遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成
蛋白质的合成、加工
综述细胞内的蛋白质合成、加工、修饰、分选与运输方式及其生物学意义。 蛋白质是生命活动的主要承担者，是构成细胞和生物体结构的重要物质，在生物体及细胞的生命活动中发挥重大作用。 1.许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。 2.细胞内的化学反应离不开酶得催化，绝大多数酶都是蛋白质。 3.有些蛋白质具有运输载体的功能。（血红蛋白运输氧） 4.有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动。（如，胰岛素） 5.有些蛋白质有免疫功能，人体的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。 1 蛋白质的合成 蛋白质的生物合成过程实质上是基因表达的一个过程，它包括转录和翻译。即把mRNA 分子中的碱基排列顺序转变为蛋白质或多肽链中的氨基酸排列顺序的过程，可分为起始、延长和终止3个阶段，分别由不同的起始因子、延伸因子和终止因子（释放因子）参与。细胞中的蛋白质都是在核糖体上合成的，并都是起始于细胞质基质之中。 2 蛋白质的加工与修饰 许多新生肽要经过一种或几种共价键修饰，这种修饰可以在正延伸着的肽链中进行。一般情况下，翻译后修饰一是为了功能上的需要，另一种情况是折叠成天然构象的需要。在粗面内质网合成并进入内质网腔的蛋白质发生的主要化学修饰作用有糖基化、羟基化、酰基化和二硫键的形成。而在细胞质基质中发生蛋白质修饰的类型主要有辅酶或辅基与酶的共价结合、磷酸化和去磷酸化、糖基化、甲基化、酰基化等。蛋白质的修饰加工主要包括： 切除加工：包括切除N-端甲硫氨酸、信号肽序列和切除部分肽段，将无活性的前体转变成活性形式。（包含信号肽的胰岛素前体称为前胰岛素原，去掉信号肽的胰岛素的前体称为胰岛素原),进一步切除称为C链的肽段后才能形成活性形式的胰岛素） 糖基化：糖基化主要发生在内质网和高尔基体中。粗面内质网上合成的大多数蛋白在都发生了糖基化。主要作用是促进蛋白质在成熟过程中折叠成正确构象，增加蛋白质的稳定性，有N-连接的糖基化和O-连接的糖基化之分。 羟基化：最常见的是内质网上合成的跨膜蛋白在通过内质网和高尔基体的转运过程中发生的，它由不同的酶来催化，把软脂酸链共价地连接在某些跨膜蛋白的暴露在细胞质基质中的结构域。 磷酸化与去磷酸化：蛋白磷酸化与去磷酸化参与代谢调控和信号转导以及蛋白与蛋白之间的相互作用。（PDGF受体的酪氨酸残基经过自身磷酸化后才与细胞质定位蛋白质结合。） 亲脂修饰：最常见的亲脂修饰是酰化和异戊二烯化。蛋白质亲脂修饰后可以改变膜结合能力和特定的蛋白与蛋白之间的相互作用。N-豆蔻酰化（豆蔻酸以酰酰氨键形式共价连在肽链N 端的残基上）能增加特定G蛋白的α亚基对膜结合的β、γ亚基的亲和力。 甲基化：通过甲基转移酶进行。天冬氨酸的甲基化能促进已破坏蛋白的修复或降解，在2，3-二磷酸核酮糖羧化酶（rihilose-2,3-biosphosphate carboxylase）、钙调蛋白（calmodulin）、组氨酸（histone）、某些核糖体蛋白和细胞色素C中都有甲基化的赖氨酸残基。 二硫键形成：二硫键通常只发现于分泌蛋白（如胰岛素）和某些膜蛋白中，在细胞质中由于有各种还原性物质，所以细胞质蛋白没有二硫键。因为内质网腔是一个非还原性环境，所以粗糙内质网上的新生肽只暂时形成二硫键。当新生肽进入内质网腔时，一些肽链可能会按氨基酸次序依次暂时形成二硫键，但最终会通过交换二硫键位置的形式形成正确的结构，内质网中可能还有一种二硫键异构酶催化该过程。 3 蛋白质的分选和转运
蛋白质合成、加工和转运的过程
