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　　一、知識體系：

 二、知識解析：

（一）蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)

1．結(jié)構(gòu)：

（1）化學結(jié)構(gòu)

①基本組成元素：共有元素是C、H、O、N，很多含P、S，有的含微量元素Fe、Cu、Mn、I、Zn等。

②基本組成單位－氨基酸：

●種類：約20種

●通式：略

●結(jié)構(gòu)特點：至少含一個氨基（－NH2）和一個羧基（－COOH），但都有一個與中心碳原子相連；氨基酸不同，Ｒ基不同。該特點也是判斷組成生物體氨基酸的依據(jù)。

③氨基酸的連接：

氨基酸是在核糖體上以縮合的方式通過肽鍵（－CO－NH－）連接，形成的產(chǎn)物叫肽，其連接過程如下圖：

多個氨基酸分子縮合而成的多肽呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫肽鏈。

（2）空間結(jié)構(gòu)：一條或幾條肽鏈通過一定的化學鍵連接，形成非常復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。

2．結(jié)構(gòu)特點－多樣性：

由于組成每種蛋白質(zhì)分子的氨基酸種類不同，數(shù)目成百上千，排列次序變化多樣，由氨基酸形成的肽鏈的空間結(jié)構(gòu)千差萬別，因此，蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)具有多樣性，這就決定了蛋白質(zhì)分子功能的多樣性。

注：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性是導致生物多樣性的直接原因，生物多樣性的根本原因是遺傳物質(zhì)的多樣性。

（二）蛋白質(zhì)的鑒定：顯色反應(yīng)

蛋白質(zhì)（實際上是指與雙縮脲結(jié)構(gòu)相似的肽鍵）與雙縮脲試劑發(fā)生作用（在堿性溶液中與Cu2+反應(yīng)），可以產(chǎn)生紫色的絡(luò)合物。

（三）功能：

1．結(jié)構(gòu)蛋白：是構(gòu)成細胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)，如：肌肉蛋白、血紅蛋白、染色體蛋白、核糖體蛋白、膜蛋白等。

2．功能蛋白：

（1）具有催化功能的大多數(shù)酶。有些酶是RNA。酶的相關(guān)知識參見“高中生物中酶知識的梳理與整合”一文

（2）具有調(diào)節(jié)作用的某些動物激素，如胰島素、生長激素、促激素等是蛋白質(zhì)。

附：高中生物課本中涉及到的動物激素：

類別

名　稱

產(chǎn)生部位

作　　　用

蛋白質(zhì)類激素

胰島素

胰島B細胞

調(diào)節(jié)糖類代謝，降低血糖含量，促進血糖合成為糖元，抑制非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，從而使血糖含量降低。

生長激素

垂體

促進生長，主要是促進蛋白質(zhì)的合成和骨的生長。

促甲狀腺

激素

垂體

促進甲狀腺的生長發(fā)育，調(diào)節(jié)甲狀腺激素的合成和分泌。

促性腺激素

垂體

促進性腺的生長發(fā)育，調(diào)節(jié)性激素的合成和分泌等。

氨基酸衍生物

甲狀腺激素

甲狀腺

促進新陳代謝和生長，尤其對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和功能具有重要影響，提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性。

腎上腺素

腎上腺

與糖代謝的調(diào)節(jié)和體溫調(diào)節(jié)有關(guān)

