高中生物竞赛课件 -组成细胞的分子基础课时9

ABC转运体ABC转运体与疾病利用水解ATP的能量将脂溶性的抗癌药物转运到细胞外，从而降低细胞内药物浓度，导致肿瘤细胞抗药性增强而降低化疗效果ABC转运体是一类消耗ATP的运输蛋白，广泛分布在从细菌到人类各种生物体中。每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性，第一种被鉴定的真核细胞ABC转运体是癌细胞中表达量高的一种多药物抗性运输（对许多药物的运输具有抗性）蛋白MDR，下列叙述正确的是（）A．氯离子和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输B．ABC转运体同时具有ATP水解酶活性和运输物质的活性C．MDR能将外界的药物分子主动吸收到细胞内部，从而使细胞产生抗药性D．在各种细胞中，ABC转运体都需要经内质网、高尔基体加工后运输至细胞A．氯离子和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输B．ABC转运体同时具有ATP水解酶活性和运输物质的活性C．MDR能将外界的药物分子主动吸收到细胞内部，从而使细胞产生抗药性D．在各种细胞中，ABC转运体都需要经内质网、高尔基体加工后运输至细胞膜BABC转运体次级主动运输/继发性主动运输继发性主动运输是一种不直接消耗ATP的主动运输方式，小肠上皮细胞可通过这种方式糖同向转运载体吸收葡萄糖，如下图所示。Na+由肠腔一侧顺浓度梯度转运进入小肠上皮细胞所释放的势能是驱动葡萄糖逆浓度梯度运输的直接动力，但细胞内外Na+的势能差则需要钠一钾泵（Na+/K+葡萄糖ATPase）的活动来维持，而这一过程需要ATP水解供能。下列相关分析错误的是（

）多选

A．钠—钾泵既具有运输物质的功能，还具有催化功能B．葡萄糖和钠离子运入小肠上皮细胞的方式相同C．由于钠—钾泵可同时运输钠离子和钾离子，所以钠一钾泵的功能无特异性D．葡萄糖进入红细胞的方式与图中进入小肠上皮细胞的方式相同BCD头脑风暴1.你认为葡萄糖在肾小管重吸收是以什么机制进行的？为什么高血糖会导致糖尿？头脑风暴2.你如何解释小肠细胞从消化道吸收葡萄糖和氨基酸是主动运输，而葡萄糖和氨基酸离开小肠细胞进入血液却是易化扩散？3.将以下物质通过脂质体膜的速率从高到低进行排序：钠离子、甘油、乙烯、雄激素、葡萄糖头脑风暴O2、N2、CH4、CO、NO和乙烯等气体脂溶性激素脂溶性微生物非极性的小分子甲醇、乙醇、尿素、甘油和水不带电荷的极性小分子葡萄糖较大的不带电荷的极性分子离子Cl-Na+K+4.水是极性分子，磷脂双分子层中间部分疏水，水分子为什么能通过自由扩散运输？自由扩散是水分子进出细胞的主要方式吗？头脑风暴

第一章

组成细胞的分子基础

郑州七中

生物竞赛教练团队周二、周四18：30—19：30

周六16：50—19：002010-2024年生物化学各考查点出题情况蛋白质氨基酸组成蛋白质的氨基酸若有手性的话，只能是L型的α-氨基酸什么是α、β、γ氨基酸？组成蛋白质的氨基酸若有手性的话，只能是L型的α-氨基酸什么是L型氨基酸？蛋白质氨基酸短肽中含有D型氨基酸可以防止宿主体内的蛋白酶对它的降解，因为一般的蛋白酶只水解由L型氨基酸形成的肽键对于具有手性的氨基酸来说，将羧基固定在上，R基团在下，若氨基在左，就是L-氨基酸，反之就是D-氨基酸自然界多为L-氨基酸，D型氨基酸仅存在于一些特殊的抗菌肽、肽聚糖等少数分子中氨基酸蛋白质氨基酸：22种，其中21种参与组成人体中的蛋白质非蛋白质氨基酸脂肪族氨基酸芳香族氨基酸杂环族氨基酸一氨基一羧基含羟基含硫一氨基二羧基（酸性，带负电荷）二氨基一羧基（碱性，带正电荷）GlyAlaValLeuIleSerThr黑色：非极性R基氨基酸；红色：极性R基氨基酸CysMet含酰胺基GlnAsnAspGluLysArgpheTyrTrpProHis（+)Pyl（+）Sec（—）含硒根据侧链R基的化学结构对组成蛋白质的氨基酸进行分类蛋白质氨基酸1.根据侧链R基的化学结构进行分类脂肪族氨基酸一氨基一羧基氨基酸Gly, G

