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蛋白质知识网络,蛋白质,与生物多样性,主要功能,生物合成,分子结构,性 质,代 谢,和人类健康,鉴 定,一、蛋白质的组成和结构,1,、化学组成和结构：,种类：,通式,（多数）：,脱水缩合,C,、,H,、,O,、,N,（S、Fe等）,蛋白质,20,种,多肽,NH,2,-,C-,COOH,R,-,-,H,蛋白质与多肽的主要区别是什么？,螺旋、折叠,缠绕,肽键,多肽,蛋白质,多肽,氨基酸,蛋白质,多肽,NH,2,-,C-COOH,R,-,-,H,蛋白质,多肽,元素组成？,直接,原因：,（,4,）肽链的,空间结构,千差万别。,（,3,）氨基酸的,排列顺序,变化多端；,（,1,）构成蛋白质分子的氨基酸,种类,不同；,2,、结构特点,多样性,（,2,）构成蛋白质分子的氨基酸,数目,成百上千；,根本原因呢？,例,3,.关于生物体内组成蛋白质的,氨,基酸的叙述，,正确,的是,A.分子量最,小,的氨基酸是,丙,氨酸,B.,蛋白质都是由约,20,种,氨基酸,组成,C.氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键,D.,蛋白质的差别在于氨基酸的种类、数目、排序不同,C,二、蛋白质的性质,1,、变 性：,2,、水解反应：,3,、显色反应：,蛋白质遇到酸、碱、加热、紫外线、重金属盐,和有机溶剂等都,变性失活,。例如消毒灭菌、解毒、防虫等。蛋白质变性后就失去了生理活性，也不再溶于水，从溶液中凝结沉淀出来，这个过程叫蛋白质的凝固。高温灭菌消毒，就是利用加热使蛋白质凝固从而使细胞死亡。,人体内蛋白质的,消化,过程,。,蛋白质与双缩脲试剂发生作用，可产生,紫色,反应。（在碱性环境下,Cu,2+,与,肽键,反应）,注意：,蛋白质变性时不发生肽键破坏，蛋白质的变性具有,不可逆性,。,例,1,猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如下图所示。经,35,水浴保温一段时间后，、中加入适量双缩脲试剂，、不加任何试剂，下列组合能达到目的的是（）,A,和,B,和,C,和,D,和,A,三、蛋白质的鉴定,实验试剂,实验现象,注意事项,双缩脲试剂,紫色,先加,A,液,NaOH,后加,B,液,CuSO4,例,2.,关于蛋白质的叙述，正确的是,A.,蛋白质的合成只发生在细胞分裂,G1,、,G2,期,B.,酶在催化反应过程中，其形状不发生变化,C.,胃蛋白酶不能在肠道内催化蛋白质水解,D.,高温处理后的蛋白质不能与双缩脲试剂产生紫色反应,C,例,3.,下列健康人的,4,种液体样本中，能与双缩脲试剂发生紫色颜色反应的是,尿液胃液汗液 唾液,A,B,C,D,D,1,、组成细胞和生物的结构成,分,：,2,、运输作用,：,3,、催化作用：,4,、调节功能,：,5,、免疫作用,：,如：细胞膜中的蛋白质、肌肉中的肌球蛋白等。,如：细胞膜上的载体蛋白、运输氧气的血红蛋白等。,如：催化各种生化反应的蛋白质类酶。,如：生长激素、胰岛素等激素。,如：抗体、干扰素等。,四、蛋白质的主要功能,6,、信息传递：,如：受体蛋白,构建蛋白质为中心的数学集合模型,蛋白质,载体,抗体,酶,激素,蛋白质,载体,抗体,酶,激素,构建蛋白质为中心的数学集合模型,它们的产生、作用场所与作用特点？,正常人体内的抗体、激素、酶、神经递质、载体均有特定的生物活性，以下叙述正确的是,A.,均具有信息传递作用,B.,都由活细胞产生的蛋白质,C.,都与特定的分子结合后起作用,D.,在发挥作用后都还能保持活性,例,1.,某化合物含,C,、,H,、,O,、,N,和,S,等元素。