一、蛋白质的合成 1、核糖体是合成蛋白质的机器，其功能是按照mRNA的指令由氨基酸合成蛋白质。 2、游离核糖体游离于胞质中，合成细胞内的基础蛋白质；附着核糖体，附着在内质网表面，构 成粗面内质网的核糖体，合成分泌蛋白和膜蛋白。 3、蛋白质合成的一般过程： 1）氨基酸的活化。氨基酸和tRNA在氨酰一tRNA合成酶作用下合成活化的氨酰一 tRNA。2）起始、延伸和终止。3）蛋白质合成后的加工。肽链N端Met的去除； 氨基酸残基的化学修饰，乙酰化、甲基化、磷酸化等；肽链的折叠；二硫键的形成。 二、蛋白质的分泌合成、加工修饰和转运 1、信号肽介导分泌性蛋白在粗面内质网的合成。 1）信号肽是蛋白质合成中最先被翻译出来的一段氨基酸序列，通常由18-30个疏水氨基酸组成，能指引核糖体与内质网结合，并引导合成的多肽链进入内质网 腔。 2）新生分泌性蛋白质多肽链在胞质中的游离核糖体上起始合成。当新生肽链N端的信号肽被翻译后，可立即被细胞质基质中的信号识别颗粒（SRP）识别、结 合。 3）与信号肽识别结合的SRP,识别结合内质网膜上的SRP-R,并介导核糖体锚泊附着于内质网膜的通道蛋白移位子上。而SRP则从信号肽一核糖体复合体上解离， 返回细胞质基质中重复上述过程。 4）在信号肽的引导下，合成中的肽链，通过由核糖体大亚基的中央管和移位子蛋白共同形成的通道，穿膜进入内质网网腔。随之，信号肽序列被内质网膜俄面的信号肽酶且除， 新生肽链继续延伸，直至完成而终止。最后完成肽链合成的核糖体大、小亚基解聚，并 从内质网上解离。 2、跨膜驻留蛋白的插入和转移决定了蛋白质的两种去处：1）穿过膜进腔，为可溶性蛋 白质，包括分泌蛋白和内质网驻留蛋白。2）嵌入内质网膜中，形成膜蛋白。 3、粗面内质网与外输性蛋白质的分泌合成、加工修饰和转运过程密切相关。 1）新生多肽链的折叠与装配，与合成同时发生。内质网为新生多肽链正确的折叠和装配提供了有利的环境。分子伴侣通过对多肽链的识别结合来协助它们的折叠组装和转运。 2）蛋白质的糖基化。在粗面内质网网膜腔面的糖基转移酶作用下发生N一连接糖基化。 三、蛋白质的加工、分选和定向运输 1、蛋白质在高尔基体内加工等。 1）糖蛋白的加工合成。糖基化修饰加工合成的糖蛋白，主要包括N一连接糖蛋白和O一连接糖蛋白两种类型。前者，糖链合成与糖基化修饰始于内质网，完成 于高尔基复合体；后者，则主要或完全是在高尔基复合体中进行和完成的。 2）蛋白质糖链的加工有严格的区域性和顺序性：甘露糖去除发生在中间扁囊高尔基复合体靠近顺面的部位；N一乙酰葡萄糖胺加入在中间部；半乳糖加入在中 间扁囊区靠近反面的部位。 3）蛋白质的水解加工。 2、分选蛋白质：高尔基体通过对蛋白质的修饰、加工，使其带上能被高尔基复合体网膜上专一 受体识别的分选信号，进而选择、浓缩，形成不同靶向的分泌泡。 四、蛋白质合成的质量监控 1、内质网至高尔基体的蛋白质必须是正确折叠和组装的。分子伴侣可特异性的识别错
细胞内蛋白质的合成与运输_论文
细胞内蛋白质的合成与运输 摘要：蛋白质是一切生命的物质基础，这不仅是因为蛋白质是构成机体组织器官的基本成分，更重要的是蛋白质本身不断地进行合成与分解。这种合成、分解的对立统一过程，推动生命活动，调节机体正常生理功能，保证机体的生长、发育、繁殖、遗传及修补损伤的组织。根据现代的生物学观点，蛋白质和核酸是生命的主要物质基础。 关键字：多肽链、蛋白质、翻译、核糖体、运输途径、运输方式，研究前景 前言：国家重大科学研究计划对中国的四项重要科学研究所涉及的领域分别作了详细说明，四个项目分别是蛋白质研究，量子调控研究，纳米研究，发育与生殖研究。尽管现在已有多个物种的基因组被测序，但在这些基因组中通常有一半以上基因的功能是未知的。目前功能基因组中所采用的策略，如基因芯片、基因表达序列分析等，都是从细胞中mRNA的角度来考虑的，其前提是细胞中mRNA的水平反映了蛋白质表达的水平。