甘氨酸Ala,A

丙氨酸Leu,

L

亮氨酸Ile,

I

异亮氨酸Val,

V

缬氨酸均为非极性氨基酸蛋白质氨基酸1.根据侧链R基的化学结构进行分类脂肪族氨基酸含有羟基的氨基酸Thr,

T

苏氨酸Ser,S

丝氨酸均为极性氨基酸，不带电荷其R基都能与水形成氢键，易溶于水蛋白质氨基酸1.根据侧链R基的化学结构进行分类脂肪族氨基酸含有硫的氨基酸Met,

M

甲硫氨酸(蛋氨酸)Cys,

C半胱氨酸-SH

巯基非极性氨基酸极性，不带电荷蛋白质氨基酸1.根据侧链R基的化学结构进行分类脂肪族氨基酸含有酰胺基的氨基酸Asn,N天冬酰胺Gln,Q谷氨酰胺极性，不带电荷蛋白质氨基酸1.根据侧链R基的化学结构进行分类脂肪族氨基酸含有硒的氨基酸这种稀有氨基酸是在蛋白质合成期间掺入，不是合成后修饰的。关于蛋白质的合成过程，详见必修二教材第四章第一节的内容：基因指导蛋白质的合成极性，带负电荷（硒醇基-SeH在生理ph下会发生解离）蛋白质氨基酸平面结构：反向平行游离的磷酸游离的羟基3'5'5'3'游离的磷酸OHOH游离的羟基氢键氢键DNA双链的结构基因具有遗传效应（功能）DNA基因a基因b基因c基因d具有遗传效应基因是DNA的片段（与DNA的关系）对RNA病毒而言，基因就是具有遗传效应的RNA片段基因通常是具有遗传效应的DNA片段蛋白质合成的过程必修一教材P56基因（有遗传效应的DNA片段）所携带的遗传信息怎么从细胞核传递到细胞质,指导核糖体上蛋白质的合成？蛋白质合成的过程1.DNAmRNARNA充当了DNA的信使，携带遗传信息通过核孔进入细胞质，用于指导蛋白质的合成。RNA一般为单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。遗传信息从DNA传递给mRNA的过程就是转录转录tRNAmRNArRNA转录的过程包括几个步骤？模板链是DNA的两条链还是一条链？mRNA的合成方向是怎样的？m3´5´3´5´5´联系细胞分化：不是所有基因都会转录，转录是有选择的。细胞分化时基因选择性表达源于基因的选择性转录。RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。mRNA、rRNA和tRNA都是转录而来的。mRNA携带的遗传信息蛋白质核苷酸排序氨基酸排序4种21种mRNA合成以后，通过核孔进入细胞质中。游离在细胞质中各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。CCCACGUCACUAmRNA核糖体游离的氨基酸HisMetIlePro1954年，美籍理论物理学家伽莫夫（G·Gamow）数学推理(1)如果一个碱基决定一种氨基酸：(2)如果两个碱基决定一种氨基酸：A、U、C、G，41=4种

