高中生物競賽課件 -組成細(xì)胞的分子基礎(chǔ)課時9

ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體與疾病利用水解ATP的能量將脂溶性的抗癌藥物轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外，從而降低細(xì)胞內(nèi)藥物濃度，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞抗藥性增強(qiáng)而降低化療效果ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體是一類消耗ATP的運(yùn)輸?shù)鞍祝瑥V泛分布在從細(xì)菌到人類各種生物體中。每一種ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白對物質(zhì)運(yùn)輸具有特異性，第一種被鑒定的真核細(xì)胞ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體是癌細(xì)胞中表達(dá)量高的一種多藥物抗性運(yùn)輸（對許多藥物的運(yùn)輸具有抗性）蛋白MDR，下列敘述正確的是（）A．氯離子和氨基酸依賴同一種ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白跨膜運(yùn)輸B．ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體同時具有ATP水解酶活性和運(yùn)輸物質(zhì)的活性C．MDR能將外界的藥物分子主動吸收到細(xì)胞內(nèi)部，從而使細(xì)胞產(chǎn)生抗藥性D．在各種細(xì)胞中，ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體都需要經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體加工后運(yùn)輸至細(xì)胞A．氯離子和氨基酸依賴同一種ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白跨膜運(yùn)輸B．ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體同時具有ATP水解酶活性和運(yùn)輸物質(zhì)的活性C．MDR能將外界的藥物分子主動吸收到細(xì)胞內(nèi)部，從而使細(xì)胞產(chǎn)生抗藥性D．在各種細(xì)胞中，ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體都需要經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體加工后運(yùn)輸至細(xì)胞膜BABC轉(zhuǎn)運(yùn)體次級主動運(yùn)輸/繼發(fā)性主動運(yùn)輸繼發(fā)性主動運(yùn)輸是一種不直接消耗ATP的主動運(yùn)輸方式，小腸上皮細(xì)胞可通過這種方式糖同向轉(zhuǎn)運(yùn)載體吸收葡萄糖，如下圖所示。Na+由腸腔一側(cè)順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞所釋放的勢能是驅(qū)動葡萄糖逆濃度梯度運(yùn)輸?shù)闹苯觿恿?，但?xì)胞內(nèi)外Na+的勢能差則需要鈉一鉀泵（Na+/K+葡萄糖ATPase）的活動來維持，而這一過程需要ATP水解供能。下列相關(guān)分析錯誤的是（

）多選

A．鈉—鉀泵既具有運(yùn)輸物質(zhì)的功能，還具有催化功能B．葡萄糖和鈉離子運(yùn)入小腸上皮細(xì)胞的方式相同C．由于鈉—鉀泵可同時運(yùn)輸鈉離子和鉀離子，所以鈉一鉀泵的功能無特異性D．葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞的方式與圖中進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞的方式相同BCD頭腦風(fēng)暴1.你認(rèn)為葡萄糖在腎小管重吸收是以什么機(jī)制進(jìn)行的？為什么高血糖會導(dǎo)致糖尿？頭腦風(fēng)暴2.你如何解釋小腸細(xì)胞從消化道吸收葡萄糖和氨基酸是主動運(yùn)輸，而葡萄糖和氨基酸離開小腸細(xì)胞進(jìn)入血液卻是易化擴(kuò)散？3.將以下物質(zhì)通過脂質(zhì)體膜的速率從高到低進(jìn)行排序：鈉離子、甘油、乙烯、雄激素、葡萄糖頭腦風(fēng)暴O2、N2、CH4、CO、NO和乙烯等氣體脂溶性激素脂溶性微生物非極性的小分子甲醇、乙醇、尿素、甘油和水不帶電荷的極性小分子葡萄糖較大的不帶電荷的極性分子離子Cl-Na+K+4.水是極性分子，磷脂雙分子層中間部分疏水，水分子為什么能通過自由擴(kuò)散運(yùn)輸？自由擴(kuò)散是水分子進(jìn)出細(xì)胞的主要方式嗎？頭腦風(fēng)暴

第一章

組成細(xì)胞的分子基礎(chǔ)

