，由此合成的4条多肽链中共
有肽腱、氨基、羧基的数目是()
A9
B99911
C9962454
D99610161046
解析：这1000个氨基酸，
如果R基中无氨基和羧基，共有
1000个氨基和1000个羧基，即可
知R基中有氨基20个、羧基50
个。由这种1000氨基酸形成4条
肽链，形成肽键1000-4=996；“氨
基或羧基数=肽链数+R基中含有
的氨基或羧基数”，这4条肽链共
有氨基4+20=24，共有羧基
4+50=54。
参考答案：c。
2.3计算多肽或蛋白质
中特定种类的氨基酸的数目
多肽或蛋白质由一定数量氨
基酸组成，要计算其中某种氨基
酸的数目，必须找到该种氨基酸
与其它氨基酸不同的特点，而这
一特点要在R基中来寻找——不
37
同的氨基酸就是因为R基的不
同。
[例4]现有一种“十二
肽”，分子式为CxHyNzOwS。已
知将它彻底水解后只得到下列氨
基酸：
一分子该“十二肽”彻底
水解后可产生_______个赖氨酸
和_______个天门冬氨酸。
解析：要分别算赖氨酸
和天门冬氨酸，要找它们区别于
其它氨基酸的特点。
(1)只有赖氨酸R基
中有氮原子，并且只有一
个氮原子，赖氨酸数：R
基中的氮原子数。
这12个游离氨基酸中所有的N原子数为z。
因为氮原子缩合中不减少；除R基外这12个氨
基酸所有的氮原子数为12。因为排除R基中的
氮原子，每个氨基酸只有一个氮原子；R基中的
N原子数为z-12，可知赖氨酸的数目=z-12。
(2)只有天门冬氨酸
R基中有氧原子，并且是
有两个氧原子，天门冬氨
酸数=(R基中的氧原子
数)/2。
38
这12个游离氨基酸中所有的氧原子数
=w+11。因为12个氨基酸缩合时失去11分子水，
氧原子减少了11个；除R基外这12个游离氨基
酸中所有的氧原子数为12x2=2A-。因为排除R
基中的氧原子，每个氨基酸有两个氧原子；R基
中的氧原子数=w+11-24，可知天门冬氨酸的数目
=(w+11-24)／2。
参考答案：赖氨酸的数目：z-12：天门
冬氨酸的数目：(w+11-24)/2。
2.3计算氨基酸数目
要计算多肽中的氨基酸数，应该寻找各氨基
酸的共性。
用氮原子判断，各氨基酸的共性：排除
R基中的氮原子，每个氨基酸一个氮原子。氮基
酸数=多肽总的氮原子数R基中氮原子数。“多
肽总的氮原子数”即“组成多肽所有氨基酸的氮
原子数”，减去R基中的氮原子后，每一个氨基
酸一个氮原子。
用氧原子判断，各氨基酸的共性：排除
R基中的氧原子，每个氨基酸两个氧原子。氮基
酸数：(多肽总的氧原子数+失去水分子数R基中
氧原子数)/2，“多肽总的氧原子+失去水分子数”
即“组成多肽所有氨基酸的氮原子数”，减去R
基中的氧原子后，每一个氨基酸有两个氧原子。
[例5]分析多肽E得到以下结果(表1)：
多肽E中氨基酸的数目最可能是多少?