但事实并不完全如此，从DNA mRNA蛋白质，存在三个层次的调控，即转录水平调控，翻译水平调控，翻译后水平调控。从mRNA角度考虑，实际上仅包括了转录水平调控，并不能全面代表蛋白质表达水平。毋庸置疑，蛋白质是生理功能的执行者，是生命现象的直接体现者，对蛋白质结构和功能的研究将直接阐明生命在生理或病理条件下的变化机制。蛋白质本身的存在形式和活动规律，如翻译后修饰、蛋白质间相互作用以及蛋白质构象等问题，仍依赖于直接对蛋白质的研究来解决。虽然蛋白质的可变性和多样性等特殊性质导致了蛋白质研究技术远远比核酸技术要复杂和困难得多，但正是这些特性参与和影响着整个生命过程。 一、蛋白质生物合成过程
遗传密码表在mRNA的开放式阅读框架区，以每3个相邻的核苷酸为一组，代表一种氨基酸或其他信息，这种三联体形势称为密码子（codon）。如图，通常的开放式阅读框架区包含500个以上的密码子。 遗传密码的特点 一方向性：密码子及组成密码子的各碱基在mRNA序列中的排列具有方向性（direction），翻译时的阅读方向只能是5ˊ→3ˊ。 二连续性：mRNA序列上的各个密码子及密码子的各碱基是连续排列的，密码子及密码子的各个碱基之间没有间隔，每个碱基只读一次，不重叠阅读。 三简并性：一种氨基酸可具有两个或两个以上的密码子为其编码。遗传密码表中显示，每个氨基酸都有2,3,4或6个密码子为其编码（除甲硫氨酸只有一个外），但每种密码子只对应一个氨基酸，或对应终止信息。 四通用性：生物界的所有生物，几乎都通用这一套密码子表 五摆动性：tRNA的最后一位，和mRNA的对应不完全，导致了简并性 氨基酸活化 在进行合成多肽链之前，必须先经过活化，然后再与其特异的tRNA合，带到mRNA 相应的位置上，这个过程靠tRNA合成酶催化，此酶催化特定的氨基酸与特异的tRNA 相结合，生成各种氨基酰tRNA.每种氨基酸都靠其特有合成酶催化，使之和相对应的tRNA结合，在氨基酰tRNA合成酶催化下，利用A TP供能，在氨基酸羧基上进行活化，形成氨基酰-AMP，再与氨基酰tRNA合成酶结合形成三联复合物，此复合物再与特异的tRNA作用，将氨基酰转移到tRNA的氨基酸臂（即3'-末端CCA-OH）上（图1）。原核细胞中起始氨基酸活化后，还要甲酰化，形成甲酰蛋氨酸tRNA，由N10甲酰四氢叶酸提供甲酰基。而真核细胞没有此过程。前面讲过运载同一种氨基酸的一组不同tRNA称为同功tRNA。一组同功tRNA由同一种氨酰基tRNA合成酶催化。氨基酰tRNA合成酶对tRNA和氨基酸两者具有专一性，它对氨基酸的识别特异性很高，而对tRNA识别的特异性较低。氨基酰tRNA合成酶是如何选择正确的氨基酸和tRNA 呢？按照一般原理，酶和底物的正确结合是由二者相嵌的几何形状所决定的，只有适合的氨基酸和适合的tRNA进入合成酶的相应位点，才能合成正确的氨酰基tRNA。现在已经知道合成酶与L形tRNA的内侧面结合，结合点包括接近臂，DHU臂和反密码子臂（图2）。氨基酰－tRNA合成酶与tRNA的相互作用，可见氨酸接受柄、乍看起来，反密码子似乎应该与氨基酸的正确负载有关，对于某些tRNA也确实如此，然而对于大多数tRNA来说，情况并非如此，人们早就知道，当某些tRNA上的反密码子突变后，但它们所携带的氨工酸却没有改变。1988年，候稚明和Schimmel的实验证明丙氨酸tRNA酸分子的氨基酸臂上G3：U70这两个碱基发生突变时则影响到丙氨酰tRNA合成酶的正确识别，说明G3：U70是丙氨酸tRNA分子决定其本质的主要因素。tRNA分子上决定其携带氨基酸的区域叫做副密码子。一种氨基酰tRNA合成酶可以识别以一组同功tRNA，这说明它们具有共同特征。例如三种丙氨酸tRNA
第十二章蛋白质的生物合成及转运