42=16种

AAAUACAGUAUUUCUGCACUCCCGGAGUGCGG翻译(3)如果3个碱基决定一种氨基酸：43=64种

能满足组成蛋白质的21种氨基酸的需要野生型噬菌体插入或删掉3个相邻碱基噬菌体能侵染细菌，使死菌死亡野生型噬菌体噬菌体不能侵染细菌，不能使细菌死亡插入或删掉1个或2个相邻碱基①遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。②遗传密码从一个固定的起点开始，以非重读的方式阅读，编码之间没有分隔符。mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基叫做1个密码子。特殊密码子说明：①在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸。②在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。细胞质中的氨基酸怎样运输到蛋白质生产线？5´3´mRNA通过核孔进入细胞质，与核糖体结合，组装成合成蛋白质的生产线。氨基酸的搬运工——tRNARNA链经过折叠，像三叶草的叶形功能：识别密码子，转运氨基酸。反密码子位于tRNA上能与mRNA上的密码子发生碱基互补配对的3个碱基。一种氨基酸可由一或多种tRNA携带每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。基因A基因B基因C含有3个基因的DNA片段的模式图不编码蛋白质的序列（非编码序列）转录形成tRNA、rRNA反密码子ABCD请按照翻译的顺序对上述四幅图进行排序B→C→D→A一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。这样少量的mRNA就可以迅速合成大量蛋白质，提高翻译的效率。如图是翻译过程的示意图，请据图分析回答下列问题。(3)图乙中①⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？(4)最终合成的多肽链②③④⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？①⑥分别是mRNA、核糖体；核糖体移动的方向是由右向左。相同；因为它们的模板是同一条mRNA。1.根据侧链R基的化学结构进行分类脂肪族氨基酸一氨基二羧基氨基酸Asp,

D天冬氨酸Glu,E谷氨酸极性，酸性，带负电荷蛋白质氨基酸Asn,N天冬酰胺Gln,Q谷氨酰胺Asp,

D天冬氨酸Glu,E谷氨酸在进行氨基酸组成分析时，很难区分Asp和Asn、Glu和Gln用Asx或B表示Asp/Asn，Glx或Z表示Glu/Gln1.根据侧链R基的化学结构进行分类脂肪族氨基酸二氨基一羧基氨基酸Lys,

K

赖氨酸Arg,

R

精氨酸胍基-CN3H4极性，碱性，带正电荷蛋白质氨基酸1.根据侧链R基的化学结构进行分类芳香族氨基酸Trp,W 色氨酸吲哚PhenylalaninePhe,

F

苯丙氨酸TyrosineTyr,

Y

酪氨酸非极性氨基酸极性氨基酸不带电荷非极性氨基酸蛋白质氨基酸1.根据侧链R基的化学结构进行分类杂环族氨基酸Trp,W 色氨酸His, H 组氨酸吲哚（非极性）咪唑（zuo）Pro,

P

脯氨酸吡咯烷环(杂环亚氨基酸）非极性氨基酸+极性，碱性，带正电荷非极性氨基酸极性，碱性，带正电荷N+H吡咯赖氨酸仅存在于产甲烷的古菌体内。蛋白质氨基酸2.根据侧链R基的极性。组氨酸的咪唑基、精氨酸的胍基、赖氨酸侧链上的氨基和吡咯氨基酸杂环上的N均可接受质子，使其带有净正电荷。R基的极性非极性氨基酸极性氨基酸极性不带电荷（6种）极性带负电荷（3种）极性带正电荷（4种）4种脂肪烃侧链的氨基酸（丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸）、脯氨酸、甲硫氨酸；2种芳香族氨基酸（苯丙氨酸和色氨酸）和甘氨酸。其中，色氨酸可借助吲哚环的—NH—基团与水相互作用，甘氨酸的R基是一个氢原子，因此这两种氨基酸的性质是介于非极性和极性之间。丝氨酸、苏氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、酪氨酸和半胱氨酸。其R基都能与水形成氢键，易溶于水天冬氨酸、谷氨酸和硒代半胱氨酸。中性pH时带有净负电荷，可结合金属阳离子。（13种）（9种）亲水氨基酸疏水氨基酸碱性氨基酸Asp和Glu为酸性氨基酸所有的氨基酸都溶于水！Pro＞Lys＞Arg也有学者将Met与Gly归为亲水氨基酸/中性氨基酸氨基酸3.根据营养价值划分（对常见的20种氨基酸进行划分）必需氨基酸（10种）LysTrpPheMetThrIleLeuValArgHis绝对的必需氨基酸半必