该化合物一定不能,A,与抗原发生特异性结合,B,携带氨基酸到核糖体,C,降低化学反应的活化能,D,携带氨基酸进入细胞,例,2.,（多选）下列生理活动与蛋白质功能无关的是,A,氧气在血液中运输,B,二氧化碳进入血液中,C,葡萄糖在细胞内氧化分解,D,植物根吸收水分,B,BD,例,3,、分析下表，可推测,溶液,双缩脲试剂,碘液,本尼迪特试剂,甲,乙,甲、乙混合,注：“,+”,显色，“,+”,显色更深；“,-”,不显色。,A.,甲溶液含有淀粉,B.,乙溶液含有还原糖,C.,混合溶液不含淀粉,D.,混合溶液含有淀粉酶,D,2011,年浙江高考,32,题（,3,）,B,基因可编码瘦素蛋白。转录时，首先与,B,基因启动部位结合的酶是,。,B,基因刚转录出来的,RNA,全长有,4500,个碱基，而翻译成的瘦素蛋白仅由,167,个氨基酸组成，说明,。翻译时，一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需,4,秒钟，实际上合成,100,个瘦素蛋白分子所需的时间约为,1,分钟，其原因是,。若,B,基因中编码第,105,位精氨酸的,GCT,突变成,ACT,，翻译就此终止，由此推断，,mRNA,上的,为终止密码子。,RNA,聚合酶,转录出来的,RNA,需要加工后才能翻译,一条,mRNA,上有多个核糖体同时翻译,UGA,五、蛋白质分子的生物合成,1,、转录,：,以,DNA,的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成,RNA,的过程,概念：,场所：,条件：,过程：,解旋配对连接释放,2,、翻译,：,以,mRNA,为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程,核糖体,酶、,ATP,、模板（,mRNA,）、氨基酸、,tRNA,概念：,场所：,条件：,过程：,结合配对缩合移动,主要在细胞核中,RNA,聚合酶、,ATP,、,DNA,模板链、四种核糖核苷酸,3,、蛋白质的加工,蛋白质都是在核糖体上合成的，并且起始于细胞溶胶，但是有些蛋白质在合成开始不久后便转在内质网、高尔基体上进行加工，这些蛋白质主要有：,分泌蛋白，如抗体、激素、各种消化酶等；,跨膜蛋白，并且决定膜蛋白在膜中的排列方式（包括载体蛋白）；,需要与其它细胞组分严格分开的酶，如溶酶体的各种水解酶；需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白。在内质网进行加工的也就是这些蛋白质。并不包括细胞内的其它蛋白质。,与哪些结构有关（以分泌蛋白为例）,例,1,右图所示细胞内蛋白质,合成过程中，叙述错误的是,A,在,A,结构上发生的是翻译过程,B,C,、,D,代表由细胞内有关结构合成的物质，其中,D,类物质可能是抗体,C,在,A,和,E,结构上合成的蛋白质功能是一样的,D,转录后的,mRNA,由核进入细胞质内经过了,0,层磷脂分子,C,例,2.,血清白蛋白合成于肝脏,是人血浆中含量最丰富的蛋白质；血红蛋白合成于未成熟的红细胞,是人成熟红细胞中最丰富的蛋白质。下列与血清白蛋白、血红蛋白有关的叙述,正确的是,A,两者的分泌均与高尔基体有关,B,两者均在人体内环境中发挥作用,C,两者的出现说明某些细胞发生了分化,D,人体所有的细胞中均有合成两种蛋白质的基因,C,例,3,原核细胞合成分泌蛋白与真核细胞合成分泌蛋白的相同点是,A,合成蛋白质的主要场所都是内质网上的核糖体,B,合成蛋白质的过程都是由染色体中基因控制的,C,合成蛋白质时都有细胞核内的转录,D,分泌蛋白质时都要依靠细胞膜的流动性,D,例,4,图示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在,A,真核细胞内，一个,mRNA,分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链,B,原核细胞内，转录促使,mRNA,在核糖体上移动以便合成肽链,C,原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译,D,真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译,C,原核生物与真核生物基因表达的差异原因？