第十二章蛋白质的生物合成及转运 蛋白质的生物合成在细胞代谢中占有十分重要的地位。目前已经完全清楚，贮存遗传信息的DNA并不是蛋白质合成的直接模板，DNA上的遗传信息需要通过转录传递给mRNA。mRNA才是蛋白质合成的直接模板。mRNA是由4种核苷酸构成的多核苷酸，而蛋白质是由20种左右的氨基酸构成的多肽，它们之间遗传信息的传递与从一种语言翻译成另一种语言时的情形相似。所以人们称以mRNA为模板合成蛋白质的过程为翻译或转译(translation)。 翻译的过程十分复杂，几乎涉及到细胞内所有种类的RNA和几十种蛋白质因子。蛋白质合成的场所是核糖体，合成的原料是氨基酸，反应所需能量由A TP和GTP提供。蛋白质合成的早期研究工作都是用大肠杆菌的无细胞体系进行的，所以对大肠杆菌的蛋白质合成机理了解最多。真核细胞蛋白质合成的机理与大肠杆菌的有许多相似之处。 第一节遗传密码 任何一种天然多肽都有其特定的严格的氨基酸序列。有机界拥有1010～1011种不同的蛋白质，构成数目这么庞大的不同的多肽的单体却只有20种氨基酸。氨基酸在多肽中的不同排列次序是蛋白质多样性的基础。目前已经清楚，多肽上氨基酸的排列次序最终是由DNA上核苷酸的排列次序决定的，而直接决定多肽上氨基酸次序的却是mRNA。不论是DNA还是mRNA，基本上都由4种核苷酸构成。这4种核苷酸如何编制成遗传密码，遗传密码又如何被翻译成20种氨基酸组成的多肽，这就是蛋白质生物合成中的遗传密码的翻译问题。 一、密码单位 用数学方法推算，如果mRNA分子中的一种碱基编码一种氨基酸，那么4种碱基只能决定4种氨基酸，而蛋白质分子中的氨基酸有20种，所以显然是不行的。如果由mRNA 分子中每2个相邻的碱基编码一种氨基酸，也只能编码42=16种氨基酸，仍然不够。如果采用每3个相邻的碱基为一个氨基酸编码，则43=64，可以满足20种氨基酸编码的需要。所以这种编码方式的可能性最大。应用生物化学和遗传学的研究技术，已经充分证明了是 293
分泌蛋白的合成和运输学案
分泌蛋白的合成和运输学案
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宜川中学高一生物第18课时陕西省课 分泌蛋白的合成和运输 编者：朱巧荣审核人：编制时间：2011.11.17 学生完成所需时间1课时班级姓名第小组【学习目标】 1、对所学细胞器进行分类并能说出细胞器的功能。 2、能写出、说出分泌蛋白合成和运输过程。 3、课堂上认真思考、积极讨论、激情展示，大胆质疑，感悟细胞器间的分工与合 作，增强小组内的合作与交流。 【学习重点】分泌蛋白的合成和运输过程 【学习难点】分泌蛋白合成和运输过程中有关的细胞器的作用和有关结构的变化 【学习内容】细胞器分类——细胞器功能——分泌蛋白的合成和运输 【学法指导】通过阅读学案的导读，解决学习过程中可能遇到的疑惑；通过在纠错本上书写细胞器种类及分类，通过提问或书写熟悉细胞器的功能；通过课件展示、小组讨论、学生展示、质疑，加深对分泌蛋白形成过程的理解；通过课堂测试来巩固本节所学知识。 【目标解读】 通过课前默写细胞器的分类和功能及课前小测试，来完成目标1；通过对分泌蛋白的形成过程的探究，来完成目标2、3。 【学案导读】（温馨提示） 1、细胞中的核糖体有的游离在细胞质基质中，有的附着在内质网上。细胞中合成的 蛋白质，分为两类，一类是附着在内质网上的核糖体，其合成的蛋白质，要送到细胞外发挥作用，即分泌蛋白（如抗体、消化酶、某些激素等）；一类是细胞质中的核糖体合成的蛋白质，在细胞内发挥作用（如线粒体蛋白和叶绿体蛋白）。 2、科学家用同位素标记法来研究分泌蛋白的合成过程。同位素标记法：科学家通过 追踪示踪元素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种科学研究方法叫做同位素标记法。同位素标记法也叫同位素示踪法。 3、同位素：具有相同质子数，而中子数不同的同一种元素不同原子.例如氢有三种 同位素， H氕、D氘（又叫重氢）、 T氚（又叫超重氢）；碳有多种同位素，例如12C、13C、14C（有放射性）等。 4、生物膜：细胞中的细胞膜、核膜和细胞器膜的统称。 目标１对所学细胞器进行分类并能说出细胞器的功能 一、课前练一练（试试你的身手，你最行） 1、根据所学的细胞器知识，按要求回答问题：（B级）
