2027届高考生物人教版一轮复习课件04细胞中的蛋白质

该高中生物学高考复习课件聚焦“细胞中的蛋白质”核心考点，覆盖蛋白质的功能、结构层次、性质、合成加工及相关计算等高考必备内容。对接高考评价体系，分析分泌蛋白合成、结构多样性等高频考点权重，归纳蛋白质计算、实验分析等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“真题情境+核心素养+技巧突破”，如结合2024浙江卷信号肽假说题，用科学思维解析分泌蛋白合成机制，通过蛋白质计算专题（肽键数、原子数公式）培养生命观念。设“易错警示”（变性与盐析的区别），帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准复习，助力学生高效冲刺高考。

第4讲 细胞中的蛋白质 情境导入 知识导图 知识点1 细胞中的蛋白质 1.蛋白质的功能 结构 运输 催化 调节 免疫 抗原 抗体可变区 抗原 抗体 绝大多数的酶 血红蛋白 转运蛋白 肌肉 头发 羽毛 蛛丝 某些激素 细胞因子 抗体 知识点1 细胞中的蛋白质 1.蛋白质的功能 有些蛋白质同时具有多个功能 如钠钾泵：同时具有运输和催化的功能 如突出后膜上的受体：信息交流、物质运输 蛋白质在行使功能时通常会与某些物质结合。 激素、神经递质、细胞因子 —— 受体 跨膜转运的物质 —— 载体蛋白 氧气 —— 血红蛋白 底物 —— 酶 抗原 —— 抗体 知识点1 细胞中的蛋白质 1、荧光蛋白（标记） 2、Bt毒蛋白（基因工程） 3、抗冻蛋白（基因工程） 4、抗原抗体杂交（阳性反应） 5、干扰素（抵抗病毒） 6、细胞因子（免疫） 7、镰刀型细胞贫血症（血红蛋白质） 8、细胞癌变（糖蛋白、甲胎蛋白和癌胚抗原） 9、囊性纤维病（CFTR载体蛋白） 蛋 白 质 的 功 能 1.教材中涉及的蛋白质 知识点1 细胞中的蛋白质 蛋白质的去路 知识点1 细胞中的蛋白质 3.蛋白质的基本单位——氨基酸 C、H、O、N 同一 氨基 羧基 C2H4O2N-R (13种) 密码子表UGA是终止密码，但在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸。 仅在含硒的蛋白质存在第21种氨基酸(硒代半胱氨酸)。 (1)结构 婴儿多1种：组氨酸 知识点1 细胞中的蛋白质 微拓展：氨基酸其他功能 氨基酸 的功能 ①.某些氨基酸可作为神经递质。 (谷氨酸、甘氨酸) ②.氨基酸→糖类(非糖物质转化) 脱氨基 ③.氨基酸氧化分解供能。 (作为能源物质) ⑤.色氨酸→吲哚乙酸(IAA) ④.酪氨酸→黑色素 酪氨酸酶基因异常→白化病(遗传病) 酪氨酸酶活性下降→白发(细胞衰老) 利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产鸡精或味精 过敏原再次刺激机体时， 肥大细胞释放组胺，引起过敏反应 ⑥.组氨酸→组胺 ⑦.谷氨酸→谷氨酸钠(味精) 知识点1 细胞中的蛋白质 微拓展：氨基酸的运输 运输 跨膜运输 细胞内运输 载体运输 作为神经递质的运输 tRNA运输 协助扩散或主动运输 胞吐 3′结合氨基酸的部位 知识点1 细胞中的蛋白质 2.蛋白质的基本单位——氨基酸 (2)脱水缩合 C R1 C H H2N OH O C H C N OH O R2 H H 二肽 H2O + 脱水缩合 肽键 C O C R1 H H2N C H C OH O R2 N H 场所： 。 核糖体 通常核糖体合成的多肽没有活性，需要盘曲、折叠（在内质网、高尔基体上完成）形成一定空间的蛋白质，才能发挥作用。 知识点1 细胞中的蛋白质 微拓展：与蛋白质相关的计算 肽键数= 1、肽键数与氨基酸数目的关系： 氨基酸数－1 =脱去的水分子数 （链式结构） 肽键数= 氨基酸数－2 =脱去水分子数 公式1：肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数-肽链数 （链式结构） （环状多肽）肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数 知识点1 细胞中的蛋白质 微拓展：与蛋白质相关的计算 2、蛋白质中游离氨基和羧基的数目： C H C R1 H2N O N H C H C R2 O N H C H C R3 O N H C H C R4 O N H C H C R5 O N H C H COOH R6 