高三生物蛋白质专题.docx

第6讲蛋白质专题新课标剖析高 考 要 求要求层次具体内容IIIV蛋白质的结构V蛋白质的功能V蛋白质的鉴定V蛋白质工程分子结构多样性功能＜信号分子i受体调节作用I鉴定与检测血浆蛋白'免疫作用r细胞结构催化作用：酶运输作用借?鬟输相关的蛋白蛋白质工程蛋白质uQ 知识点睛盘曲折叠脱永缩4就基酸g的 神—邛内质网、高尔基体,即质（一）元素组成：均含C、H、O、N,少数含S, 一些蛋白被磷酸化修饰后具有P元素追踪蛋白质合成 运输过程时常用3H标记的氨基酸（噬菌体的外壳蛋白用35S标记）二）氨基酸的脱水缩合1. 核糖体是氨基酸脱水缩合的场所2. 细胞内的蛋白质按合成后的功能和去向分成两类:一类是胞内蛋白，由游离核糖体合成，另一类蛋 白为分泌蛋白和膜蛋白，由附着于内质网上的核糖体合成3. 核糖体合成的直接产物是多肽，需要运输到内质网、高尔基体，加工成具有特定空间结构的蛋白质， 从而实现其功能4. 相关计算（1） 脱水数=肽键数=氨基酸数-肽链数肽链 数氨基酸数肽键数脱水数氨基酸平均 分子量蛋白质相对分子质量氨基 数羧基 数mnn-mn-mana-(n-m)x18至少 m个至少 m个（2） 多肽种类的计算如：有5种氨基酸，组成的三肽有53=125种，如果氨基酸种类不重复则有5x4x3=60种（3） 氨基酸数、mRNA的碱基数和DNA的碱基数比较内容数量基因中能编码蛋白质的碱基数6mmRNA上的碱基数3m蛋白质中的氨基酸数m① 基因中部分序列不转录，准确的说，基因上碱基数目比对应的mRNA上碱基数目的2倍还要 多一些；② 真核基因编码区中的内含子只转录成前体mRNA，但不翻译；③ 翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，准确的说，mRNA上的碱基数目比对应的蛋 白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。

基因上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍 还要多一些因此，在回答问题时，应加上“最多”或“至少”如：mRNA上有n个碱基，转录产 生它的基因中至少有2n个碱基；该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸三）多肽的加工修饰1. 肽段的切除：由专一性的蛋白酶催化，将部分肽段切除，使蛋白质能够正确盘曲折叠，形成有功能 的蛋白质1）胰岛素的合成（2）血液中的凝血酶原2. 甲硫氨酸的切除：当起始密码子AUG对应的氨基酸是甲硫氨酸，使得多肽链合成时第一个氨基酸是 甲硫氨酸该氨基酸在多数蛋白正确折叠前被切除3. 氨基酸的修饰：包括糖基化、磷酸化等糖链在内质网、高尔基体等部位添加4. 二硫键的形成：也在内质网中进行R!—SH + HS …Rl$—S-孩（四）蛋白质的分泌1. 分泌蛋白在粗面内质网上的核糖体中合成，经过内质网一囊泡一高尔基体一囊泡一细胞膜一细胞外的 途径被分泌2. 在细胞内发挥作用的蛋白质大多数在游离核糖体上合成，然后释放到细胞质基质中，随后再分别运送 到细胞核、线粒体等部位五）蛋白质分子结构的多样性1. 氨基酸的种类，数量，排列顺序和空间结构决定蛋白质的多样性2. 蛋白质多样性的根本原因是DNA碱基排列顺序的多样性。