,例,1,（多选）下面是某蛋白质的肽链结构示意图（图,1,，其中数字为氨基酸序号）及部分肽链放大图（图,2,），请据图判断下列叙述中错误的是,A,该蛋白质中含有,2,条肽链,52,个肽键,B,图,2,中含有的,R,基是,C,从图,2,可推知该蛋白质至少含有,4,个游离的羧基,D,控制该蛋白质合成的,mRNA,中至少含有,51,个密码子,图,1,图,2,AB,例,2,一个,mRNA,分子有,m,个碱基，其中,G+C,有,n,个；由该,mRNA,合成的蛋白质有两条肽链。则其模板,DNA,分子的,A+T,最多数目、合成蛋白质时最多脱去的水分子数分别是,A.m,、,m,3-1B.m,、,m,3-2,C.2(m-n),、,m,3-1 D.2(m-n),、,m,3-2,D,例,3.,有关下图某蛋白质的叙述,正确的是,A.,形成该蛋白质时共脱掉,126,个水分子,B.,该蛋白质含有两条肽链,D.,该蛋白质共有,111,个肽键,C.,该蛋白质的,R,基中共含,16,个氨基,B,例,4,以下关于最多或最少的计算正确的是（）,显微镜下观察同等直径的单行排列细胞，如果放大,50,倍时最多可看到,20,个完整的细胞，放大,100,倍时，最多可看到,10,个完整细胞,控制合成一个由,65,个氨基酸组成的蛋白质的基因中，碱基数量最少应是,390,个,n,个碱基组成的双链,DNA,分子片段，其种类最多可达,2,n,种,通常情况下，分子式,C,63,H,103,O,45,N,17,S,2,的多肽化合物中最多含有肽键,17,个,A,B,C,D,A,与蛋白质合成相关的计算,1,、肽链（链状肽）中氨基酸数目，肽链数目和肽键数目之间的关系：,2,、氨基酸的平均相对分子质量与蛋白质相对分子质量的关系：,3,、有关蛋白质中游离的氨基或羧基数目的计算：,4,、氨基酸分子数与基因中碱基数，,mRNA,碱基数的关系：,5,、氨基酸的排列与多肽的种类：,第一种：,A,、,B,、,C,三种氨基酸，每种氨基酸的数目无限的情况下,第二种：,A,、,B,、,C,三种氨基酸，每种氨基酸的数目仅一个的情况下,六、蛋白质代谢,1,、蛋白质彻底水解为氨基酸,2,、氨基酸代谢终产物：有二氧化碳、水和尿素,3,、某些氨基酸可转化为糖类或脂类，也可合成其他生物活性物质：色氨酸可以转变为,4,、氨基酸合成蛋白质,蛋白质代谢的调节：蛋白质在体内分解与合成，在正常情况下总是保持着动态平衡。其中，垂体分泌的生长激素和能促进蛋白质合成，甲状腺分泌的甲状腺激素，则能促进蛋白质分解,例,1,“黄金搭档”能为人体补充,Ca,、,Fe,、,Zn,等，其中的,Fe,能预防贫血，这是因为其,Fe,2,进入人体后能（）,A,调节血液渗透压,B,调节血液酸碱平衡,C,构成红细胞中的血红蛋白,D,增强人体免疫力,七、蛋白质与人体健康,1,、缺铁性贫血：铁摄入不足、铁需要量相对增加（妊娠、儿童生长发育期）铁吸收障碍（慢性胃肠道疾病、胃大部切除术后），慢性失血而造成血红蛋白合成障碍。,C,2,、镰刀型细胞贫血症,体现了基因能通过控制蛋白质,的结构直接控制生物的性状。,例,2,、镰刀形细胞贫血症是一种单基因遗传病，是由正常的血红蛋白基因,(HbA),突变为镰刀形细胞贫血症基因,(HbS),引起的。