例析有关基因控制蛋白质的计算技巧
一、理清思路,寻找规律
基因控制蛋白质合成是通过两步(转录、翻译)实现的,首先应弄清它们的具体过程。
转录:在细胞核中以DNA的一条链为模板合成出一条RNA的过程。
翻译:在细胞质中的核糖体上,以信使RNA为模板合成出肽链,然后经过肽链变形组成蛋白质的过程。
总结规律:设DNA(基因)片段中碱基数目为x个,则mRNA上碱基数目=x/2(个)。
该DNA中的脱氧核苷酸数目=脱氧核糖数目=碱基数目=x个。
该mRNA中,核糖核苷酸数目=核糖数目=碱基数目=x/2个;密码子数目为x/6个;最多控制的氨基酸数目为x/6个(不计终止密码子);合成蛋白质时缩去水分子数目=形成的肽键数目=氨基酸数目-肽链数目。
二、针对题型,具体分析
虽然规律已经找出,但不同的题目解题思路略有不同,因此应根据具体题目具体分析。
例1:已知某基因控制合成的蛋白质由4条多肽链组成,共有574个氨基酸,其中氨基酸的平均分子量为128。
求:①mRNA中的密码子有多少个?(不计终止密码子)mRNA中含的核糖是多少?mRNA中含的核糖核苷酸是多少?
②控制该蛋白质合成的基因中含有的碱基数是多少?基因中含的脱氧核糖是多少?基因中含的脱氧苷酸是多少?
③形成该蛋白质共缩去多少分子水?形成多少个肽键?④该蛋白质的分子量是多少?
解题思路:①mRNA中的密码子=氨基酸数目=574(个);mRNA中含的核糖=mRNA中含的核糖核苷酸=mRNA中含的碱基数=3×mRNA中的密码子=3×574=1722(个)。
②基因中含的碱基数=基因中含的脱氧核糖=基因中含的脱氧核苷酸=2×mRNA中的碱基数=2×3×574=3444(个)。
③合成蛋白质时缩去的水分子数目=形成的肽键数目=氨基酸数目-肽链数目=574-4=570(个)。
④该蛋白质的分子量=氨基酸的总分子量-缩去的水分子量=(574×128)-(570×18)=63212。
例2:某一条多肽链的分子量为1.032×104,每个氨基酸的平均分子量为120,每个脱氧核苷酸的平均分子量为300,那么控制该多肽合成的基因的分子量约为多少?
解题思路:第一步:求出该多肽是由多少氨基酸缩合形成的多肽的分子量=氨基酸的分子量之和-(失去数×水的分子量),其中氨基酸的分子量之和=氨基酸数×每个氨基酸的平均分子量,失水数=氨基酸数-肽链数。设氨基酸数目为m个则:1.032×104=120m-[(m-1)×18]解之:m=101(个)
第二步:求出基因中的脱氧核苷酸数。
基因中的脱氧核苷酸数:mRNA中的核糖核苷酸数:蛋白质中氨基酸数=6:3:1。故基因中的脱氧核苷酸数目=6×氨基酸数=6×101=606(个)。
第三步:求出基因的分子量基因分子量=基因中脱氧核苷酸数×每个脱氧核苷酸平均分子量=606×300=181800。
例3:胰岛素含有两条多肽链,A链含有21个氨基酸,B链含有30个氨基酸,两条链之间通过两个二硫键(二硫键是由两个-SH连接而成的)连接,在A链上也形成1个二硫键。
求:①胰岛素分子中有肽键多少个?共缩去多少水分子?②51个氨基酸形成胰岛素后,分子量比原来减少了多少?