3. 结构相似的蛋白质往往有类似的功能亲缘关系越近的蛋白质，相似度越高六）蛋白质变性1. 定义：天然蛋白质，在变性因素的作用下，其肽键不断裂，但其空间结构被破坏，即由天然态（折叠 态）变成了变性态（伸展态），从而引起了生物功能的丧失，以及物理、化学性质的改变2, 影响因素变性因素实例物理因素热、紫外线、X射线、超声波、高压、表面张力、剧烈振荡、研磨、搅 拌化学因素酸、碱、有机溶剂、尿素、盐酸胍、重金属盐（As5+、Pb（一）结构蛋白 细胞骨架是指细胞中的蛋白纤维网络结构细胞骨架不仅在维持细胞形态，承受外力、保 持细胞内部结构的有序性方面起重要作用，而且还参与许多重要的生命活动 镰刀型细胞贫血症：谷氨酸一缬氨酸+、Hg2+、Cu2+）、 三氯醋酸、去污剂（SDS等）二、蛋白质的功能缬氨酸疏水性强，使得血红蛋白的溶解度显著下降，蛋白沉淀的形成压迫细胞膜，使它弯曲成镰 刀状，但对结合氧气的能力并无影响二）催化作用：绝大多数酶是蛋白质，其作用机理是降低化学反应所需的活化能1.影响酶促反应速率的因素影响因素图像影响因素图像pH项温度i□ 1 2 3 6 7 K '^101112蜒性—中牲一械性酶浓度匕底物浓度辰应诙率反应物溯W抑制剂♦气户不祗押制的醇钝化反理凉率lx每物诚度需要注意的是，竞争性抑制剂和底物结合的部位相同，可以通过增加底物浓度解除抑制，最大反 应速率不变；非竞争性抑制剂和底物结合的部位不同，最大反应速率降低，但达到最大速率所需的底 物浓度不变。

2. 高中常见的酶底物类别名称作用糖类淀粉酶淀粉一麦芽糖麦芽糖酶麦芽糖一葡萄糖纤维素酶纤维素一葡萄糖脂类脂肪酶脂肪一甘油+脂肪酸核酸DNA酶DNA一脱氧核糖核苷酸RNA酶RNA一核糖核苷酸蛋白质蛋白酶蛋白质一多肽（可能有部分氨基酸）肽酶多肽一单个氨基酸转氨酶以糖合成非必需氨基酸所需酪氨酸酶合成黑色素必需，白化病人此酶有缺陷胰蛋白酶动物细胞培养时使用，破坏细胞连接，得到单个细胞胶原蛋白酶动物细胞培养时使用，破坏细胞连接，得到单个细胞DNA解旋酶DNA复制时使DNA双链打开DNA聚合酶DNA复制：以DNA为模板合成DNA逆转录酶病毒和癌细胞中存在：以RNA为模板合成DNA限制性内切酶识别特定的双链DNA序列，切断磷酸二酯键DNA连接酶修补双链DNA的缺口，形成磷酸二酯键RNARNA聚合酶转录时以DNA为模板合成RNA，兼有解旋功能（三）运输作用运输蛋白通常与被运输的物质相互结合，也有特殊的，比如膜上的通道蛋白1. 血红蛋白：含4个亚基，需结合血红素，Fe2+是结合氧气的活性中心氧气浓度高的地方结合氧气， 氧气浓度低的地方释放氧气CO结合血红蛋白的能力远大于02，使细胞缺氧，严重时会导致生物体 死亡。