蛋白质中氨（羧）基数= 1+ R基上氨（羧）基数 至少含有的氨（羧）基数=1 1条肽链： 公式2：游离氨（羧）基数目=肽链数+R基中氨（羧）基数 知识点1 细胞中的蛋白质 微拓展：与蛋白质相关的计算 3、蛋白质相对分子质量的计算： H2O C H H2N C R1 O OH COOH H C R2 N H H 公式3：蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量 - 脱去的水分子数×18 公式3变：蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量 - 脱去的水分子数×18 S S SH + HS + 2H -二硫键数×2 知识点1 细胞中的蛋白质 微拓展：与蛋白质相关的计算 4、蛋白质中N、O、C、H原子数计算： 公式4：N原子数= 肽键数＋肽链数＋R基上N原子数 公式5：O原子数= 肽键数＋2×肽链数＋R基上O原子数 =各氨基酸O原子总数－脱去水分子数 公式6：C原子数= 氨基酸数×2+R基上C原子数 公式7：H原子数= 各氨基酸H原子总数－2×肽键数(－2×二硫键数) C H C R1 H2N O N H C H C R2 O N H C H C R3 O N H C H C R4 O N H C H C R5 O N H C H C R6 O N H C H COOH R7 知识点1 细胞中的蛋白质 微拓展：与蛋白质相关的计算 5、中心法则里的蛋白质计算： 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ H2N COOH DNA RNA 多肽链 6n(3n对)个碱基 3n个碱基 n个氨基酸 最多 最多 最少 最少 知识点1 细胞中的蛋白质 3.蛋白质的结构层次 氨基酸 多肽链 蛋白质 脱水缩合 盘曲折叠 肽键相连 氢键相连 可能有二硫键 肽链中或肽链间氨基酸的R基之间 氢键 R基中—SH 二硫键 + R基中HS— —NH2 HOOC— + 肽键 ③ 千变万化 知识点1 细胞中的蛋白质 4.蛋白质的结构多样性 ②肽链的盘曲、折叠形成的 不同 ② 成百上千 ① 不同 种类 数目 排列顺序 空间结构 ①氨基酸 直接原因： 根本原因： DNA具有多样性 蛋白质结构多样 蛋白质功能多样 相适应 正常血 红蛋白 异常血 红蛋白 人类许多疾病与人体细胞内肽链的折叠错误有关，如囊性纤维病、阿尔茨海默症、帕金森病 知识点1 细胞中的蛋白质 5.蛋白质的性质 蛋白质溶液 高温、紫外线、剧烈振荡 强酸碱、重金属盐等 空间结构改变 空间结构不变 形成沉淀而析出 加入食盐(NaCl) 丧失生物学活性 水溶性下降 更易水解 变性 盐析 肽键都没断裂 都能与双缩脲试剂产生紫色 熟肉易消化、杀菌消毒 应用 知识点1 细胞中的蛋白质 5.蛋白质的性质 ①变性后变化 a.空间结构改变(氨基酸排列顺序不变) b.生物学功能丧失（如：高温消毒、灭菌） c.水溶性下降(易沉淀) d.更易被水解 ②盐析不破坏空间结构，是降低了蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，是物理变化，可复原。 ③肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶水解。 ④蛋白质和双缩脲试剂反应呈紫色。是蛋白质中的肽键与双缩脲试剂的反应，不是蛋白质的空间的反应；并且需要肽键的数量最少为2个 水解：在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程是相反的。 知识点1 细胞中的蛋白质 6.蛋白质的加工 题型1 细胞中的蛋白质 1.2021年3月，一篇熟鸡蛋返生孵小鸡的论文引发网络关注。央视评论：“侮辱性很强，伤害性极大”。 (1)熟鸡蛋无法返生的原因是_________________________________________ ________________________。 (2)在鸡蛋清中加入食盐析出白色絮状物，兑水后絮状物消失，这一现象说明____________________________________；相对于生鸡蛋，煮熟的鸡蛋更容易消化，这是因为___________________________________________________ _________________________________。　 