高中蛋白质的合成与运输教学设计教案
高中蛋白质的合成与运输教学设计教案 Last revised by LE LE in 2021
教学设计 第二单元第一章第二节 蛋白质的合成与运输 无棣二中吴新三 一、教学目标： 1.简述蛋白质的合成和加工过程。 2.描述核糖体的形态结构和成分。 3.简述蛋白质分选。 4.能够利用同位素示踪法的现象和结果进行推理与推断。 5.激起同学们运用科学方法探索微观世界的兴趣及培养合作交流、独立思考等良好的个性品质。 二、教学重点和难点 1．教学重点：蛋白质的合成、分选与运输。 2．教学难点：蛋白质的合成、分选。 三、教学方法 合作讨论+讲授 五、教学过程 导入新课： 上一节我们学习了氨基酸的结构通式（你能写出来吗），同学们可以以自身形态模仿氨基酸结构，以左右上肢分别代表氨基酸的氨基和羧基，下肢代表氢原子，躯干代表碳原子。让学生认识到：每个人的躯干和四肢是差不多的，人和人的特征不同，关键在于头部的不同，头部就代表R基。 两个氨基酸的脱水缩合形成二肽的过程还记得吗你还记得哪个细胞器是蛋白质的装配机器吗核糖体与脱水缩合反应之间到底有什么关系呢 一、蛋白质的合成 1．核糖体的结构 核糖体含40%的蛋白质、60%的RNA，蛋白按照一定的顺序与RNA结合，组成两个核糖体亚单体，其中RNA是骨架结构，有些蛋白质不直接与RNA结合，
而是结合在其它蛋白质组分上。核糖体中的蛋白质，rRNA以及其他一些辅助因子在一起提供了翻译过程所需的全部酶活性，这些酶活性只有在核糖体整体结构存在的情况下才具备。 2．蛋白质的合成 〖问题1〗 通过下面的探究活动，思考蛋白质初合成和初合成后进一步修饰加工的场所在哪里并尝试写出分泌蛋白质的形成过程。 【探究活动】豚鼠胰腺蛋白的分泌 科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时，曾经做过这样一个实验：他们在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，3 min后，被标记的氨基酸出现在附着有核糖体的内质网中，17 min后，出现在高尔基体中，117 min后，出现在靠近细胞膜内侧的运输蛋白质的小泡中，以及释放到细胞外的分泌物中。〖教学提示〗 这种方法叫做同位素标记法，常用于细胞学的研究，用来对分子的位置进行跟踪。 让学生注意观察蛋白质的运输路线：这个实验说明分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后，是按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输的。（展示幻灯片） 在核糖体上合成的分泌蛋白，为什么要经过内质网和高尔基体，而不是直接运输到细胞膜呢进一步的研究表明，在核糖体上翻译 出的“蛋白质”，进入内质网腔后，还要经过一些加 工，如折叠、组装、加上一些糖基团等，才能成为比较 成熟的蛋白质。然后，由内质网腔膨大、出芽形成具膜
高三生物rna和蛋白质的合成
第四节遗传信息的表达—RNA和蛋白质的合成 （一）RNA RNA的种类 信使RNA（mRNA）：行使传达DNA上的遗传信息的公能。 转运RNA(tRNA)：把氨基酸运送到核糖体，使之按照mRNA的信息指令连接起来，形成蛋白质。核糖体RNA(rRNA)：核糖体的重要成分。 （二）遗传信息的转录：RNA是在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的，这一过程称转录 1）场所：细胞核 DNA 指导下的RNA聚合酶与基因中RNA聚合酶结合位点结合2）过程：起始在RNA聚合酶作用下DNA解旋 核苷酸与核糖核苷酸互补配对 DNA RNA A--------------------U 延伸G------------------- C C------------------- G T------------------- A 核糖核苷酸聚合需要RNA聚合酶催化，形成磷酸二酯键