2. 血浆脂蛋白：运输脂质不同的脂蛋白的功能不同，其中高密度脂蛋白有利于减少血液中的脂质， 具有抗动脉硬化的作用3. 膜上有运输功能的蛋白质可分为两类：（1）载体蛋白：与被运输物质相结合，作用机理如下图：的欢动让咒胰岛素与靶细胞受体蛋白结合后可诱导靶细胞细胞膜上的葡萄糖载体蛋白增多，将血糖转运入细 胞，从而使血糖浓度降低2） 通道蛋白：不直接与被运输物质结合，作用机理如下图:通道钏巳*通道蛋白的开闭可由膜电位的变化或者与通道蛋白结合的信息分子来控制常见的通道蛋白有：① 电压敏感的K+离子通道：K+外流维持静息电位② 乙酰胆碱兴奋型递质受体通道：突触后膜 Na+内流，突触后膜去极化③ 笑氨基丁酸抑制性递质受体通道：突触后膜 Cl-内流，突触后膜超极化④ CFTR是一种氯离子通道蛋白，依赖cAMP囊性纤维病病人的CFTR蛋白缺少苯丙氨酸，氯离子的 转运异常引起钠离子和水的转运异常，病人分泌液粘性增大，偏咸⑤ 水通道蛋白：肾脏细胞含量高，利于水的重吸收四）调节作用参与调节作用的蛋白质主要包括与信号传递相关的激素，神经递质，淋巴因子及它们的受体以及 调节血浆渗透压的血浆蛋白「促甲状腺激素释放激素＞甲状腺促性激素释放激素促甲状腺激素肽类激素抗利尿激素一＞ 肾小管和集合管「生长激素 1促性腺激素胰岛素节白调蚩斐质巴了 g g 神递淋因受体凯基酸衍生物 激素-胰高血糖索「甲状腺激素L肾上腺素—氨基酸类；V，氨基丁酸（GABA）,谷氨酸— 干扰素，白细胞介素，穿孔素等:肽类激素；神经遂质；淋巴因子；射胞膜表面蛋白:氨基酸衍生物类激素；固醇类滋素I细胞核受体：甲状腺激素7固醉类激素-血浆蛋白：调节渗透压1. 受体与信号分子结合后可引起:（1）细胞膜通透性的改变（2）调控基因的表达2.血浆蛋白不足（营养不良等）时会引起组织水肿。

五）免疫作用免疫调控中涉及的蛋白类物质：免疫物 质化学本质特性来源抗原绝大多数为蛋白 质，多糖、核酸 和脂质等也可免疫原性：被免疫细胞表面抗原 受体识别抗原性：被抗体识别体内病变细胞；异体移植细胞； 入侵病原菌；自身特殊细胞如精 子，晶状体蛋白等抗体蛋白质与抗原结合（结构相似的抗原可 被同一种抗体识别）浆细胞分泌，可分为凝集素和抗 毒素；存在于体液或细胞表面淋巴因子蛋白质通过靶细胞上的受体来传递免疫 信息，调控细胞的生长、分化和增 殖成熟，参与机体的免疫应答T细胞分泌，如白细胞介素（促进B细胞分化），干扰素（增强效应T细胞的杀伤力）等存在于体液 中溶菌酶蛋白质水解细胞壁多糖；碱性蛋白，可 结合病毒核酸或蛋白质使其失活血浆，乳汁，唾液，鸡蛋清中均 有唾液腺细胞、泪腺细胞、造 血干细胞等大多数细胞可产生嘘渝T 三、蛋白质的鉴定和检测一 ——（一） 颜色鉴定：双缩脲反应（二） 特定蛋白的检测：抗原-抗体反应一般用已知蛋白质制备抗体，检测未知样品中是否含有抗原 蛋白一）以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋 白质进行改造或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求。

是在基因工程的基础上， 延伸出来的第二代基因工程包括：1. 改造现有蛋白质：主要是通过改变原有蛋白质中的若干氨基酸增加酶的活性、蛋白质的稳定性等如 绿色荧光蛋白（GFP）荧光性的稳定和增强，胰蛋白酶的稳定性和专一性的提高等2. 从头设计合成自然界不存在的蛋白质（二）基因工程与蛋白质工程的比较比较项目基因工程蛋白质工程原理基因重组中心法则的逆转区别过程获取目的基因一构建表达载体一导入受体细胞 一目的基因的检测与鉴定预期蛋白质功能一设计蛋白质结构一推 测氨基酸序列一合成DNA一表达出蛋 白质实质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需要的 生物类型或生物产品（基因的异体表达）定向改造或生产人类所需要的蛋白质结果生产自然界中已经有的蛋白质生产自然界中没有的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，对现有蛋白质的改造或制 造新的蛋白质必须通过基因修饰或基因合成来实现【例1】【例2】【例3】【例4】生长因子是人体内一类特殊的生物活性物质某种生长因子能与前脂肪细胞膜特异性结合， 启动细胞内一系列生化反应，最终导致前脂肪细胞增殖、分化形成脂肪细胞下列有关叙述 不正确的是（）A. 前脂肪细胞膜上有能与生长因子特异性结合的受体B. 前脂肪细胞分化为脂肪细胞是基因选择性表达的结果C. 生长因子。