備課素材：G蛋白偶聯(lián)型受體的結(jié)構(gòu)、功能和傳導(dǎo)-高一上學(xué)期生物人教版必修1

1、G蛋白偶聯(lián)型受體的結(jié)構(gòu)、功能和傳導(dǎo)學(xué)了高中生物學(xué)必修一“細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型”同學(xué)們認(rèn)為，質(zhì)膜蛋白有識(shí)別功能，糖蛋白在外側(cè)，只能識(shí)別外界的信號(hào)分子。但是，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一些膜蛋白是跨膜蛋白，橫跨整個(gè)細(xì)胞膜兩層磷脂，這樣的蛋白質(zhì)在外頭有一個(gè)可以識(shí)別化學(xué)信號(hào)的區(qū)域，里面也有一個(gè)可以識(shí)別化學(xué)信號(hào)的區(qū)域。在高中生物教材中，可以用鈉鉀泵來(lái)理解，即質(zhì)膜外側(cè)和鉀離子結(jié)合，質(zhì)膜內(nèi)側(cè)與鈉離子結(jié)合，完成離子的轉(zhuǎn)運(yùn)，使鈉離子保持膜外濃度高，鉀離子膜內(nèi)濃度高。但問(wèn)題是鈉鉀離子算不算信息分子？1.流動(dòng)鑲嵌模型介紹1972年，辛格和尼克爾森根據(jù)實(shí)驗(yàn)的證據(jù)提出生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型，該理論主要包括：（1）磷脂雙分子層構(gòu)成生物膜

2、的基本支架，這個(gè)支架是可以流動(dòng)的。（2）蛋白質(zhì)分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個(gè)磷脂雙分子層，體現(xiàn)了膜內(nèi)外結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱(chēng)性。大多數(shù)蛋白質(zhì)也是可以流動(dòng)的。（3）在細(xì)胞膜的外表，少數(shù)糖類(lèi)與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白。除糖蛋白外，細(xì)胞膜表面還有糖類(lèi)與脂質(zhì)結(jié)合形成糖脂。2.感受體內(nèi)外化學(xué)信號(hào)分子G蛋白偶聯(lián)型受體G蛋白偶聯(lián)型受體包括多種神經(jīng)遞質(zhì)、肽類(lèi)激素和趨化因子的受體，在味覺(jué)、視覺(jué)和嗅覺(jué)中接受外源理化因素的受體亦屬G蛋白偶聯(lián)型受體。這類(lèi)受體在結(jié)構(gòu)上均為單體蛋白，氨基末端位于細(xì)胞外表面，羧基末端在胞膜內(nèi)側(cè)。完整的肽鏈要反復(fù)跨膜七次，因此亦有人將此類(lèi)受體稱(chēng)為七次跨膜受體

3、。由于肽鏈反復(fù)跨膜，在膜外側(cè)和膜內(nèi)側(cè)形成了幾個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)，它們分別負(fù)責(zé)與配體(化學(xué)、物理信號(hào))的結(jié)合和細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳遞。其胞漿部分可以與一種GTP結(jié)合蛋白(簡(jiǎn)稱(chēng)G蛋白)相互作用，這種G蛋白是該信號(hào)傳遞途徑中的第一個(gè)信號(hào)傳遞分子，這也是這類(lèi)受體被稱(chēng)為G蛋白偶聯(lián)型受體的原因。3.G蛋白偶聯(lián)受體的信號(hào)傳遞過(guò)程G蛋白偶聯(lián)受體的信號(hào)傳遞過(guò)程示意圖（1）第一信使（某種信號(hào)分子）與細(xì)胞膜上的G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合，導(dǎo)致受體構(gòu)象發(fā)生變化，激活G蛋白。（2）G蛋白與GTP的親和力增加，與GDP的親和力減弱。G蛋白與GTP結(jié)合后，解離出GDP。（3）G蛋白的亞基與亞基解離，然后亞基激活G蛋白效應(yīng)器。（4）G蛋白效應(yīng)器能

4、夠?qū)TP轉(zhuǎn)換為cAMP，即產(chǎn)生第二信使（是細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)分子），完成跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。第二信使在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用，它們能夠激活級(jí)聯(lián)系統(tǒng)中酶的活性，以及非酶蛋白的活性。第二信使在細(xì)胞內(nèi)的濃度受第一信使的調(diào)節(jié)，它可以瞬間升高、且能快速降低，并由此調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)代謝系統(tǒng)的酶活性，控制細(xì)胞的生命活動(dòng)，包括:葡萄糖的攝取和利用、脂肪的儲(chǔ)存和移動(dòng)以及細(xì)胞產(chǎn)物的分泌。第二信使也控制著細(xì)胞的增殖、分化和生存,并參與基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)。例1、質(zhì)膜的流動(dòng)鑲嵌模型如圖所示。下列敘述正確的是( )A.磷脂和糖脂分子形成的脂雙層是完全對(duì)稱(chēng)的B.膽固醇鑲嵌或貫穿在膜中利于增強(qiáng)膜的流動(dòng)性C.物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞方式中的被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程與膜

5、蛋白無(wú)關(guān)D.有些膜蛋白能識(shí)別并接受來(lái)自細(xì)胞內(nèi)外的化學(xué)信號(hào)解析：本題結(jié)合圖解，考查細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型。由于糖只分布在細(xì)胞膜的外表面，因此磷脂和糖脂分子形成的脂雙層是不完全對(duì)稱(chēng)的，A錯(cuò)誤；膽固醇鑲嵌或貫穿在膜中利于增強(qiáng)膜的剛性，B錯(cuò)誤；物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞方式中的被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)包括自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散（易化擴(kuò)散），其中協(xié)助擴(kuò)散過(guò)程與需要載體蛋白的協(xié)助，與膜蛋白有關(guān)，C錯(cuò)誤；有些膜蛋白能識(shí)別并接受來(lái)自細(xì)胞內(nèi)外的化學(xué)信號(hào)，如受體蛋白，D正確。故答案為D。例2、下列關(guān)于質(zhì)膜的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.有些膜蛋白能識(shí)別來(lái)自細(xì)胞內(nèi)外的化學(xué)信號(hào)B.膜蛋白在膜中的分布與其有水溶性和脂溶性部分有關(guān)C.質(zhì)膜是由兩層單位膜組成D.脂雙層兩層中的磷脂分子含量不同解析：有些膜蛋白為糖蛋白，具有識(shí)別的作用，能識(shí)別來(lái)自細(xì)胞內(nèi)外的化學(xué)信號(hào)，A正確；膜蛋白在膜中的分布與其有水溶性和脂溶性部分有關(guān)，水溶性部分分布在膜的兩側(cè)，脂溶性部