蛋白质的功能：

 

功能	举例
构成细胞和生物体结构的基本物质	构成动物和人体的肌肉，构成生物膜、核糖体、染色体
构成细胞和生物体的功能物质	催化作用	绝大多数酶是蛋白质
	运输作用	红细胞中的血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白
	运动功能	肌动蛋白和肌球蛋白可使肌肉产生运动
	信息传递作用、调节作用	多种激素都能调节生物体的生命活动
	免疫作用	生物体内的抗体能消灭外来抗原物质
	细胞内的能源物质	在糖类和脂肪被消耗后，机体也会分解蛋白质供能

 

知识拓展：

1、加热或用乙醇处理可使细菌因蛋白质变性而死亡，从而达到灭菌的目的。
2、吃熟鸡蛋容易消化，是因为高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，易被蛋白酶水解。

例下列叙述中能对蛋白质的功能进行高度概括的是(    )
A．细胞和生物体的重要结构物质
B．收缩、运输、免疫等生理活动的物质基础
C．生命活动的主要承担者
D．调节细胞和生物体新陈代谢的重要物质
答案C

细胞膜的功能

1．将细胞与外界环境分隔开（细胞的界膜）
(1)膜的出现——生命起源中至关重要的阶段。
(2)细胞膜使细胞成为一个相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。
2．控制物质进出细胞。行使控制物质进出功能的物质主要是细胞膜上的蛋白质。
3．进行细胞间的信息交流。实行细胞间的信息交流的物质是细胞膜上的糖蛋白。
细胞间的信息交流的方式主要有三种：
(l)-些细胞（如分泌细胞）分泌一些物质如激素，通过血液的传递，运送到作用部位的细胞（靶细胞），被靶细胞的细胞膜上的受体（成分为糖蛋白）识别，引起靶细胞的生理反应。例如胰岛素，性激素等的调节。
(2)相邻两个细胞的细胞膜接触，通过糖蛋白识别，将信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如精子和卵细胞的识别结合。
(3)高等植物细胞间的识别主要通过细胞间的胞间连丝来实现。

植物细胞壁的成分和功能

1．位置：位于植物细胞膜外面。
2．主要成分：纤维素和果胶。
3．功能
(1)支持：细胞壁具有较坚韧的支撑性，维持细胞稳定的形态。
(2)保护。
知识拓展：

1、病毒、病菌和一些有害物质也能进入细胞内，体现了细胞膜对物质进出细胞的控制作 用具有相对性。
2、细胞膜控制物质进出细胞的能力是活细胞才具有的，死细胞的细胞膜不能控制物质的出入。
3、物质能否通过细胞膜，是根据细胞生命活动的需要，并不完全取决于物质分子的大小。
例   取细胞膜上糖蛋白成分相同的两种海绵动物，将其细胞都分散成单个后混合培养，发现这两种细胞能够结合在一起；但将细胞膜上糖蛋白成分不相同的两种海绵动物的细胞分散后，混合培养，会发现这两种细胞不能结合在一起。这一实验现象说明细胞膜上的糖蛋白与什么功能有关(  )
A．细胞间的相互识别
B．细胞间的免疫作用
C．细胞的分泌作用
D．细胞间物质交流
答案A
4、细胞壁的透性：全透性。
5、不同种类的细胞，细胞壁成分不同： 水绵一纤维素和果胶， 细菌一肽聚糖， 真菌一几丁质。
6、用纤维素酶除掉细胞壁的植物细胞不再保持原来的形态，将这样的细胞放置在清水中时，它会像红细胞一样吸水破裂。从这一事实可得出以下结论：细胞壁具有机械支持和保护作用，并能维持细胞正常形态。
例    能使高等植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的一组酶是(  )
A．淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶
B．纤维素酶、果胶酶、蛋白酶
C．果胶酶、溶菌酶、纤维素酶
D．磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶
答案B
7、控制物质进出细胞的功能使细胞具有选择透过性。加热煮熟的玉米种子细胞死亡，细胞膜失去了选择透过性，红墨水中的色素大分子物质就可以大量进入胚细胞，而使胚细胞呈红色，相反正常玉米种子胚细胞则不会呈红色。
8、行使细胞间信息交流的物质是细胞膜上的糖蛋白。
例   研究发现，脂溶性物质能够优先通过细胞膜，细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解。它证明了(   )
A．构成细胞膜的物质是脂质和蛋白质
B．细胞膜具有流动性
C．磷脂双分子是细胞膜的基本骨架
D．组成细胞膜的物质中有脂质
答案D

生物膜结构的探索历程：

1、19世纪末，欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，于是他提出：膜是由脂质组成的。
2、20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。
3、1925年，两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气一水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。由此他们得出的结论是细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。
4、1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗一亮一暗的三层结构，并大胆地提出生物膜的模型是所有的生物膜都由蛋白质--脂质--蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子，他把生物膜描述为静态的统一结构。
5、1970年，科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验，以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性。
6、1972年，桑格和尼克森提出的为流动镶嵌模型大多数人所接受。

