生物化学计算题

生物化学计算题：

?1、 计算赖氨酸的??NH3 20%被解离时的溶液pH。

解答：

80% Lys? 20% Lys?

[质子受体][lys?]1pH?pKa?lg?10.53?lg?10.53?lg?9.9 ?[质子供体][lys]42、计算谷氨酸的??COOH三分之二被解离时的溶液pH。

解答：

Glu Glu 1 2

??[Glu?]2pH?pKa?lg?4.25?lg?4.6

Glu?13、向1 L 1 mol/L 的处于等电点的甘氨酸溶液加入0.3 mol HCl， 问所得溶液的pH值是多

少？如果加入0.3 mol NaOH 以代替HCl 时，pH 将是多少？ 解答：（1）

1-0.3 0.3 0.3

[Gly?]0.7pH?pKa1?lg?2.34?lg?2.71 ?[Gly]0.3(2)

0.7 Gly? 0..3 Gly?

4、计算0.25 mol/L 的组氨酸溶液在pH 6.4时各种离子形式的浓度（mol/L）。 解答：

pH?pKa1?lg[His] 同理得：

[His2?]?[His?][His?]6.4?1.82?lg??10(6.4?1.82)?3.80?1042?2?[His][His]

??[His][His]6.4?6.00?lg??10(6.4?6.0)?2.51??[His][His]

??[His][His](6.4?9.17)?36.4?9.17?lg??10?1.7?10[His?][His?]

2????[His]?[His]?[His]?[His]?0.25 设[His?]?x解上述方程得： His2??1.87?10?6moL/LHis??0.071moL/LHis??0.179moL/LHis??3.04?10?4moL/L

组氨酸主要以His和His形式存在。 5、分别计算谷氨酸、精氨酸和丙氨酸的等电点。 解答：

（1）根据谷氨酸的解离曲线，其pI应该是它的??羧基和侧链羧基的pKa之和的算术平均

值。即：pI=（2.19 + 4.25）/2 =3.22；

（2）精氨酸pI应该是它的??氨基和侧链胍基的pKa之和的算术平均值，即

pI=（9.04 + 12.48）/2 =10.76；

（3）丙氨酸pI应该是它的??氨基和??羧基pKa值之和的算术平均值，即

pI=（2.34 + 9.69）/2 =6.02； 6、计算下列肽的等电点。 （1）天冬氨酰甘氨酸

? 末端?NH3末端—COOHpK?2.10，pK?9.07,??COOHpK?4.53

??(2)谷胱甘肽

?Glu末端?COOHpK?2.12,Gly??COOHpK?3.53,末端?NH3pK?8.66,?SHpK?9.62（3）丙氨酰丙氨酰赖氨酰丙氨酸

末端—COOH pK=3.58,末端—NH3pK=8.01,??NH3pK=10.58 解答：

（1）Asp-Gly 二肽的解离情况如下：

?? 两性离子

pI?(pK1?pK2)/2?(2.10?4.53)/2?3.32

（2）谷胱甘肽中Glu的γ—羧基形成γ—肽键，解离情况如下：

pI?(pK1?pK2)/2?(2.12?3.53)?2.83

（3）Ala—Ala—Lys—Ala四肽的解离情况如下：

pI?(pK2?pK3)/2?(8.01?10.85)/2?9.30。

7、 （a）计算一个含有78个氨基酸的α螺旋的轴长。（b）计算此螺旋完全伸展时有多长？ 解答：

（a）含有78个氨基酸的α螺旋的轴长为l =78×0.15 nm =11.7nm （b）此螺旋完全伸展时的长度为L=78×0.36 nm =28.08nm

8、某一蛋白质的多肽链除一些区段为α螺旋外，其余区段均为β构象。该蛋白质Mr为240 000，多肽链外形的长度为5.06?10cm。试计算α螺旋占该多肽链的百分数（假设β构象中每氨基酸残基的长度为0.35nm）。

解答：设该多肽链中α螺旋的氨基酸残基数为x，氨基酸残基总数为y。

?5

?0.15x?0.35(y?x)?5.06?102(nm) ?110y?240000?

解得x/y?0.59 即α螺旋占该多肽链的百分数为59%。

9、某油脂的碘值为68，皂化值为210。计算该油脂每个分子中含有多少个双键。 解答：该油脂的平均相对分子质量：

Mr?(3?56?1000)/皂化值?(3?56?1000)/210?800

根据碘值的定义：100g油脂卤化时所能吸收的碘的克数。在本题中，皂化1mol油脂需要吸收碘的克数为：(800/100)?68?544g。I2的相对分子质量=2×126.9=253.8. g/mol 544/253.8=2.14(mol)。因此平均每分子油脂含有两个双键。

10、从植物种子中提取1g油脂，分成两份，分别测定该油脂的皂化值和碘值。测定皂化值的样品消耗KOH 65 mg，测定碘值的样品消耗I2510mg。试计算该油脂的平均相对分子质量和碘值。

解答：皂化值：是指皂化1g油脂所需KOH的质量（mg）。

因此该油脂的皂化值：65 mg /0.5g=130； 油脂的平均相对分子质量：Mr?(3?56?1000)/皂化值?(3?56?1000)/130?1292g/mol。 碘值：指100g油脂卤化时所能吸收的碘的克数。 该油脂的碘值=（100/0.5）×0.51=102。

11、 称取25mg蛋白酶配成25mL溶液，取2mL溶液测得含蛋白氮0.2mg，另取0.1mL溶

液测酶活力，结果每小时可以水解酪蛋白产生1500μg酪氨酸，假定1个酶活力单位定义为每分钟产生1μg酪氨酸的酶量，请计算： （1）酶溶液的蛋白浓度及比活力。（2）每克纯酶制剂的总蛋白含量及总活力。 解答：（1）蛋白浓度=0.2×6.25mg/2mL=0.625mg/mL； （2）比活力=（1500/60×1ml/0.1mL）÷0.625mg/mL=400U/mg；

（3）总蛋白=0.625mg/mL×1000mL=625mg； （4）总活力=625mg×400U/mg=2.5×105U。

12、 对于一个遵循米氏动力学的酶而言，当[S]=Km时，若V=35μmol/min，Vmax是多少μmol/min？当[S]=2×10 -5mol/L，V=40μmol/min，这个酶的Km是多少？若I表示竞争性抑制剂，KI=4×10-5mol/L，当[S]=3×10-2mol/L和[I]=3×10-5mol/L时，V是多少？ 解答：（1）当[S]=Km时，V=1/2Vmax，则Vmax=2×35=70μmol/min； （2）因为V=Vmax/(1+Km/[s]),所以Km=(Vmax/V-1)[s]=1.5×10 -5mol/L； （3）因为[S]>>Km,[I],所以V=Vmax=70μmol/min； 13、如果人体有1014个细胞，每个体细胞的DNA含量为6.4×109个碱基对。试计算人体DNA的总长度是多少？是太阳-地球之间距离（2.2×109公里）的多少倍？已知双链DNA每1000个核苷酸对重1×10-18g，求人体的DNA的总质量。 每个体细胞的DNA的总长度为：6.4×109×0.34nm = 2.176×109 nm= 2.176m 人体内所有体细胞的DNA的总长度为： 2.176m×1014 = 2.176×1011km

这个长度与太阳-地球之间距离（2.2×109公里）相比为： 2.176×1011/2.2×109 = 99倍。 每个核苷酸对重：1×10-18g/1000=10-21g 总DNA质量： 6.4×1023×10-21=6.4×102=640g。

14、1mol甘油完全氧化成CO2和H2O时净生成多少mol ATP？假设在线粒体外生成的NADH都通过磷酸甘油穿梭进入线粒体。（要求：有分析步骤，可用简图示出所经历的主要代谢过程）

甘油磷酸化消耗 -1ATP 磷酸甘油脱氢 + NADH +1.5 ATP(NADH穿梭) 磷酸甘油醛脱氢 + NADH +1.5 ATP(NADH穿梭) 1,3-二磷酸甘油酸 + 1ATP 磷酸烯醇式丙酮酸 + 1ATP 丙酮酸氧化生成乙酰CoA + NADH +2.5ATP 乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化 +10ATP 乙酰CoA+3 NAD+ +FAD+GDP +Pi→2 CO2 +3 NADH +3H++FADH2+GTP 1mol甘油完全氧化成CO2和H2O时净生成ATP +16.5molATP 乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化涉及能量产生的主要代谢过程：

异柠檬酸?异柠檬酸脱氢酶???????酮戊二酸?CO2

?? NAD NADH?H

?酮戊二酸脱氢酶复合体??酮戊二酸??????????琥珀酰?CoA?CO2

?? NAD NADH?H

?CoA合成酶琥珀酰?CoA?琥珀酰??????琥珀酸?HSCoA、

GDP GTP

琥珀酸?FAD?琥珀酸脱氢酶?????延胡索酸?FADH2

苹果酸?NAD??苹果酸脱氢酶?????草酰乙酸?NADH?H?