终止：mRNA从DNA模板链上脱落 原料核糖核苷酸 3）条件模板DNA的一条链 能量ATP 酶RNA聚合酶 4）遗传信息传递方向 （三）遗传信息的翻译 1、mRNA上3个相邻碱基决定一个氨基酸，遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的三个相 邻的碱基叫一个密码子。 2、密码子共有64 个。决定氨基酸的密码子61个，终止密码子3个。 3、遗传信息的翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸 顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译 1）场所：细胞质（核糖体） 2）遗传信息的翻译过程 第一步：mRNA与核糖体结合，tRNA携带甲硫氨基酸进入位点1 第二步：携带另一种氨基酸的tRNA进入位点2 第三步：氨基酸经脱水缩合形成肽键，并转移到2 号位的tRNA上。 第四步；核糖体读取下一个密码子，1 号位tRNA离开核糖体。占据2 号位的tRNA 进入1 号位。一个新的tRNA进入2 号位。 模板mRNA 原料氨基酸 3）条件能量ATP 酶 4）遗传信息传递方向mRNA 蛋白质
蛋白质的合成、转运、修饰
蛋白质的合成 蛋白质的种类是由基因决定的,也就是说人类基因组有多少个基因,人体就有多少种蛋白质,只是蛋白质表达的时期和部位不同.根据人类基因组计划分析得知：全部人类基因组约有2.91Gbp,约有39000多个基因；也就是说人体蛋白质的种类有39000多种 蛋白质生物合成可分为五个阶段，氨基酸的活化、多肽链合成的起始、肽链的延长、肽链的终止和释放、蛋白质合成后的加工修饰 一．氨基酸的活化 分散在胞液中的各种氨基酸需经特异的氨基酰-tRNA合成酶催化，ATP供能，并需Mg2＋或Mn2＋参与在氨基酸的羧基上进行活化，生成中间复合物 （）后者再与相应的tRNA作用，将氨基酰转移到tRNA分子 的氨基酸臂上，即3′末端腺苷酸中核糖的3′（或2′）羟基以酯键相结合形成氨基酰-tRNA 【氨基酰tRNA的生成】
tRNA 各种tRNA的一级结构互不相同，但它们的二级结构都呈三叶草形 三叶草形结构的主要特征是:含有四个螺旋区、三个环和一个附加叉 四个螺旋区构成四个臂，其中含有3′末端的螺旋区称为氨基酸臂，因为此臂的3′-末端都是C-C-A-OH序列，可与氨基酸连接三个环分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示 环Ⅰ含有5，6二氢尿嘧啶，称为二氢尿嘧啶环（DHU环） 环Ⅱ顶端含有由三个碱基组成的反密码子，称为反密码子环；反密码子可识别mRNA分子上的密码子，在蛋白质生物合成中起重要的翻译作用 环Ⅲ含有胸苷（T）、假尿苷（ψ）、胞苷（C），称为假尿嘧啶环（TψC环）；此环可能与结合核糖体有关tRNA在二级结构的基础上进一步折叠成为倒“L”字母形的三级结构