生物膜的流动镶嵌模型：

1、生物膜的流动镶嵌模型图解：
 

①糖蛋白（糖被）：细胞识别、保护、润滑、免疫等。
②蛋白质分子：膜功能的主要承担着。
③磷脂双分子层：构成膜的基本支架。
2、基本内容
(1)脂质：构成细胞膜的主要成分是磷脂，磷脂双分子层构成膜的基本骨架。
①磷脂分子的状态：亲水的“头部”排在外侧，疏水的“尾部”排在内侧。
②结构特点：一定的流动性。
(2)蛋白质：膜的功能主要由蛋白质承担，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的含量越高，种类越多。
①蛋白质的位置：有三种。镶在磷脂双分子层表面；嵌入磷脂双分子层；贡穿于磷脂双分子层。
②种类： a．有的与糖类结合，形成糖被，有识别、保护、润滑等作用。 b．有的起载体作用，参与主动运输过程，控制物质进出细胞。 c．有的是酶，起催化化学反应的作用。
(3)特殊结构——糖被
①位置：细胞膜的外表。
②本质：细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白。
③作用：与细胞表面的识别有关；在消化道和呼吸道上皮细胞表面的还有保护和润滑作用。
(4) 细胞膜的特征：
①结构特征：具有一定的流动性。
②功能特征：具有选择透过性。
细胞膜的流动性与选择透过性的区分方法：

1．结构特点：具有一定的流动性。
（1）原因：膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的。
（2）表现：变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐及载体对相应物质的转运等。
（3）影响因素：主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度超过一定范围，则导致膜的破坏。
2．功能特性：具有选择透过性。
（1）表现：植物根对矿质元素的选择性吸收，神经细胞对K⁺的吸收和对Na⁺的排出，肾小管的重吸收和分泌，小肠的吸收等。
（2）原因：遗传性决定载体种类、数量决定选择性。
3．二者的区别与联系
（1）区别：流动性是细胞膜结构方面的特性，选择透过性体现了细胞功能方面的特性，主动运输能充分说明选择透过性。
（2）联系：细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。相反，如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。
易错点拨：

1、位于细胞膜外侧面的糖蛋白形成糖被，它是识别图中细胞膜内外侧的标志。
2、载体蛋白属于嵌入或贯穿磷脂双分子层的蛋白质。载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时，细胞吸收该物质的速度不再随物质的浓度增大而增大。
3、磷脂双分子层数、生物膜层数与磷脂分子层数：磷脂双分子层数=生物膜层数=磷脂分子层数的一半 。

例  血浆中的1个葡萄糖分子进入组织细胞被彻底氧化分解，需要穿过几层磷脂分子(   )
A．5层  B．3层   C.6层   D．4层
思路点拨：葡萄糖首先要穿过毛细血管壁进入组织液，至少要跨毛细血管壁的一层上皮细胞，即穿过2层细胞膜，再进入组织细胞共穿过3层细胞膜，生物膜都是由磷脂双分子构成，故本题穿越的磷脂分子层数是6。答案C

遗传信息的翻译：

1、概念：在细胞质中，以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
2、密码子：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，这样的3个碱基成为1个密码子。
3、反密码子：tRNA上与mRNA上密码子互补配对的3个碱基。
4、tRNA：翻译过程中，将游离氨基酸运到核糖体上的RNA。
5、翻译
(1)场所：细胞质中的核糖体（主要）
(2)模板：mRNA
(3)原料：20种氨基酸
(4)碱基与氨基酸之间的关系：3个碱基（1个密码子）决定一个氨基酸
(5)搬运工：tRNA（有反密码子）
(6)过程
第一步：mRNA进入细胞质与核糖俸结合，携带甲硫氨酸的tRNA通过与密码子AUC配对进入位点1。
第二步：携带另一种氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。
第三步：甲硫氨酸与另一种氨基酸形成肽键而转移到位点2上的tRNA上。
第四步：核糖体移动到下一个密码子，原来占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的tRNA进入到位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。重复步骤二、三、四，直到核糖体读取 mRNA的终止密码后，合成才停止。肽链合成后，被运送到各自的“岗位”，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质，承担各项职责。
(7)产物：多肽（蛋白质）
遗传信息、密码子与反密码子：

	遗传信息	密码子	反密码子
存在位置	在DNA上，是基因中脱氧核苷酸的排列顺序	在tRNA上，是与mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基	在RNA上，是与密码子互补配对的3个碱基
作用	决定氨基酸的排列顺序，是间接作用	直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序	识别密码子
对应关系
联系	①遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，便遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上 ②mRNA的密码子直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到识别密码子的作用

注：1、对于以RNA为遗传物质的病毒来说，遗传信息贮存在RNA中。
2、密码子共有64种，但有3种为终止密码子；对应氨基酸的密码子有61种，所有生物共用一套遗传密码。
3、tRNA上反密码子所含的碱基有3个，但整个tRNA不止3个碱基。


知识拓展：

1、DNA在细胞核内，合成蛋白质的核糖体在细胞质中，遗传信息传递如何克服空间上的隔离？
[提示]DNA在细胞核内转录出mRNA，mRNA 携带遗传信息由细胞核经核孔进入细胞质，在核糖体上翻译出肽链，盘曲折叠形成蛋白质。
2、如何在短时间内由一条mRNA合成多个相同的蛋白质？
[提示]-条mRNA与多个核糖体结合，形成多聚核糖体，这样一条mRNA就可在短时间内翻译出多条肽链。