多肽類激素

胰高血糖素

胰島A細胞

促進糖元分解和非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，從而使血糖升高。

抗利尿激素*

下丘腦

腎小管、集合管重吸收水

類固醇類激素

性激素

雄性

激素

主要是睪丸

分別促進雌雄生殖器官的發(fā)育和生殖細胞的生成，激發(fā)和維持各自的第二性征；雌激素能激發(fā)和維持雌性正常的性周期。

雌性

激素

主要是卵巢

孕激素

卵巢

促進子宮內(nèi)膜和乳腺等的生長發(fā)育，為受精卵著床和泌乳準備條件。

醛固酮*

腎上腺

腎小管、集合管吸Na+、排K+

注1　表中帶*的為高考大綱中不做要求的內(nèi)容。

注2　有關(guān)胰島素的知識可參見“高中課本中胰島素知識的梳理”一文。

（3）具有運輸作用的物質(zhì)，如：

●紅細胞中的血紅蛋白與氧的運輸有關(guān)。

●參與細胞主動運輸?shù)妮d體是蛋白質(zhì)。

（4）具有免疫作用的抗體：

有關(guān)抗體的知識可參見“高中課本中抗體知識的梳理”一文

（5）具有識別和信息傳遞作用的細胞膜上與糖類結(jié)合的糖蛋白。

（四）蛋白質(zhì)代謝：

1．人和動物體內(nèi)蛋白質(zhì)的來源：通過食物鏈最終來自于植物蛋白。植物蛋白合成所需的N元素的來源途徑主要是生物固氮。食物中的蛋白質(zhì)，既有谷類和豆類等植物性蛋白質(zhì)，也有肉和蛋等動物性蛋白質(zhì)。

2．蛋白質(zhì)的消化：首先在胃和小腸內(nèi)經(jīng)過蛋白酶（胃蛋白酶和胰蛋白酶）的作用水解為多肽，多肽在小腸中肽酶的作用下水解為消化終產(chǎn)物氨基酸。

3．氨基酸的吸收及運輸途徑：腸道內(nèi)的氨基酸是通過主動運輸方式被小腸絨毛上皮細胞吸收的，然后進入到小腸絨毛內(nèi)的毛細血管，通過血液循環(huán)運輸?shù)饺�身各處的毛細血管網(wǎng)，再通過組織液進入到組織細胞內(nèi)參與細胞內(nèi)的代謝活動。（思考：腸道內(nèi)的氨基酸到達組織細胞要通過幾層膜？）

4．氨基酸在組織細胞內(nèi)的變化：

（1）參與代謝的氨基酸的來源途徑：從腸道吸收（即來自于食物）、自身蛋白質(zhì)的分解、通過氨基轉(zhuǎn)換作用（也叫轉(zhuǎn)氨基作用）產(chǎn)生的非必需氨基酸。

（2）氨基酸的去向：

①合成各種組織蛋白以及酶和蛋白質(zhì)類激素。

②通過轉(zhuǎn)氨基作用產(chǎn)生新的氨基酸（非必需氨基酸）。催化轉(zhuǎn)氨基作用的酶是轉(zhuǎn)氨酶，主要存在于肝臟中，所以，可通過檢驗血液中轉(zhuǎn)氨酶的含量來判斷肝臟的功能。

③通過脫氨基作用分解為含氮部分即氨基和不含氮部分，其中氨基可以轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩赝ㄟ^腎臟而排出體外；不含氮部分可以參與呼吸作用，氧化分解為二氧化碳和水，同時釋放能量，也可以合成為糖類和脂肪。

5．代謝終產(chǎn)物的排出：蛋白質(zhì)的代謝終產(chǎn)物有CO2、H2O和尿素。其主要排出途徑是：CO2主要通過呼吸系統(tǒng)排出；H2O的主要是通過尿液排出，通過皮膚和呼吸系統(tǒng)也可以排出部分水；尿素的排出途徑是尿液和汗液。

（五）與人體健康

1．生理性疾�。�

（1）營養(yǎng)不良：各種蛋白質(zhì)中所含氨基酸的種類有差別，動物性食物中的蛋白質(zhì)中所含氨基酸種類較齊全；有些植物性食物中的蛋白質(zhì)缺少人體的某些必需氨基酸。如果人的食物種類過于單一，體內(nèi)就會由于缺乏某些必需氨基酸而導至蛋白質(zhì)合成受阻，而出現(xiàn)營養(yǎng)不良。