在非洲地区黑人中有,4,的人是该病患者，会在成年之前死亡，有,32,的人是携带者，不发病但血液中有部分红细胞是镰刀形。下图是该地区的一个镰刀形细胞贫血症家族的系谱图。回答以下相关问题：,(1),非洲地区黑人中,HbS,基因的基因频率是,_,。科学家经调查发现，该地区流行性疟疾的发病率很高，而镰刀形红细胞能防止疟原虫寄生，那么该地区基因型为,_,的个体存活率最高。该地区黑人迁移到不流行疟疾的美洲地区后，,HbS,基因的基因频率将逐渐,_,。,(2),据系谱图可知，,HbS,基因位于,_,染色体上。,6,的基因型是,_,，已知,7,也来自非洲同地区，那么,6,和,7,再生一个孩子，患镰刀形细胞贫血症的概率是,_,。,20%,HbAHbS,降低,常,HbAHbA,或,HbAHbS,1/18,(3)6,和,7,想再生一个孩子，若孩子已出生，则可以在光学显微镜下观察其,_,形态，从而诊断其是否患病。若孩子尚未出生，则可以从羊水中收集少量胎儿的细胞，提取出,DNA,，用,_,为原料在试管中复制出大量,DNA,，然后进行基因诊断。,(4),如下图所示，该基因突变是由于,_,碱基对变成了,_,碱基对，这种变化会导致血红蛋白中,_,个氨基酸的变化。,HbA,基因突变为,HbS,基因后，恰好丢失了一个,Mst,限制酶切割位点。用,Mst,限制酶切割胎儿,DNA,，然后用凝胶电泳分离酶切片段，片段越大，在凝胶上离加样孔越近。加热使酶切片段解旋后，用荧光标记的,CTGACTCCT,序列与其杂交，荧光出现的位置可能有下图所示的三种结果。若出现,_,结果，则说明胎儿患病；若出现,_,结果，则说明胎儿是携带者。,红细胞,脱氧核苷酸,T/A A/T,1,B,C,例,3,、以下疾病不是由激素异常引起的是,A.,巨人症,B.,呆小病,C.,苯丙酮尿症,D.,侏儒症,3,、蛋白质类激素异常引起的疾病,糖尿病,:,是由于体内的胰岛,细胞受损，导致胰岛素分泌不足造成的；,侏儒症：幼年时生长激素分泌不足造成的；,巨人症：幼年人生长激素分泌过多造成的。,蛋白质,C,4,、酶缺陷引起的疾病,白化病是由于控制酪氨酸酶的基因异常，从而导致缺少酪氨酸酶引起的。它体现了基因与性状的关系之一：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。,苯丙酮尿症：,蚕豆病：,苯丙氨酸羟化酶,葡萄糖,-6-,磷酸脱氢酶,例,4,、白化病和黑尿症都是酶缺陷引起的分子遗传病，前者不能由酪氨酸合成黑色素；后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸，排出的尿液因含有尿黑酸，遇空气后氧化变黑。下图表示人体内与之相关的系列生化过程。请根据材料回答：,（,1,）上图中的酶,A,能催化苯丙氨酸转变成酪氨酸，而不能催化,-,羟苯丙氨酸转变成尿黑酸，这是由于酶的催化作用具有,_,。,（,2,）酶,B,是在皮肤细胞内的,（细胞器）上合成的，,由,（细胞器）提供所需要的能量。,（,3,）引起白化病产生的根本原因是：控制合成,的基因发生了,。,（,4,）引起黑尿病产生的根本原因是,不能正常合成。,（,5,）四种酶,A,、,B,、,C,、,D,能催化不同的化学反应，主要因为它们的,不同，才决定其功能不同。,专一性,核糖体,线粒体,酶,B,基因突变,酶,D,结构,5,、组织水肿,营养不良,时，血浆蛋白合成量减少，血浆渗透压降低，使水分进入组织液，引起组织水肿；,过敏反应,时组织释放组织胺使毛细血管通透性加大，或在病理情况下，毛细血管通透性增加，血浆中的蛋白质渗出毛细血管进入组织液，结果增加了组织液中蛋白质的浓度而降低了血浆中蛋白质的浓度，从而使组织液渗透压升高而吸水而成过敏性组织水肿；急性肾小球,肾炎,时，肾小球滤过率下降，引起蛋白尿，使血浆蛋白的含量减少，从而会导致组织水肿。,