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已知一个蛋白质序列，怎么下载其核酸序列
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从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。自20世纪50年代以来，分子生物学是生物学的前沿与生长点，其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系 (中心是分子遗传学)和蛋白质-脂质体系（即生物膜）。
生物大分子，特别是蛋白质和核酸结构功能的研究，是分子生物学的基础。现代化学和物理学理论、技术和方法的应用推动了生物大分子结构功能的研究，从而出现了近30年来分子生物学的蓬勃发展。分子生物学和生物化学及生物物理学关系十分密切，它们之间的主要区别在于：①生物化学和生物物理学是用化学的和物理学的方法研究在分子水平，细胞水平，整体水平乃至群体水平等不同层次上的生物学问题。而分子生物学则着重在分子（包括多分子体系）水平上研究生命活动的普遍规律；②在分子水平上，分子生物学着重研究的是大分子，主要是蛋白质，核酸，脂质体系以及部分多糖及其复合体系。而一些小分子物质在生物体内的转化则属生物化学的范围；③分子生物学研究的主要目的是在分子水平上阐明整个生物界所共同具有的基本特征，即生命现象的本质；而研究某一特定生物体或某一种生物体内的某一特定器官的物理、化学现象或变化，则属于生物物理学或生物化学的范畴。
发展简史 结构分析和遗传物质的研究在分子生物学的发展中作出了重要的贡献。结构分析的中心内容是通过阐明生物分子的三维结构来解释细胞的生理功能。1912年英国 W.H.布喇格和W.L.布喇格建立了X射线晶体学，成功地测定了一些相当复杂的分子以及蛋白质的结构。以后布喇格的学生W.T.阿斯特伯里和J.D.贝尔纳又分别对毛发、肌肉等纤维蛋白以及胃蛋白酶、烟草花叶病毒等进行了初步的结构分析。他们的工作为后来生物大分子结晶学的形成和发展奠定了基础。50年代是分子生物学作为一门独立的分支学科脱颖而出并迅速发展的年代。首先是在蛋白质结构分析方面，1951年L.C.波林等提出了 α-螺旋结构，描述了蛋白质分子中肽链的一种构象。1955年F.桑格完成了胰岛素的氨基酸序列的测定。接着 J.C.肯德鲁和M.F.佩鲁茨在X射线分析中应用重原子同晶置换技术和计算机技术分别于年阐明了鲸肌红蛋白和马血红蛋白的立体结构。1965年中国科学家合成了有生物活性的胰岛素，首先实现了蛋白质的人工合成。
另一方面，M.德尔布吕克小组从1938年起选择噬菌体为对象开始探索基因之谜。噬菌体感染寄主后半小时内就复制出几百个同样的子代噬菌体颗粒，因此是研究生物体自我复制的理想材料。1940年G.W.比德尔和E.L.塔特姆提出了“一个基因，一个酶”的假设，即基因的功能在于决定酶的结构，且一个基因仅决定一个酶的结构。但在当时基因的本质并不清楚。1944年O.T.埃弗里等研究细菌中的转化现象，证明了DNA是遗传物质。1953年J.D.沃森和F.H.C.克里克提出了DNA的双螺旋结构，开创了分子生物学的新纪元。在此基础上提出的中心法则，描述了遗传信息从基因到蛋白质结构的流动。遗传密码的阐明则揭示了生物体内遗传信息的贮存方式。1961年F.雅各布和J.莫诺提出了操纵子的概念，解释了原核基因表达的调控。到20世纪60年代中期，关于DNA自我复制和转录生成RNA的一般性质已基本清楚，基因的奥秘也随之而开始解开了。
仅仅30年左右的时间，分子生物学经历了从大胆的科学假说，到经过大量的实验研究，从而建立了本学科的理论基础。进入70年代，由于重组DNA研究的突破，基因工程已经在实际应用中开花结果，根据人的意愿改造蛋白质结构的蛋白质工程也已经成为现实。
基本内容 蛋白质体系 蛋白质的结构单位是α-氨基酸。常见的氨基酸共20种。它们以不同的顺序排列可以为生命世界提供天文数字的各种各样的蛋白质。
蛋白质分子结构的组织形式可分为 4个主要的层次。一级结构，也叫化学结构，是分子中氨基酸的排列顺序。首尾相连的氨基酸通过氨基与羧基的缩合形成链状结构，称为肽链。肽链主链原子的局部空间排列为二级结构。二级结构在空间的各种盘绕和卷曲为三级结构。有些蛋白质分子是由相同的或不同的亚单位组装成的，亚单位间的相互关系叫四级结构。
蛋白质的特殊性质和生理功能与其分子的特定结构有着密切的关系，这是形形色色的蛋白质所以能表现出丰富多彩的生命活动的分子基础。研究蛋白质的结构与功能的关系是分子生物学研究的一个重要内容。
随着结构分析技术的发展，现在已有几千个蛋白质的化学结构和几百个蛋白质的立体结构得到了阐明。70年代末以来，采用测定互补DNA顺序反推蛋白质化学结构的方法，不仅提高了分析效率，而且使一些氨基酸序列分析条件不易得到满足的蛋白质化学结构分析得以实现。
发现和鉴定具有新功能的蛋白质，仍是蛋白质研究的内容。例如与基因调控和高级神经活动有关的蛋白质的研究现在很受重视。
蛋白质－核酸体系 生物体的遗传特征主要由核酸决定。绝大多数生物的基因都由 DNA构成。简单的病毒，如λ噬菌体的基因组是由 46000个核苷酸按一定顺序组成的一条双股DNA（由于是双股DNA，通常以碱基对计算其长度）。细菌，如大肠杆菌的基因组，含4×106碱基对。人体细胞染色体上所含DNA为3×109碱基对。
遗传信息要在子代的生命活动中表现出来，需要通过复制、转录和转译。复制是以亲代 DNA为模板合成子代 DNA分子。转录是根据DNA的核苷酸序列决定一类RNA分子中的核苷酸序列；后者又进一步决定蛋白质分子中氨基酸的序列，就是转译。因为这一类RNA起着信息传递作用，故称信使核糖核酸(mRNA)。由于构成RNA的核苷酸是4种，而蛋白质中却有20种氨基酸，它们的对应关系是由mRNA分子中以一定顺序相连的 3个核苷酸来决定一种氨基酸，这就是三联体遗传密码。
基因在表达其性状的过程中贯串着核酸与核酸、核酸与蛋白质的相互作用。DNA复制时，双股螺旋在解旋酶的作用下被拆开，然后DNA聚合酶以亲代DNA链为模板，复制出子代 DNA链。转录是在 RNA聚合酶的催化下完成的。转译的场所核糖核蛋白体是核酸和蛋白质的复合体，根据mRNA的编码，在酶的催化下，把氨基酸连接成完整的肽链。基因表达的调节控制也是通过生物大分子的相互作用而实现的。如大肠杆菌乳糖操纵子上的操纵基因通过与阻遏蛋白的相互作用控制基因的开关。真核细胞染色质所含的非组蛋白在转录的调控中具有特殊作用。正常情况下，真核细胞中仅2～15％基因被表达。这种选择性的转录与转译是细胞分化的基础。
蛋白质－脂质体系 生物体内普遍存在的膜结构，统称为生物膜。它包括细胞外周膜和细胞内具有各种特定功能的细胞器膜。从化学组成看，生物膜是由脂质和蛋白质通过非共价键构成的体系。很多膜还含少量糖类，以糖蛋白或糖脂形式存在。
1972年提出的流动镶嵌模型概括了生物膜的基本特征：其基本骨架是脂双层结构。膜蛋白分为表在蛋白质和嵌入蛋白质。膜脂和膜蛋白均处于不停的运动状态。
生物膜在结构与功能上都具有两侧不对称性。以物质传送为例，某些物质能以很高速度通过膜，另一些则不能。象海带能从海水中把碘浓缩 3万倍。生物膜的选择性通透使细胞内pH和离子组成相对稳定，保持了产生神经、肌肉兴奋所必需的离子梯度，保证了细胞浓缩营养物和排除废物的功能。
生物体的能量转换主要在膜上进行。生物体取得能量的方式，或是像植物那样利用太阳能在叶绿体膜上进行光合磷酸化反应；或是像动物那样利用食物在线粒体膜上进行氧化磷酸化反应。这二者能量来源虽不同，但基本过程非常相似，最后都合成腺苷三磷酸。对于这两种能量转换的机制，P.米切尔提出的化学渗透学说得到了越来越多的证据。生物体利用食物氧化所释放能量的效率可达70％左右，而从煤或石油的燃烧获取能量的效率通常为20～40％，所以生物力能学的研究很受重视。对生物膜能量转换的深入了解和模拟将会对人类更有效地利用能量作出贡献。
生物膜的另一重要功能是细胞间或细胞膜内外的信息传递。在细胞表面，广泛地存在着一类称为受体的蛋白质。激素和药物的作用都需通过与受体分子的特异性结合而实现。癌变细胞表面受体物质的分布有明显变化。细胞膜的表面性质还对细胞分裂繁殖有重要的调节作用。
对细胞表面性质的研究带动了糖类的研究。糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂等生物大分子结构与功能的研究越来越受到重视。从发展趋势看，寡糖与蛋白质或脂质形成的体系将成为分子生物学研究的一个新的重要的领域。
理论意义和应用 分子生物学的成就说明：生命活动的根本规律在形形色色的生物体中都是统一的。例如，不论在何种生物体中，都由同样的氨基酸和核苷酸分别组成其蛋白质和核酸。遗传物质，除某些病毒外，都是DNA，并且在所有的细胞中都以同样的生化机制进行复制。分子遗传学的中心法则和遗传密码，除个别例外，在绝大多数情况下也都是通用的。
物理学的成就证明，一切物质的原子都由为数不多的基本粒子根据相同的规律所组成，说明了物质世界结构上的高度一致，揭示了物质世界的本质，从而带动了整个物理学科的发展。分子生物学则在分子水平上揭示了生命世界的基本结构和生命活动的根本规律的高度一致，揭示了生命现象的本质。和过去基本粒子的研究带动物理学的发展一样，分子生物学的概念和观点也已经渗入到基础和应用生物学的每一个分支领域，带动了整个生物学的发展，使之提高到一个崭新的水平。
过去生物进化的研究，主要依靠对不同种属间形态和解剖方面的比较来决定亲缘关系。随着蛋白质和核酸结构测定方法的进展，比较不同种属的蛋白质或核酸的化学结构，即可根据差异的程度，来断定它们的亲缘关系。由此得出的系统进化树，与用经典方法得到的是基本符合的。采用分子生物学的方法研究分类与进化有特别的优越性。首先，构成生物体的基本生物大分子的结构反映了生命活动中更为本质的方面。其次，根据结构上的差异程度可以对亲缘关系给出一个定量的，因而也是更准确的概念。第三，对于形态结构非常简单的微生物的进化，则只有用这种方法才能得到可靠结果。
高等动物的高级神经活动是极其复杂的生命现象，过去多是在细胞乃至整体水平上研究，近年来深入到分子水平研究的结果充分说明高级神经活动也同样是以生物大分子的活动为基础的。例如，在高等动物学习与记忆的过程中，大脑中RNA和蛋白质的组成发生明显的变化，并且一些影响生物体合成蛋白质的药物也显著地影响学习与记忆的能力。又如，“生物钟”是一种熟知的生物现象。用鸡进行的实验发现，有一种重要的神经传递介质（5-羟色胺）和一种激素（褪黑激素）以及控制它们变化的一种酶，在鸡脑中的含量呈24小时的周期性变化。正是这种变化构成了鸡的“生物钟”的物质基础。
在应用方面，生物膜能量转换原理的阐明，将有助于解决全球性的能源问题。了解酶的催化原理就能更有针对性地进行酶的人工模拟，设计出化学工业上广泛使用的新催化剂，从而给化学工业带来一场革命。
分子生物学在生物工程技术中也起了巨大的作用，1973年重组DNA技术的成功，为基因工程的发展铺平了道路。80年代以来，已经采用基因工程技术，把高等动物的一些基因引入单细胞生物，用发酵方法生产干扰素、多种多肽激素和疫苗等。基因工程的进一步发展将为定向培育动、植物和微生物良种以及有效地控制和治疗一些人类遗传性疾病提供根本性的解决途径。
从基因调控的角度研究细胞癌变也已经取得不少进展。分子生物学将为人类最终征服癌症做出重要的贡献。
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蛋白质、核酸的结构和功能 专题卷(全国通用)-五星文库
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2016届二轮复习
蛋白质、核酸的结构和功能 专题卷(全国通用)
导读：2.现有氨基酸800个,其中氨基总数为810个,羧基总数为808个,则由这些氨基，由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质中氨基的数目为10+2=12,羧基的数目为，3.蛋白质分子能被肽酶降解,至于哪一个肽键被断裂则决定于肽酶的类型，4.下列有关人体内部分蛋白质功能的说法,错误的是()，C.受体蛋白:参与信息交流，5.(2015广东广州模拟)P53蛋白是由一种抑癌基因(P53基因)表达产生的蛋，
1.下列关于生物体内氨基酸的叙述,不正确的是(
A.每种氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基
B.非必需氨基酸不能在人体中合成
C.人体内的一些氨基酸可以互相转化
D.不同氨基酸的R基一定不同?导学号?
解析:必需氨基酸不能在人体中合成,非必需氨基酸可以在人体中合成。
2.现有氨基酸800个,其中氨基总数为810个,羧基总数为808个,则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为(
A.798,2和2
B.798,12和10
C.799,1和1
解析:氨基酸为800个,其中氨基总数为810个,羧基总数为808个,可算出R中有氨基10个,羧基8个。由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质中氨基的数目为10+2=12,羧基的数目为8+2=10,肽键的数目为800-2=798。
3.蛋白质分子能被肽酶降解,至于哪一个肽键被断裂则决定于肽酶的类型。肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键。关于下图,下列说法正确的是(
) D.799,11和9
A.上图所示肽链一定由5种氨基酸脱水缩合而成
B.在肽酶P的作用下,经过脱水缩合可以形成2条肽链
C.肽酶P可以催化1处的化学键断裂
D.该肽链中含有游离的氨基和羧基各1个
解析:根据题目信息可判断肽酶P作用于肽键中的1处。图中所示肽链有4个肽键,5个R基,可推知该多肽由5个氨基酸脱水缩合而成,为五肽。R基可能相同,故不一定是由5种氨基酸脱水缩合而成的,A项错误;在肽酶P的作用下,应是消耗水分子形成 2条肽链,而不是脱水缩合,B项错误;该肽链中含有游离的氨基和羧基至少各1个,因为不能确定5个R基中是否含有氨基或羧基,D项错误。
4.下列有关人体内部分蛋白质功能的说法,错误的是(
A.抗体:参与体液免疫
C.受体蛋白:参与信息交流
解析:溶菌酶属于体液中的杀菌物质,是保卫人体的第二道防线,因此它消灭病菌的过程属于非特异性免疫,D项错误。
5.(2015广东广州模拟)P53蛋白是由一种抑癌基因(P53基因)表达产生的蛋白质,可以抑制DNA的复制和细胞分裂,所以具有抗肿瘤的作用。它是由一条N端酸性区有75个氨基酸、中间疏水区有B.载体蛋白:参与主动运输 D.溶菌酶:参与特异性免疫
75个氨基酸、C端碱性区有243个氨基酸所组成的肽链经过加工而成的。下列叙述不正确的是
A.各种氨基酸之间的不同在于R基的不同
B.形成P53蛋白的过程中生成了390个水分子
C.P53蛋白起作用的场所可能在细胞核
D.此蛋白结构中,至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基
解析:蛋白质的基本组成单位是氨基酸,不同氨基酸之间的差别在于R基的不同;氨基酸脱水缩合形成肽链,肽链进一步盘曲、折叠,形成有一定空间结构的蛋白质,由题意知,P53蛋白是由一条肽链组成的,含有的氨基酸数为393个,故形成P53蛋白的过程中脱水数为392个;因为DNA的复制主要是在细胞核中进行的,P53蛋白能抑制DNA的复制,所以,P53蛋白起作用的场所可能在细胞核;此蛋白由一条肽链组成,因此至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基。
6.下图是四种构成蛋白质的氨基酸的结构式,有关叙述错误的是(
A.构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N
B.上述四种氨基酸的R基依次是―H、―CH3、―CH2―OH、―CH2―COOH
C.R基中可以有氨基或羧基
D.含有氨基和羧基的化合物都是构成生物体蛋白质的氨基酸?导学号?
解析:含有氨基和羧基的化合物并不一定都是构成蛋白质的氨基酸,只有氨基和羧基连在同一个碳原子上的化合物才是构成蛋白质的氨基酸。
7.层粘连蛋白是由一条重链(A链)和两条轻链(B1、B2链)构成的高分子糖蛋白。作为细胞结构成分,其含有多个结合位点并保持细胞间粘连,对细胞分化等都有作用。层粘连蛋白结构示意图见下图,若该蛋白由m个氨基酸构成,下列有关说法不正确的是(
A.该层粘连蛋白含有肽键数为m-3
B.该蛋白在细胞识别中具有重要作用
C.癌细胞膜表面层粘连蛋白减少
D.该物质的合成只需核糖体即可完成
解析:糖蛋白由糖和蛋白质构成,需要内质网的加工,D项错误。
8.下列有关RNA的叙述,错误的是(
A.不同细胞可以合成相同的RNA
B.真核细胞的RNA都是在细胞核中合成的
C.某些RNA可以作为蛋白质合成的直接模板
D.某些RNA可在细胞内运输某种物质或催化某些化学反应
解析:真核细胞的线粒体和叶绿体中也含有DNA,也进行转录和翻译过程。
9.右图表示某种大分子物质的基本单位,下列相关叙述错误的是(
A.该物质是核糖核苷酸
B.该物质含有C、H、O、N、P等元素
C.该物质聚合形成的大分子物质是RNA,只分布在细胞质中
D.在T2噬菌体中找不到这种物质
解析:该物质由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基组成,是核糖核苷酸,A项正确;该物质含有C、H、O、N、P五种元素,B项正确;该物质缩合形成的大分子物质是RNA,主要分布在细胞质中,细胞核中也有,C项错误;T2噬菌体是DNA病毒,只含DNA,不含RNA,D项正确。
10.与下面四图所示物质相关的叙述,错误的是(
A.图甲中的物质为真核细胞中的遗传物质
B.蛋白质中含有的S元素存在于图乙所示结构的R基上
C.图丙所示物质的水解产物中不可能含有核糖
D.图丁所示物质需要水解后才可以氧化分解释放能量?导学号?
解析:图甲表示以DNA的一条链为模板转录产生RNA或以RNA为模板逆转录产生DNA的过程,而真核细胞中的遗传物质应是DNA,A项错误;图乙所示为蛋白质基本组成单位氨基酸分子的结构通式,蛋白质中除C、H、O、N外的元素存在于R基上,B项正确;图丙所示物质为胸腺嘧啶脱氧核苷酸,其水解产物是磷酸、脱氧核糖和胸腺嘧啶,C项正确;图丁所示物质为二糖,二糖只有水解为单糖后才能氧化分解释放能量,D项正确。
11.下列有关组成细胞的有机化合物的说法,正确的是(
A.氨基酸之间的区别在于R基的不同,蛋白质之间的区别在于氨基酸序列不同
B.DNA是细胞生物的遗传物质
C.谷物中含量丰富的多糖是淀粉和纤维素,作为储能物质存在于细胞中
D.脂肪分子中氢的含量小于糖类,而氧的含量更多
解析:蛋白质的多样性取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序及形成的肽链数、蛋白质的空间结构的不同,A项错误;淀粉是植物细胞的储能物质,而纤维素是构成细胞壁的主要成分,不是植物细胞的储能物质,C项错误;相同质量的糖和脂肪,脂肪中C和H原子所占的比例更多,D项错误。
12.科研人员在研究叶肉细胞中的某物质时,发现它是一种由两条肽链组成的化合物,在生成ATP的过程中起着重要作用,分子式为CXHYOZNW。下列关于该物质的说法,错误的是(
A.最多含有肽键(W-2)个
B.可能是一种酶
C.两条肽链都是由氨基酸分子脱水缩合而成的
D.存在场所只有叶绿体和线粒体?导学号?
解析:该物质由2条肽链构成,至少含2个游离的氨基,故最多含有肽键(W-2)个;该蛋白质可能参与催化形成ATP,场所除了叶绿体和线粒体外,还可能是细胞质基质。
13.下列有关艾滋病病毒的叙述,正确的是(
A.为了获得大量的HIV,可以在体外用培养基进行培养
B.艾滋病病毒(HIV)结构简单,仅含有核糖体一种细胞器
C.该病毒的遗传物质由8种核苷酸组成
D.该病毒的蛋白质外壳是利用宿主的氨基酸合成的
解析:一种生物的遗传物质只有一种,为DNA或RNA,不管是哪种都是由4种核苷酸组成的;病毒没有细胞结构,没有细胞器;病毒离开活细胞不能存活,因此不能用普通培养基直接培养病毒。
14.肉毒梭菌(厌氧性梭状芽孢杆菌)是致死性最高的病原体之一,该菌的致病性在于其产生的神经麻痹毒素,即肉毒类毒素。它是由两个亚单位(每个亚单位由一条肽链盘曲折叠而成)组成的一种生物状分子。可能引起肉毒梭菌中毒的食品有腊肠、火腿、鱼及鱼制品、罐头食品、臭豆腐、豆瓣酱、面酱、豆豉等。下面是肉毒类毒素的局部结构简式。
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2014年 吉林质检(第20题)
图中表示生物体内某些有机物的元素组成和功能关系，其中、代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是生物大分子，图中分别为构成生物大分子的基本单位，请回答下列问题：(1)在小麦种子中主要是指___________，其基本单位是__________。(2)组成的基本元素除了以外，还有__________，若将病毒体内的Ⅱ彻底水解，得到的产物有__________。(4分)(3)在生物体中的结构通式为___________，填写出由 形成Ⅲ的结构层次：________；(4分)请列举出Ⅲ的功能：_________________________________(至少写出三条)。(4分)(4)Ⅱ和Ⅲ两者都有多样性，两者多样性的关系是前者_________后者。
【正确答案】
(2)核糖、含氮碱基、磷酸氨
(3)氨基酸二肽多肽蛋白质结构物质、催化功能、调节功能、运输功能、免疫功能
【答案详解】
(1)根据图中提示条件可知，Ⅰ为多糖，Ⅱ为核酸，Ⅲ为蛋白质。小麦种子所含的多糖主要为淀粉，其基本单位是葡萄糖。(2)为核苷酸，其元素组成为，病毒所含核酸为，其彻底水解后将得到核糖、磷酸和含氮碱基。(3)
为氨基酸，书写结构通式时需要注意氨基、羧基的书写以及所连位置；氨基酸需要经过一些中间环节才能形成蛋白质，即氨基酸二肽多肽蛋白质；蛋白质的功能具有多样性，主要为结构物质、催化功能、调节功能、运输功能、免疫功能等。(4)核酸和蛋白质都具有多样性，其中核酸的多样性决定蛋白质的多样性。
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