解题思路:①肽键数目=缩去水分子数目=氨基酸数目=肽链数目故含有肽键数目为(21+十30)-2=49(个)
②51个氨基酸形成胰岛素后,分子量比原来减少的数目=共缩去水分子的分子量+形成二硫键去氢的原子量故分子量的减少量为(49×18)+(6×1)=888。
基因控制蛋白质合成是通过两步(转录、翻译)实现的,首先应弄清它们的具体过程。
转录:在细胞核中以DNA的一条链为模板合成出一条RNA的过程。
翻译:在细胞质中的核糖体上,以信使RNA为模板合成出肽链,然后经过肽链变形组成蛋白质的过程。
总结规律:设DNA(基因)片段中碱基数目为x个,则mRNA上碱基数目=x/2(个)。
该DNA中的脱氧核苷酸数目=脱氧核糖数目=碱基数目=x个。
该mRNA中,核糖核苷酸数目=核糖数目=碱基数目=x/2个;密码子数目为x/6个;最多控制的氨基酸数目为x/6个(不计终止密码子);合成蛋白质时缩去水分子数目=形成的肽键数目=氨基酸数目-肽链数目。
二、针对题型,具体分析
虽然规律已经找出,但不同的题目解题思路略有不同,因此应根据具体题目具体分析。
例1:已知某基因控制合成的蛋白质由4条多肽链组成,共有574个氨基酸,其中氨基酸的平均分子量为128。
求:①mRNA中的密码子有多少个?(不计终止密码子)mRNA中含的核糖是多少?mRNA中含的核糖核苷酸是多少?
②控制该蛋白质合成的基因中含有的碱基数是多少?基因中含的脱氧核糖是多少?基因中含的脱氧苷酸是多少?
③形成该蛋白质共缩去多少分子水?形成多少个肽键?④该蛋白质的分子量是多少?
解题思路:①mRNA中的密码子=氨基酸数目=574(个);mRNA中含的核糖=mRNA中含的核糖核苷酸=mRNA中含的碱基数=3×mRNA中的密码子=3×574=1722(个)。
②基因中含的碱基数=基因中含的脱氧核糖=基因中含的脱氧核苷酸=2×mRNA中的碱基数=2×3×574=3444(个)。
③合成蛋白质时缩去的水分子数目=形成的肽键数目=氨基酸数目-肽链数目=574-4=570(个)。
④该蛋白质的分子量=氨基酸的总分子量-缩去的水分子量=(574×128)-(570×18)=63212。
例2:某一条多肽链的分子量为1.032×104,每个氨基酸的平均分子量为120,每个脱氧核苷酸的平均分子量为300,那么控制该多肽合成的基因的分子量约为多少?
解题思路:第一步:求出该多肽是由多少氨基酸缩合形成的多肽的分子量=氨基酸的分子量之和-(失去数×水的分子量),其中氨基酸的分子量之和=氨基酸数×每个氨基酸的平均分子量,失水数=氨基酸数-肽链数。设氨基酸数目为m个则:1.032×104=120m-[(m-1)×18]解之:m=101(个)
第二步:求出基因中的脱氧核苷酸数。
基因中的脱氧核苷酸数:mRNA中的核糖核苷酸数:蛋白质中氨基酸数=6:3:1。故基因中的脱氧核苷酸数目=6×氨基酸数=6×101=606(个)。
第三步:求出基因的分子量基因分子量=基因中脱氧核苷酸数×每个脱氧核苷酸平均分子量=606×300=181800。
例3:胰岛素含有两条多肽链,A链含有21个氨基酸,B链含有30个氨基酸,两条链之间通过两个二硫键(二硫键是由两个-SH连接而成的)连接,在A链上也形成1个二硫键。
求:①胰岛素分子中有肽键多少个?共缩去多少水分子?②51个氨基酸形成胰岛素后,分子量比原来减少了多少?
解题思路:①肽键数目=缩去水分子数目=氨基酸数目=肽链数目故含有肽键数目为(21+十30)-2=49(个)
②51个氨基酸形成胰岛素后,分子量比原来减少的数目=共缩去水分子的分子量+形成二硫键去氢的原子量故分子量的减少量为(49×18)+(6×1)=888。
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