高温破坏蛋白质的空间结构，使蛋白质变性，且该过程是不可逆的 盐析过程中蛋白质的结构没有发生变化 煮熟鸡蛋过程中，高温使蛋白质变性，蛋白质空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解 题型1 细胞中的蛋白质 2.下图为由50个氨基酸形成的多肽示意图，其中含有4个丙氨酸(R基为—CH3)。现脱掉其中的丙氨酸，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)，请回答下列问题： (1)水解得到的几种有机物比原五十肽增加了________个氧原子。 (2)新生成的4条多肽链至少含有________个游离的羧基，若将这4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去________分子H2O。 (3)若将得到的5个氨基酸缩合成五肽，则有________种不同的氨基酸序列。 8 4 3 5 分泌蛋白质的合成 场所： 核糖体 条件： 转运工具： 原料： 能量： 模板： 酶： mRNA 21种氨基酸 tRNA ATP 肽酰转移酶 氨基酸 多肽链 脱水缩合 蛋白质 盘曲折叠 内质网、高尔基体 肽链中或肽链之间氨基酸之间形成氢键、二硫键 多肽链形成特定的空间结构 微专题 分泌蛋白质 因此，在核糖体上，氨基酸脱水缩合形成多肽链，这也就是基因表达的翻译过程，需要满足什么条件呢？ 两种酶：氨酰-tRNA合成酶(作用：催化氨基酸与对应tRNA的结合，形成氨酰-tRNA。这一过程称为氨基酸活化) 肽酰转移酶(作用：在核糖体上催化肽键形成，将氨酰-tRNA上的氨基酸添加到正在合成的多肽链末端，实现肽链的延伸。) 此时多肽链还需要通过氨基酸之间形成氢键和二硫键来盘曲折叠，使蛋白质形成特定空间结构。在分泌蛋白合成与运输过程中，该过程发生在细胞哪里呢？ 24 信号肽假说认为，在分泌蛋白的合成过程中，游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列是一种内质网定向信号序列(又称信号肽)，它能被位于细胞质基质中的信号肽识别颗粒(SRP)识别，后者引导核糖体附着于内质网上，继续蛋白质的合成。 实验组 分泌蛋白的mRNA SRP DP 内质网 结果 1 + - - - 产生含信号肽的完整多肽 2 + + - - 合成70~100氨基酸残基后，肽链停止延伸 3 + + + - 产生含信号肽的完整多肽 4 + + + + 信号肽切除，多肽链进入内质网中 * “+”和“-”分别代表反应混合物中存在（+）或不存在（-）该物质 《细胞生物学·第五版》 【材料分析】在非细胞系统中蛋白质的翻译过程与SRP、DP(SRP受体)和内质网的关系 微专题 分泌蛋白质 实验组1：无SRP，产生完整多肽→说明SRP不是翻译必需，是转运必需。 实验组2：有SRP无DP，肽链延长停止→说明SRP结合信号肽后暂停翻译。 实验组3：有SRP、DP，无微粒体，合成有信号肽的完整多肽，说明信号肽的切割需要内质网。 实验组4：有SRP、DP、微粒体，信号肽切除，肽链进入微粒体→说明DP（SRP受体）介导肽链转运。 25 实验组 分泌蛋白的mRNA SRP DP 内质网 结果 1 + - - - 产生含信号肽的完整多肽 2 + + - - 合成70~100氨基酸残基后，肽链停止延伸 3 + + + - 产生含信号肽的完整多肽 4 + + + + 信号肽切除，多肽链进入内质网中 SRP有什么功能？当SRP与信号肽结合后，多肽链的合成发生了什么变化？ DP有什么功能？SRP与DP结合后，多肽链的合成又发生了什么变化? 信号肽在哪里被切除？ SRP识别并结合信号肽； 肽链开始延伸； 多肽链延伸终止； DP与SRP识别并结合，从而将核糖体固定在内质网上。 进入内质网后被酶切除。 微专题 分泌蛋白质 尝试讲述分泌蛋白进入内质网的过程。 26 信号肽假说 游离的核糖体 ，当多肽链 ，肽链 与 结合，SRP与内质网上的 结合，将 引导至内质网。随后 脱离， 引导新生肽链进入 中。 在进入 后会被切除，肽链继续合成直至结束，最后 从内质网脱落。 微专题 分泌蛋白质 合成一段肽链 延伸至约70个氨基酸 N末端（或信号肽） SRP SRP受体（停泊蛋白） 核糖体 SRP 信号肽 内质网腔 信号肽 内质网腔 核糖体 尝试讲述分泌蛋白进入内质网的过程。 