39
解析：分析多肽E，有3个氨基、2个
羧基，即多肚E的R基中有2个氨基、1个羧基。
设多肽E由n个氨基酸组成。
由氮原子判断，n=53-R基中氮原子数。
R基中有2个氨基，即R基中最少有2个氮原
子(R基其它基团也可能有氮原子)。n最大为：
53-2=51。
用氧原子判断，n=(62+失去水分子数R
基中氧原子数)，2。失去水分子数为n-1，R基
中有1个羧基，即R基最少有2个的氧原子(R
基其它基团也可能有氧原子)。如果认为R基只
有2个氧原子，n=[62+(n-1)-21／2。n最大为：
59。
即多肽E中氨基酸数最可能为51。
[例6]有一条多肽链，分子式为
CxHyOpNqS，将它彻底水解后，只得到下列四
种氨基酸。分析推算可知，水解得到的氨基酸个
数为()
Aq+1
Bp-1
Cq-2
Dp+l
解析：设该多肽氨基酸数为n。
用氮原子判断，n=q-R基中氮原子数，
只有赖氨酸R基中有一个氮原子，但赖氨酸的
数目无法知道，R基中氮原子数也就无法知道。
用氮原子无法判断。
40
用氧原子判断，这四种氨基酸的R基
中都没有氧原子，形成该多肽失去水分子数为
n-1，n=[p+(n-1)-0]/2，可推知n=p-1。
参考答案：B。
一组有关蛋白质的计算题
教学论文2009-04-2019:38:23阅读62评
论0字号：大中小订阅
(来自中小学教育网)
河南王学宏
例1：谷氨酸的R基为—C3H5O2，则谷氨
酸的分子式为（）
A．C5H9O4NB．C4H8O5N
C．C5H8O4ND．C4H9O4N
解析：由氨基酸分子的结构通式：
可推知谷氨酸中：C原子数＝3+2＝5，
H原子数＝5+4＝9，O原子数＝2+2＝4，N原
子数＝1，故谷氨酸的分子式为C5H9O4N。
参考答案：A
点拨：掌握氨基酸分子的结构通式是解决此
类计算题的关键。
例2：人体内的抗体IgG是一种重要的免疫
球蛋白，由4条肽链构成，共有764个氨基酸，
41
则该蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧基
的个数分别是（）
A．764764B．760760
C．762762D．44
解析：由氨基酸的通式可知每个氨基酸
至少含有一个氨基和一个羧基（R基上也可能含
有氨基和羧基）。氨基酸脱水缩合形成多肽时，
参与形成肽键的氨基和羧基不再称为游离的氨
基和羧基，故任一多肽链至少含有1个游离的氨
基和1个游离的羧基且分别位于首尾两端。该蛋
白质由4条肽链组成，应至少含有4个游离的氨
基和4个游离的羧基。
参考答案：D
点拨：审题时要注意对题干中关键词（如“至
少”和“游离”）的理解。
例3：下图为结晶牛胰岛素分子结构示意图。
已知胰岛素含有A、B两条多肽链，A链含有
21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，两条多肽
链间通过两个二硫键（二硫键由两个—SH连接
而成）连接，在A链上也形成1个二硫键。则
胰岛素分子中含有的肽键数和51个氨基酸脱水
缩合形成胰岛素后，相对分子质量比原来减少的
数值各是多少（）
42
A．49882B．49888
C．50882D．50888
解析：构成蛋白质分子的肽键数目等于
氨基酸分子数目减去肽链的条数，即51－2＝
49。51个氨基酸分子脱水缩合形成胰岛素后，
相对分子质量的减少量应是形成肽链时脱下的
水分子数（49）和形成二硫键时脱下的H的数
目（6）之和，即相对分子质量减少量为：
49×18+6×1＝888。
参考答案：B
点拨：注意氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过
程。
例4：某多肽的分子式为C55H70O19N10，
已知它由下列4种氨基酸组成：甘氨酸
（C2H5NO2）、丙氨酸（C3H7NO2）、苯丙
氨酸（C9H11NO2）、谷氨酸（C5H9NO4），
那么该多肽彻底水解可产生多少个谷氨酸分子
（）
A．4个B．5
个C．6个D．3个
解析：由于4种氨基酸分子各含有1
个N原子，根据该多肽的分子式，可知该多肽
为十肽，其水解需要9分子水，又每分子甘氨酸、
丙氨酸、苯丙氨酸各含有2个O原子，每分子
谷氨酸含有4个O原子，设谷氨酸有x个，其
43
他3种氨基酸有（10－x）个，根据脱水缩合前
后O原子守恒可得：，解方程得x＝4。
参考答案：A
点拨：利用氨基酸脱水缩合前后某些特定原子数
目的守恒是解决此类计算题的突破口。
例5：某多肽415g，在小肠液的作用下完全水
解得到氨基酸505g，经分析知道组成此多肽的
氨基酸的平均相对分子质量为100，此多肽由甘
氨酸、丙氨酸、半胱氨酸3种氨基酸组成，每摩
尔此多肽含有S元素51mol。3种氨基酸的分子
结构式如下：
甘氨酸：丙氨
酸：半胱氨酸：
那么：
（1）组成一分子的此多肽需氨基酸的
个数为_______________。
（2）此多肽分子中3种氨基酸的数量
比为________________。
解析：（1）设每分子此多肽由n个氨
基酸组成，则脱去（n－1）个水，该多肽的相对
分子质量为，根据反应式
多肽
415505－415
解得：n＝101
44
（2）每摩尔此多肽含S元素51mol，
故每分子此多肽含半胱氨酸51个。再设甘氨酸
的个数为m，则丙氨酸的个数为，又由甘氨酸、
丙氨酸、半胱氨酸的相对分子质量分别为75、
89、121，可得：
解得m＝37，50－37＝13
此多肽分子中3种氨基酸的数量比为：
甘氨酸：丙氨酸：半胱氨酸＝37：13：51
参考答案：（1）101；（2）37：13：51
点拨：解决此类蛋白质的计算题要注意与化
学知识相结合