高中生物競賽課件 -組成細胞的分子基礎課時10

請指出在正丁醇：醋酸：水的系統(tǒng)中進行紙層析（生化教材13頁）時，下列混合物中氨基酸的遷移率：（1）Ile，Lys（2）Ala，Val，Leu（3）Pro，Val（4）Tyr，Ala，His支持劑固定相流動相濾紙支持劑吸附的水展層劑紙層析實際上是以濾紙纖維的結(jié)合水為固定相，以有機溶劑為流動相進行物質(zhì)的分離和提取Ile,

I

異亮氨酸Lys,

K

賴氨酸極性，堿性，帶正電荷非極性氨基酸IleLysAla,A

丙氨酸Val,

V

纈氨酸Leu,

L

亮氨酸請對氨基酸的烴鏈長度進行排序，并判斷他們的遷移率均為非極性氨基酸LeuValAlaVal,

V

纈氨酸Pro,

P

脯氨酸均為非極性氨基酸大多數(shù)氨基酸都溶于水！Pro＞Lys＞Arg，Tyr的溶解度最小ValProAla,A

丙氨酸TyrosineTyr,

Y

酪氨酸His, H 組氨酸非極性氨基酸非極性氨基酸極性，堿性，帶正電荷大多數(shù)氨基酸都溶于水！Pro＞Lys＞Arg，Tyr的溶解度最小TyrValHis非蛋白質(zhì)氨基酸/非標準氨基酸1.蛋白質(zhì)氨基酸在翻譯后經(jīng)化學修飾的后加工產(chǎn)物非蛋白質(zhì)氨基酸/非標準氨基酸2.在體內(nèi)以游離的形式存在-氨基丁酸：谷氨酸脫羧產(chǎn)生的，神經(jīng)遞質(zhì)（詳見選必1第2章第3節(jié)）氨基酸代謝中的中間體H2N-CH2-CH2-CH2-COOH

H2N-CH2-CH2-COOH-丙氨酸：維生素泛酸的組分（見生化教材213頁）蛋白質(zhì)合成的過程必修一教材P56基因（有遺傳效應的DNA片段）所攜帶的遺傳信息怎么從細胞核傳遞到細胞質(zhì),指導核糖體上蛋白質(zhì)的合成？蛋白質(zhì)合成的過程1.DNAmRNARNA充當了DNA的信使，攜帶遺傳信息通過核孔進入細胞質(zhì)，用于指導蛋白質(zhì)的合成。RNA一般為單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(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？模板鏈是DNA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)系細胞分化：不是所有基因都會轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄是有選擇的。細胞分化時基因選擇性表達源于基因的選擇性轉(zhuǎn)錄。RNA是在細胞核中，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，通過核孔進入細胞質(zhì)中。游離在細胞質(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，美籍理論物理學家伽莫夫（G·Gamow）數(shù)學推理(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菌，使死菌死亡野生型噬菌體噬菌體不能侵染細菌，不能使細菌死亡插入或刪掉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。細胞質(zhì)中的氨基酸怎樣運輸?shù)降鞍踪|(zhì)生產(chǎn)線？5′3′mRNA通過核孔進入細胞質(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；因為它們的模板是同一條mRNA。非蛋白質(zhì)氨基酸/非標準氨基酸1.蛋白質(zhì)氨基酸在翻譯后經(jīng)化學修飾的后加工產(chǎn)物非蛋白質(zhì)氨基酸/非標準氨基酸2.在體內(nèi)以游離的形式存在-氨基丁酸：谷氨酸脫羧產(chǎn)生的，神經(jīng)遞質(zhì)（詳見選必1第2章第3節(jié)）氨基酸代謝中的中間體H2N-CH2-CH2-CH2-COOH

H2N-CH2-CH2-COOH-丙氨酸：維生素泛酸的組分（見生化教材213頁）

第一章

組成細胞的分子基礎

鄭州七中

生物競賽教練團隊周二、周四18：30—19：30

周六16：50—19：00氨基酸的物理性質(zhì)1.大多數(shù)氨基酸都溶于水！Pro＞Lys＞Arg，Tyr的溶解度最小2.都為白色晶體，不同氨基酸結(jié)晶形狀不同3.熔點很高，一般在200℃以上4.具有旋光性某些L型氨基酸使偏振光的振動方向順時針旋轉(zhuǎn)（正值），而有一些L型氨基酸使偏振光的振動方向逆時針旋轉(zhuǎn)（負值）氨基酸的物理性質(zhì)當平面偏振光通過旋光物質(zhì)的溶液，如乙酸，光的偏振會向右旋一定的角度，該物質(zhì)成為右旋光性物質(zhì)（以“+”表示），向左旋的則被稱為左旋光物質(zhì)（以“—”表示）氨基酸的物理性質(zhì)1.大多數(shù)氨基酸都溶于水！Pro＞Lys＞Arg，Tyr的溶解度最小2.都為白色晶體，不同氨基酸結(jié)晶形狀不同3.熔點很高，一般在200℃以上4.具有旋光性5.蛋白質(zhì)紫外吸收最大波長，平均約為280nm氨基酸的物理性質(zhì)純度好的DNA：A260/A280=1.8純度好的RNA：A260/A280=2.0如果比值低于1.8或2.0，表示存在蛋白質(zhì)或酚類物質(zhì)的影響組成蛋白質(zhì)的氨基酸中，Trp、Tyr和Phe對在近紫外區(qū)（220-300nm）有光吸收