（2）組織水腫：參見“水??生命之源”專題相應(yīng)部分內(nèi)容。

2．與遺傳相關(guān)的疾病：

（1）突變引起的疾�。�

●鐮刀型細胞貧血癥：若控制合成血紅蛋白分子的DNA的堿基序列發(fā)生改變，CTT//GAA變成了CAT//GTA，也就是說，DNA上的一個堿基對發(fā)生了改變（T//A→A//T），最終會導致鐮刀型細胞貧血癥的發(fā)生。

（2）酶的合成異常導致的疾�。�

●白化�。赫�常人的皮膚、毛發(fā)等處的細胞中有一種酶，叫酪氨酸酶，它能夠?qū)⒚赴彼徂D(zhuǎn)變?yōu)楹谏�素。如果一個人由于基因不正常而缺少酪氨酸酶，那么這個人就不能合成黑色素，而表現(xiàn)出白化病的癥狀。

●苯丙酮尿癥：患者由于缺少正�；�因而導致體細胞中缺少一種酶，這樣，體內(nèi)的苯丙氨酸就不能沿正常的代謝途徑轉(zhuǎn)變成酪氨酸，只能按另一條途徑轉(zhuǎn)變成苯丙酮酸。

（六）蛋白質(zhì)的生物合成

1．合成部位

蛋白質(zhì)的合成場所是核糖體。細胞內(nèi)的核糖體有兩種存在形式，一種是游離于細胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體，一種是附著于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體，兩類核糖體合成的蛋白質(zhì)的種類是不同的，其中分泌蛋白（指在細胞內(nèi)合成后，分泌到細胞外起作用的蛋白質(zhì)，如抗體、胰島素、某些激素等）是在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體上合成的，與其合成及分泌相關(guān)的細胞器有核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體（注意掌握各細胞器所起的作用）；其合成及分泌的途徑是：核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細胞膜→胞外。通過該過程能夠證明的結(jié)論有：膜的流動性、外排作用、細胞的整體性等。

2．過程：

蛋白質(zhì)的合成是在基因（原核和真核細胞基因的結(jié)構(gòu)）的控制下完成的，其合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯過程（定義、場所、原料、條件、過程、結(jié)果）。

（七）應(yīng)用－蛋白質(zhì)工程：參見高三選修教材57頁“課外讀”。

（八）相關(guān)計算：

1．設(shè)某蛋白質(zhì)分子由n個氨基酸、m條肽鏈組成，每個氨基酸的平均分子量為a，則：

（1）肽腱數(shù)＝失去的水分子數(shù)＝n－m

（2）該蛋白質(zhì)分子至少含有m個－NH2，m個－COOH

（3）蛋白質(zhì)的分子量＝n·a－(n－m)·18

（4）N原子數(shù)＝氨基酸數(shù)（R基上無N原子時）

2．多肽種類的計算：

有n（n≤20）種、m個氨基酸任意排列構(gòu)成多肽：

（1）若允許重復(fù)的話，可形成的多肽種類有nm種。

（2）若不允許重復(fù)的話，可形成的多肽種類n×(n-1)×(n-2)…×(n-m+2)×(n-m+1)= A種。（這里m≤n）

3．在基因控制蛋白質(zhì)合成過程中，原核細胞基因編碼區(qū)中的脫氧核苷酸（或堿基）、核糖核苷酸（或堿基）、氨基酸的數(shù)量比例關(guān)系為6(n+1):3(n+1):n；真核細胞基因編碼區(qū)中外顯子中的脫氧核苷酸（或堿基）、核糖核苷酸（或堿基）、氨基酸的數(shù)量比例關(guān)系為6(n+1):3(n+1):n。若n的數(shù)值很大的話，可把三者的比值近似看成6:3:1。

（九）其它：

1．病毒蛋白：是組成病毒衣殼的成分。

2．單細胞蛋白：指通過發(fā)酵獲得的大量微生物菌體�？捎米黠暳�、食品添加劑、蛋白食品等。

三、各知識點間的聯(lián)系：