游离的核糖体合成一段肽链，当多肽链延伸至约70个氨基酸，肽链N末端（或信号肽）与信号识别颗粒（SRP） 结合，SRP与内质网上的SRP受体（停泊蛋白） 结合，将核糖体引导至内质网。随后SRP脱离，信号肽引导新生肽链进入内质网腔中。信号肽在进入内质网腔后会被切除，肽链继续合成直至结束，最后核糖体从内质网脱落。 27 (2024·浙江卷)浆细胞合成抗体分子时，先合成的一段肽链(信号肽)与细胞质中的信号识别颗粒(SRP)结合，肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后，核糖体附着到内质网膜上，将已合成的多肽链经由SRP受体内的通道送入内质网腔，继续翻译直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是( ) A.SRP与信号肽的识别与结合具有特异性 B.SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链 C.核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链 D.生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌 A 微专题 分泌蛋白质 28 分泌蛋白质的合成 多肽链进入内质网腔后需要进一步加工和修饰，如进行多肽链的折叠、糖基化。 蛋白质“纠错”机制 蛋白质 “纠错”的场所在哪里? “纠错”的是细胞中的什么分子? “纠错”过程中信号分子如何活化？又是如何发挥作用? “纠错”过程的实质是什么? 微专题 分泌蛋白质 多肽链进入内质网腔后需要进一步加工和修饰。如果多肽链出现错误折叠的现象，细胞就会启动蛋白质纠错机制。接下来，我们结合蛋白质纠错过程示意图，来分析以下问题： 内质网 伴侣蛋白 错误折叠蛋白质与内质网膜上的受体结合，使其活化，活化后的信号分子进入细胞核中，促进伴侣蛋白基因表达，伴侣蛋白可以帮助错误折叠蛋白质正确折叠。 蛋白质纠错的实质是蛋白质的重新折叠。 若内质网腔中的蛋白质在伴侣蛋白的帮助下，仍然“不知悔改”，细胞又该如何处理呢? 29 分泌蛋白质的合成 蛋白质降解 若内质网腔中的蛋白质在伴侣蛋白的帮助下，仍然“不知悔改”，细胞又该如何处理呢? 结合图片，描述蛋白质的泛素化降解过程。 微专题 分泌蛋白质 泛素是一个由76个氨基酸组成的高度保守小分子蛋白（约8.5 kDa），广泛存在于真核细胞中。 该系统的核心功能是通过高度特异性的泛素化标记，识别并降解错误折叠、受损或不再需要的蛋白质， 30 (2025·陕晋宁青，14)高温胁迫导致植物细胞中错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累，使细胞合成更多地参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白，以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工，此过程称为“未折叠蛋白质应答反应(UPR)”。下列叙述正确的是( ) A.错误折叠或未折叠蛋白质被转运至高尔基体降解 B.合成新的分子伴侣蛋白所需能量全部由线粒体提供 C.UPR过程需要细胞核、核糖体和内质网的协作 D.阻碍UPR可增强植物对高温胁迫的耐受性 C 微专题 分泌蛋白质 31 分泌蛋白质的合成 蛋白质“回收”机制 这种回收机制对细胞有何意义？ 微专题 分泌蛋白质 正确折叠的蛋白质还需要通过囊泡转运到高尔基体，做进一步的修饰加工。分泌蛋白合成后再以囊泡的形式转运至细胞膜，以胞吐的方式释放到细胞外。 有部分在内质网中发挥作用的蛋白质可能会错误转运到高尔基体，这类蛋白质我们需要重新回收到内质网中。 有一类内质网蛋白携带RS序列，若逃逸到高尔基体，会被高尔基体膜上的RS受体识别。高尔基体顺面囊泡pH较低，利于受体与RS结合；内质网pH较高，结合后释放，完成回收。 这种回收机制对细胞有何意义？（维持内质网稳态，避免资源浪费，保证细胞功能正常）。 分析2021山东卷真题，理解RS受体（类似KDEL受体）的pH依赖性结合，强化“pH梯度调控蛋白回收”的机制。 32 (2021年山东卷)高尔基体膜上的RS受体特异识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质，以出芽的形式形成囊泡，通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白质运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是(　　) A.