λmax：

Tyr（酪氨酸）:275nmPhe（苯丙氨酸）:258nmTrp（色氨酸）:279nm氨基酸的物理性質(zhì)6.R基團的疏水性在水溶液中，疏水氨基酸一般位于蛋白質(zhì)內(nèi)部，親水氨基酸位于蛋白質(zhì)表面，這是驅(qū)動蛋白質(zhì)折疊的動力之一。帶相反電荷的極性氨基酸有可能成對地存在于一種球狀蛋白質(zhì)地內(nèi)部氨基酸的酸堿性質(zhì)與等電點CRCOOHHH2NCRCOO-HH3N+中性分子兩/兼性離子氨基酸在晶體和水中主要以兼性離子存在氨基酸是一類兩性電解質(zhì)，它既起酸（—COOH，質(zhì)子供體）的作用，又起堿（—NH2，質(zhì)子受體）的作用氨基酸的酸堿性質(zhì)與等電點調(diào)節(jié)溶液pH，使氨基酸處于兼性離子狀態(tài)此時氨基酸所帶正負電荷數(shù)相等，即凈電荷為0，在電場中不移動這時溶液的pH即為氨基酸的等電點實驗證明在等電點時，氨基酸主要以兩性離子形式存在，但也有少量的而且數(shù)量相等的正、負離子形式，還有極少量的中性分子。氨基酸的酸堿性質(zhì)與等電點完全質(zhì)子化極酸+OH-溶液中正離子和兩性離子濃度相等時的pH為pK1pH=PIpH＜PI+OH-溶液中負離子和兩性離子濃度相等時的pH為pK2pH大于PI氨基酸的酸堿性質(zhì)與等電點對于側(cè)鏈不解離的中性氨基酸而言K1×K2=[H+]2在等電點時，[Gly-]=[Gly+],因此，[H+]2=K1×K2I代表等電點時氫離子的濃度，則I=（K1×K2）1/2等式兩邊取負對數(shù)得K1K2氨基酸的酸堿性質(zhì)與等電點對于酸性氨基酸而言（一氨基二羧基，Asp，Glu）以谷氨酸為例凈電荷+0-2-應該如何計算其等電點？α-羧基在空間位置上更加暴露，更容易與水分子接觸而發(fā)生解離氨基酸的酸堿性質(zhì)與等電點對于堿性氨基酸而言（二氨基一羧基，Arg，Lys,His）以谷氨酸為例凈電荷2++0-應該如何計算其等電點？

pI=(pK2+pKR)/2

pH<pI,氨基酸帶正電荷，樣品點向陰極移動

pH>pI,氨基酸帶負電荷，樣品點向陽極移動

pH=pI,氨基酸不帶電荷，樣品點不移動氨基酸的酸堿性質(zhì)與等電點咪唑（zuo）質(zhì)子受體：H+缺電子，最外層空缺一對電子，有孤對電子的元素與H+剛好匹配，所以孤對電子很容易與氫離子結(jié)合咪唑（zuo）質(zhì)子供體H+氨基酸的化學反應1.由α-NH2參加的反應（1）2,4-二硝基氟苯（NDFB）的反應（重要）由于DNP-氨基酸溶于乙酸乙酯或乙醚等有機溶劑，因此可以用這兩種試劑對其進行抽提，隨后進行色譜分析/層析（原理相似的兩種物質(zhì)分離和分析方法），并以標準的DNP-氨基酸作為對照，就可以鑒定出是何種氨基酸。此法是Sanger法鑒定肽或蛋白質(zhì)N末端氨基酸的依據(jù)。氨基酸的化學反應1.由α-NH2參加的反應（2）異硫氰酸苯酯（PITC）的反應弱堿性無水HF三氟乙酸此法是Edman法鑒定肽或蛋白質(zhì)N末端氨基酸的依據(jù)，可逐步推斷出一個完整多肽鏈的氨基酸序列。氨基酸的化學反應1.由α-NH2和α-COOH共同參加的反應（1）與水合茚三酮反應：水和茚三酮第2個水合茚三酮水浴加熱水浴加熱紫色復合物的兩個共振形式醛氨還原型茚三酮加氫去氧是還原加氧去氫是氧化水合茚三酮與氨基酸共熱(微酸性)，經(jīng)氧化脫氨、脫羧，氨基酸生成醛，水合茚三酮被還原，與氨和另一水合茚三酮反應，生成藍紫色化合物。此反應十分迅速，可以定性鑒定并用分光光度法在570nm定量測定各種氨基酸?；蚨酷尫诺腃O2可用測壓法測量，從而計算出參加反應的氨基酸的量。Pro（脯氨酸）和Hyp（羥脯氨酸）與茚三酮反應不釋放NH3,而直接生成黃色化合物。Pro,

P

脯氨酸非極性氨基酸羥脯氨酸100℃氨基酸的化學反應1.由α-NH2和α-COOH共同參加的反應（2）成肽反應++二肽酰胺鍵肽鍵溫故知新單糖的鑒別（顯色反應）