鄭州七中

生物競賽教練團(tuán)隊(duì)周二、周四18：30—19：30

周六16：50—19：002010-2024年生物化學(xué)各考查點(diǎn)出題情況蛋白質(zhì)氨基酸組成蛋白質(zhì)的氨基酸若有手性的話，只能是L型的α-氨基酸什么是α、β、γ氨基酸？組成蛋白質(zhì)的氨基酸若有手性的話，只能是L型的α-氨基酸什么是L型氨基酸？蛋白質(zhì)氨基酸短肽中含有D型氨基酸可以防止宿主體內(nèi)的蛋白酶對它的降解，因?yàn)橐话愕牡鞍酌钢凰庥蒐型氨基酸形成的肽鍵對于具有手性的氨基酸來說，將羧基固定在上，R基團(tuán)在下，若氨基在左，就是L-氨基酸，反之就是D-氨基酸自然界多為L-氨基酸，D型氨基酸僅存在于一些特殊的抗菌肽、肽聚糖等少數(shù)分子中氨基酸蛋白質(zhì)氨基酸：22種，其中21種參與組成人體中的蛋白質(zhì)非蛋白質(zhì)氨基酸脂肪族氨基酸芳香族氨基酸雜環(huán)族氨基酸一氨基一羧基含羥基含硫一氨基二羧基（酸性，帶負(fù)電荷）二氨基一羧基（堿性，帶正電荷）GlyAlaValLeuIleSerThr黑色：非極性R基氨基酸；紅色：極性R基氨基酸CysMet含酰胺基GlnAsnAspGluLysArgpheTyrTrpProHis（+)Pyl（+）Sec（—）含硒根據(jù)側(cè)鏈R基的化學(xué)結(jié)構(gòu)對組成蛋白質(zhì)的氨基酸進(jìn)行分類蛋白質(zhì)氨基酸1.根據(jù)側(cè)鏈R基的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類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

異亮氨酸Val,

V

纈氨酸均為非極性氨基酸蛋白質(zhì)氨基酸1.根據(jù)側(cè)鏈R基的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類脂肪族氨基酸含有羥基的氨基酸Thr,

T

蘇氨酸Ser,S

絲氨酸均為極性氨基酸，不帶電荷其R基都能與水形成氫鍵，易溶于水蛋白質(zhì)氨基酸1.根據(jù)側(cè)鏈R基的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類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

巰基非極性氨基酸極性，不帶電荷蛋白質(zhì)氨基酸1.根據(jù)側(cè)鏈R基的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類脂肪族氨基酸含有酰胺基的氨基酸Asn,N天冬酰胺Gln,Q谷氨酰胺極性，不帶電荷蛋白質(zhì)氨基酸1.根據(jù)側(cè)鏈R基的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類脂肪族氨基酸含有硒的氨基酸這種稀有氨基酸是在蛋白質(zhì)合成期間摻入，不是合成后修飾的。關(guān)于蛋白質(zhì)的合成過程，詳見必修二教材第四章第一節(jié)的內(nèi)容：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成極性，帶負(fù)電荷（硒醇基-SeH在生理ph下會發(fā)生解離）蛋白質(zhì)氨基酸平面結(jié)構(gòu)：反向平行游離的磷酸游離的羥基3'5'5'3'游離的磷酸OHOH游離的羥基氫鍵氫鍵DNA雙鏈的結(jié)構(gòu)基因具有遺傳效應(yīng)（功能）DNA基因a基因b基因c基因d具有遺傳效應(yīng)基因是DNA的片段（與DNA的關(guān)系）對RNA病毒而言，基因就是具有遺傳效應(yīng)的RNA片段基因通常是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段蛋白質(zhì)合成的過程必修一教材P56基因（有遺傳效應(yīng)的DNA片段）所攜帶的遺傳信息怎么從細(xì)胞核傳遞到細(xì)胞質(zhì),指導(dǎo)核糖體上蛋白質(zhì)的合成？蛋白質(zhì)合成的過程1.DNAmRNARNA充當(dāng)了DNA的信使，攜帶遺傳信息通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，用于指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。RNA一般為單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。遺傳信息從DNA傳遞給mRNA的過程就是轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄tRNAmRNArRNA轉(zhuǎn)錄的過程包括幾個步驟？模板鏈?zhǔn)荄NA的兩條鏈還是一條鏈？mRNA的合成方向是怎樣的？m3′5′3′5′5′聯(lián)系細(xì)胞分化：不是所有基因都會轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄是有選擇的。細(xì)胞分化時基因選擇性表達(dá)源于基因的選擇性轉(zhuǎn)錄。RNA是在細(xì)胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫作轉(zhuǎn)錄。mRNA、rRNA和tRNA都是轉(zhuǎn)錄而來的。mRNA攜帶的遺傳信息蛋白質(zhì)核苷酸排序氨基酸排序4種21種mRNA合成以后，通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中。游離在細(xì)胞質(zhì)中各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)，這一過程叫做翻譯。CCCACGUCACUAmRNA核糖體游離的氨基酸HisMetIlePro1954年，美籍理論物理學(xué)家伽莫夫（G·Gamow）數(shù)學(xué)推理(1)如果一個堿基決定一種氨基酸：(2)如果兩個堿基決定一種氨基酸：A、U、C、G，41=4種

42=16種

AAAUACAGUAUUUCUGCACUCCCGGAGUGCGG翻譯(3)如果3個堿基決定一種氨基酸：43=64種

能滿足組成蛋白質(zhì)的21種氨基酸的需要野生型噬菌體插入或刪掉3個相鄰堿基噬菌體能侵染細(xì)菌，使死菌死亡野生型噬菌體噬菌體不能侵染細(xì)菌，不能使細(xì)菌死亡插入或刪掉1個或2個相鄰堿基①遺傳密碼中3個堿基編碼一個氨基酸。②遺傳密碼從一個固定的起點(diǎn)開始，以非重讀的方式閱讀，編碼之間沒有分隔符。mRNA上3個相鄰的堿基決定1個氨基酸，每3個這樣的堿基叫做1個密碼子。特殊密碼子說明：①在正常情況下，UGA是終止密碼子，但在特殊情況下可編碼硒代半胱氨酸。②在原核生物中，GUG也可以作起始密碼子，此時它編碼甲硫氨酸。細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸怎樣運(yùn)輸?shù)降鞍踪|(zhì)生產(chǎn)線？5′3′mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，組裝成合成蛋白質(zhì)的生產(chǎn)線。氨基酸的搬運(yùn)工——tRNARNA鏈經(jīng)過折疊，像三葉草的葉形功能：識別密碼子，轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸。反密碼子位于tRNA上能與mRNA上的密碼子發(fā)生堿基互補(bǔ)配對的3個堿基。一種氨基酸可由一或多種tRNA攜帶每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸?；駻基因B基因C含有3個基因的DNA片段的模式圖不編碼蛋白質(zhì)的序列（非編碼序列）轉(zhuǎn)錄形成tRNA、rRNA反密碼子ABCD請按照翻譯的順序?qū)ι鲜鏊姆鶊D進(jìn)行排序B→C→D→A一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體，同時進(jìn)行多條肽鏈的合成。這樣少量的mRNA就可以迅速合成大量蛋白質(zhì)，提高翻譯的效率。如圖是翻譯過程的示意圖，請據(jù)圖分析回答下列問題。(3)圖乙中①⑥分別是什么分子或結(jié)構(gòu)？核糖體移動的方向是怎樣的？(4)最終合成的多肽鏈②③④⑤的氨基酸序列相同嗎？為什么？①⑥分別是mRNA、核糖體；核糖體移動的方向是由右向左。相同；因?yàn)樗鼈兊哪０迨峭粭lmRNA。1.根據(jù)側(cè)鏈R基的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類脂肪族氨基酸一氨基二羧基氨基酸Asp,

D天冬氨酸Glu,E谷氨酸極性，酸性，帶負(fù)電荷蛋白質(zhì)氨基酸Asn,N天冬酰胺Gln,Q谷氨酰胺Asp,

D天冬氨酸Glu,E谷氨酸在進(jìn)行氨基酸組成分析時，很難區(qū)分Asp和Asn、Glu和Gln用Asx或B表示Asp/Asn，Glx或Z表示Glu/Gln1.根據(jù)側(cè)鏈R基的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類脂肪族氨基酸二氨基一羧基氨基酸Lys,

K

賴氨酸Arg,

R

精氨酸胍基-CN3H4極性，堿性，帶正電荷蛋白質(zhì)氨基酸1.根據(jù)側(cè)鏈R基的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類芳香族氨基酸Trp,W 色氨酸吲哚PhenylalaninePhe,

F

苯丙氨酸TyrosineTyr,

Y

酪氨酸非極性氨基酸極性氨基酸不帶電荷非極性氨基酸蛋白質(zhì)氨基酸1.根據(jù)側(cè)鏈R基的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類雜環(huán)族氨基酸Trp,W 色氨酸His, H 組氨酸吲哚（非極性）咪唑（zuo）Pro,

P

脯氨酸吡咯烷環(huán)(雜環(huán)亞氨基酸）非極性氨基酸+極性，堿性，帶正電荷非極性氨基酸極性，堿性，帶正電荷N+H吡咯賴氨酸僅存在于產(chǎn)甲烷的古菌體內(nèi)。蛋白質(zhì)氨基酸2.根據(jù)側(cè)鏈R基的極性。組氨酸的咪唑基、精氨酸的胍基、賴氨酸側(cè)鏈上的氨基和吡咯氨基酸雜環(huán)上的N均可接受質(zhì)子，使其帶有凈正電荷。R基的極性非極性氨基酸極性氨基酸極性不帶電荷（6種）極性帶負(fù)電荷（3種）極性帶正電荷（4種）4種脂肪烴側(cè)鏈的氨基酸（丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸）、脯氨酸、甲硫氨酸；2種芳香族氨基酸（苯丙氨酸和色氨酸）和甘氨酸。其中，色氨酸可借助吲哚環(huán)的—NH—基團(tuán)與水相互作用，甘氨酸的R基是一個氫原子，因此這兩種氨基酸的性質(zhì)是介于非極性和極性之間。絲氨酸、蘇氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、酪氨酸和半胱氨酸。其R基都能與水形成氫鍵，易溶于水天冬氨酸、谷氨酸和硒代半胱氨酸。中性pH時帶有凈負(fù)電荷，可結(jié)合金屬陽離子。（13種）（9種）親水氨基酸疏水氨基酸堿性氨基酸Asp和Glu為酸性氨基酸所有的氨基酸都溶于水！Pro＞Lys＞Arg也有學(xué)者將Met與Gly歸為親水氨基酸/中性氨基酸氨基酸3.根據(jù)營養(yǎng)價值劃分（對常見的20種氨基酸進(jìn)行劃分）必需氨基酸（10種）LysTrpPheMetThrIleLeuValArgHis絕對的必需氨基酸半必