消化酶和抗体不属于该类蛋白 B.该类蛋白运回内质网的过程消耗ATP C.高尔基体内RS受体附近pH比内质网pH高 D.RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加 C 微专题 分泌蛋白质 33 (2023·福建卷)LRRK2是一种内质网膜上的蛋白质。LRRK2基因在人成纤维细胞中被敲除后，导致细胞内蛋白P在内质网腔大量积聚，而培养液中的蛋白P含量显著降低。下列相关叙述错误的是( ) A.蛋白P以边合成边转运的方式由核糖体进入内质网腔 B.线粒体通过有氧呼吸参与了蛋白P在细胞内的合成 C.LRRK2蛋白的主要功能是维持蛋白P在细胞质内的正常合成 D.积累在内质网腔的蛋白P与培养液中的蛋白P结构不同 C 微专题 分泌蛋白质 34 溶酶体的产生 溶酶体酶前体在粗面内质网糖基化 高尔基体cis膜囊磷酸化形成M6P 高尔基体TGN膜上M6P受体识别结合 出芽形成前溶酶体 酸性环境下受体与M6P分离，受体返回高尔基体 M6P受体还有少量存在质膜上，其意义是 。 回收错误分泌到细胞外的M6P 微专题 分泌蛋白质 除了分泌蛋白之外，溶酶体酶以及细胞膜蛋白的合成也需要经过内质网、高尔基体的加工。 M6P分选途径：溶酶体酶前体在粗面内质网糖基化→高尔基体cis膜囊磷酸化形成M6P标记→高尔基体TGN膜上M6P受体识别结合→出芽形成前溶酶体→酸性环境下受体与M6P分离，受体返回高尔基体。 容错机制延伸：质膜上少量M6P受体可回收错误分泌到细胞外的M6P，进一步体现细胞的“纠错”能力。 介绍：在内质网的核糖体上合成溶酶体酶前体，经内质网加工后进入高尔基体cis膜囊，在其中磷酸化后形成6-磷酸甘露糖(M6P)，转移至高尔基体TGN膜，该膜上存在M6P的受体；正常情况下，TGN膜上M6P的受体与M6P结合后包裹进入膜内，通过运输小泡，再经一系列过程形成前溶酶体，最终形成溶酶体;在前溶酶体的酸性环境中，M6P受体与M6P分离并返回高尔基体。 35 （2020年·山东卷）经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。这些蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成囊泡，逐渐转化为溶酶体，这些有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶;不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列错误的是( ) A．M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性 B．附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成 C．S酶功能丧失的细胞中，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累 D．M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内 D 微专题 分泌蛋白质 36 细胞内合成的其他蛋白是否都需要经过内质网和高尔基体的加工呢? 蛋白质分选的主要途径 ①共翻译转运途径 ②翻译后转运途径 微专题 分泌蛋白质 37 蛋白质分选是依靠蛋白质自身信号序列，从蛋白质合成部位转运到发挥功能部位的过程，可分为两条途径：一是在游离核糖体上完成肽链合成后转运至叶绿体及细胞核，或成为细胞质基质和细胞骨架的成分，称为翻译后转运；二是在游离核糖体上起始之后由信号肽引导边合成边转入内质网中，再经一系列加工运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外，称为共翻译转运。下列不正确的是（      ） A．胰岛素、抗体的合成与分泌属于共翻译转运途径 B．用3H标记亮氨酸的羧基可确定某种蛋白质的分选途径 C．核糖体与内质网膜的结合依赖于生物膜信息交流的功能 D．细胞中转运方向不同的蛋白质，其自身信号序列中的氨基酸序列不同 B 微专题 分泌蛋白质 38 微专题 分泌蛋白质 39 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $