备课素材知识点：甲状腺激素和肾上腺素受体 高中生物人教版选择性必修1

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上述两类受体可以通过激素分子大小区分，那么，其他类型的激素分子，如氨基酸的衍生物，属于小分子，它们的受体是不是一定在细胞内？如，甲状腺激素是酪氨酸的衍生物，相应的受体在细胞内，肾上腺素也是酪氨酸的衍生物，为什么受体在细胞膜表面？
1.激素分子的受体类型
细胞外信号分子一般分为两类，一类是大分子信号分子，由于分子太大或太具有亲水性而不能穿过靶细胞的质膜，受体在靶细胞膜的表面；另一类是小分子，足够小或脂溶性可以扩散穿过质膜，一旦进入细胞内往往激活细胞内的酶或者同细胞内的受体蛋白结合从而调控基因的表达。
2.核内受体作用机理
据资料，一类重要的依赖细胞内受体蛋白信号分子是类固醇激素（包括性激素)和甲状腺激素。
这些激素分子的受体位于细胞溶胶或细胞核内，这些受体都是核受体，它们的作用如同核内的转录调控蛋白。当受体与激素结合，受体蛋白经历很大的构象改变而激活蛋白，从而促进或抑制特异的靶基因的转录（如图）。
3.细胞表面受体（膜受体）
绝大多数信号分子不是太大就太亲水而不能穿越靶细胞的质膜。它们的受体在膜表面，所有的细胞表面受体蛋白都通过结合胞外信号分子，将信号转导到一个或多个胞内信号转导分子上从而改变细胞的行为。
膜表面受体可分为：离子通道偶联受体，G蛋白偶联受体和酶偶联受体。
（1）离子通道偶联受体：
通过与神经递质结合而改变通道蛋白的构型，导致离子通道开启或关闭，从而改变膜对某种离子的通透性，把胞外信号转换为电信号。此受体在神经调节中起重要作用，可以参考文章后的链接。
（2）G蛋白偶联受体：
一种与三聚体G蛋白偶联的细胞表面受体。含有7个穿膜区，是迄今发现的最大的受体超家族，其成员有1000多个。与信息分子配体结合后通过激活所偶联的G蛋白，启动不同的信号转导通路并导致各种生物效应。本身不具备通道结构，也无酶活性。它们都是通过鸟嘌呤核苷酸结合蛋白质（简称G蛋白质）的中间作用来转导信号。
肾上腺素作用机理：
肾上腺素在血液中循环，和许多细胞所具有的一类G蛋白偶联受体（肾上腺素受体）结合，尽管所引起的结果随细胞类型而异，但都有助于机体准备突然行动。例如，在骨骼肌，肾上腺素激发细胞内cAMP水平的增加，导致糖原分解。
激素结合G蛋白产生系列反应
（3）酶偶联受体：
大多为单次跨膜蛋白。此类受体可分为酪氨酸蛋白激酶受体和非酪氨酸激酶受体两大类。当被激活后，该酶将会激活大量的胞内信号传导途径。
激素受体有质膜受体和胞内受体，常见的受体，如性激素受体、胰岛素受体，可以根据分子大小区分质膜受体和胞内受体。但是，甲状腺激素和肾上腺素都是小分子氨基酸的衍生物，由于肾上腺素受体是G蛋白，因此属于质膜蛋白受体。
例、2012年诺贝尔化学奖授予在G蛋白偶联受体领域作出杰出贡献的科学家。G蛋白偶联受体调控着细胞对激素、神经递质的大部分应答。如图表示位于甲状腺细胞膜内侧的G蛋白在与促甲状腺激素受体结合形成G蛋白偶联受体后被活化，进而引起细胞内一系列代谢变化的过程。请回答：
（1）图中过程①需要细胞质为其提供 作为原料，催化该过程的酶是 。与过程②相比，过程①特有的碱基互补配对方式是 。
（2）过程②除了需要图中已表示出的条件外，还需要 （至少写出3项）。一个mRNA上结合多个核糖体的意义是 。
（3）科研人员发现有些功能蛋白A分子量变小，经测序表明这些分子前端氨基酸序列正确，但从某个谷氨酸开始以后的所有氨基酸序列丢失，推测其原因可能是 。
（4）DNA分子经过诱变，某位点上一个正常碱基（设为P）变成了尿嘧啶．该DNA连续复制两次，得到4个子代DNA分子，相应位点上的碱基对分别为U-A、A-T、G-C、C-G，推测“P”可能是 或 。
解析：（1）图中过程①代表转录，模板是DNA的一条链，需要细胞质提供核糖核苷酸为原料，在RNA聚合酶的催化作用下，合成mRNA；与过程②相比，过程①特有的碱基互补配对方式是A-T。
（2）过程②代表翻译，需要模板（信使RNA）、原料（氨基酸）、转运RNA、酶和能量。一个mRNA上结合多个核糖体的意义是可以在短时间内合成大量的肽链，提高翻译效率。
（3）功能蛋白A在发生基因突变后，从谷氨酸之后所有的氨基酸序列丢失，由谷氨酸的密码子GAA，GAG，对比终止密码子UAA，UAG，UGA可推测，则密码子由GAG→UAG或GAA→UAA，则功能蛋白A基因上发生的碱基变化可能是C→A（或CTC→ATC，或CTT→ATT）。
（4）突变后的U在复制过程中会形成A-U、A-T，DNA分子复制后出现的C与G配对则来自于与P互补碱基，由此推测，P为C（胞嘧啶）或G（鸟嘌呤）。
答案：（1）核糖核苷酸 RNA聚合酶 A-T
（2）转运RNA、氨基酸和能量、有关酶、适宜的温度、PH环境 短时间内能合成较多的肽链
（3）基因中碱基发生变化（功能蛋白A基因转录的模板链上碱基发生变化），使相应密码子变成终止密码
（4）胞嘧啶（C） 鸟嘌呤（G）