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生物化学计算题

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生物化学计算题：
1、 计算赖氨酸的 20%被解离时的溶液pH。
解答：

80% 20%

2、计算谷氨酸的三分之二被解离时的溶液pH。
解答：

1 2

3、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

(2)

0.7 0..3

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：

同理得：

设解上述方程得：

组氨酸主要以形式存在。
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

(2)谷胱甘肽（3）丙氨酰丙氨酰赖氨酰丙氨酸
末端—COOH pK=3.58,末端pK=8.01,pK=10.58
解答：
（1） Asp-Gly 二肽的解离情况如下：

两性离子

（2） 谷胱甘肽中Glu的γ—羧基形成γ—肽键，解离情况如下：

（3） Ala—Ala—Lys—Ala四肽的解离情况如下：

。
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。该蛋白质为240 000，多肽链外形的长度为cm。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。

解得 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：
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：。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510mg。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：。
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：

、

1分子乙酰CoA通过三羧酸循环可直接生成1分子GTP、3分子NADH+H+、1分子。
1分子NADH+H+ 通过氧化磷酸化生成2.5分子ATP，1分子生成1.5分子ATP。
所以1分子乙酰CoA彻底氧化生成1+3×2.5+1×1.5=10分子ATP。
15、1mol乳酸完全氧化成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） 乳酸脱氢酶
乳酸+NAD 丙酮酸+NADH，此反应在细胞溶胶（细胞浆）中进行。在肝脏细胞匀浆体系中，细胞溶胶中生成的NADH是通过磷酸甘油穿梭系统进入线粒体内氧化。
丙酮酸+NAD→乙酰CoA + NADH（线粒体，丙酮酸脱氢酶系）
乙酰CoA进入三羧酸循环
乙酰CoA+3 NAD+ +FAD+GDP +Pi→2 CO2 +3 NADH+3H+ +FADH2+GTP
1摩尔乳酸彻底氧化成CO2和H2O生成ATP的摩尔数为：10+1.5+2.5 =14 ATP
16、试比较硬脂肪酸、油酸、亚油酸以及亚麻酸完全氧化产生的ATP数。
解答：硬脂肪酸为18碳饱和脂肪酸，经8次β—氧化产生8分子NADH+H+、8分子和9分子的乙酰CoA，脂肪酸的激活消耗2个ATP，所以硬脂肪酸完全氧化产生的ATP数：

含有一个或多个不饱和双键的脂肪酸完全氧化除了需要β—氧化的酶以外，还需要△3—顺—△2—反烯脂酰—CoA异构酶、2,4—二烯酰脂—CoA还原酶和2,3—二烯酰脂—CoA异构酶参与。从能量角度看，多1个双键，会少1次酰基CoA脱氢酶催化的脱氢反应，少生成1个，因此亚油酸完全氧化产生的ATP总数应是120—3=117（个），同理，油酸应产生120—1.5=118.5个ATP，亚麻酸应该产生120—4.5=115.5个ATP。
17、试比较1分子软脂肪酸和8分子丙酮酸彻底氧化所生成ATP的数量，并简要写出与能量相关的反应过程。
解答：软脂肪酸氧化时与能量相关的反应过程：
能量过程：，

ATP AMP
与产能相关的过程：

1分子软脂酸含16个碳原子，每一次β—氧化生成1分子、1分子NADH+H+，脱下1分子乙酰CoA，最后一次丁酰CoA彻底氧化生产2分子乙酰CoA，故软脂酸彻底氧化共进行7次β—氧化，产生7分子，7分子NADH+H+和8分子乙酰CoA，
1分子NADH通过呼吸链生成2.5分子ATP，1分子通过呼吸链生成1.5分子ATP，故生成总数为：
7×1.5+7×2.5+8×10-2=106分子ATP。
丙酮酸氧化时与能量相关的反应过程：

、

故1分子丙酮酸通过三羧酸循环可直接生成1分子GTP、4分子NADH+H+、1分子。
1分子NADH+H+ 通过氧化磷酸化生成2.5分子ATP，1分子生成1.5分子ATP。
所以1分子丙酮酸彻底氧化生成1+4×2.5+1×1.5=12.5分子ATP。

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