起始因子 原核起始因子只有三种（IF1、IF2、IF3） 真核起始因子(简称为eIF)种类多且复杂，已鉴定的真核起始因子共有12种 延长因子 原核生物（简称EF）由三部分组成：EF-Tu，EF-Ts，和EF-G EF-Tu它介导氨酰-tRNA进入核糖体的空位 EF-Ts充当EF-Tu亚基的鸟嘌呤核苷酸交换因子,催化EF-Tu释放GDP EF-G催化tRNA的移位和多肽延伸的每个循环后期mRNA从核糖体上掉下来 真核生物（简称eEF） 真核生物中分为：eEF-1和eEF-2 eEF-1有两个亚基，α和βγα相当于原核生物中的EF-Tu亚基，它介导氨酰-tRNA进入核糖体的空位Βγ相当于原核生物中EF-Ts，核苷酸交换因子α,催化GDP从α上释放eEF-2相当于原核生物的EF-G，催化tRNA的移位和多肽延伸的每个循环后期mRNA从核糖体上掉下来
高中生物《蛋白质的合成与运输》学案3 中图版必修1
高中生物《蛋白质的合成与运输》学案3 中图 版必修1 学习目标：1描述核糖体的形态结构和成分2 简述蛋白质的合成和加工过程3 能够利用同位素示踪法的现象和结果进行推理和判断4简述蛋白质分选、运输5 学会用实验资料探究结论的方法二 自学与探究：1 蛋白质的合成阅读课本P36蛋白质的合成第一自然段，结合所学知识完成以下有关核糖体的问题：①蛋白质的合成场所________________ ，核糖体的形态 ___________________，核糖体在细胞中的分布 ________________________________________________，核糖体的成分 _________________________________________________________，核糖体的结构 _________________________________________________________。②蛋白质的合成是 ________________________________________ 并进行________ 的复杂过程，是由 _____________________________________________ 完成的。探究活动：根据豚鼠胰腺蛋白的分泌过程，分析讨论以下问题：①
分泌蛋白的合成和分泌依次经过哪些结构？②各部分结构在这个过程中有什么作用？（阅读课本P37第二第二自然段，弄清蛋白质的分选和运输的概念①蛋白质的分选：蛋白质合成后， ____________________________________________决定他们的去向和最终定位。此外，_____________________________________也影响了蛋白质的去向。②蛋白质的运输：通过连续的 __________________运送蛋白质到达________________的过程。蛋白质只有被准确的运输到相应的部位才能执行特定的功能。读图2-1-11，完成以下问题内质网上的核糖体合成的蛋白质通过一定的机制进入到_________________ 中，经过初步的修饰加工后被运送到_____________________，再经其进一步加工修饰成为____________________________________。最后由 _______________________通过 __________________________________将不同的蛋白质分开，各自以________________的形式运送到相应的部位。如 __________________________________________________。游离的核糖体合成的蛋白质则主要通过各自的 _______________________被运送到不同的__________________如_________________________________________________。三内容小结：四 反馈练习1 核糖体是蛋白质的合成场所，通常核糖体不分布于 ( )A 原核细胞中 B 真核细胞中 C叶绿体中 D高尔基体中2
第十八节：蛋白质的合成及转运 考研生物化学精编辅导讲义
第十八节：蛋白质的合成及转运 ?翻译以mRNA为直接模板，tRNA为氨基酸运载体，核蛋白体为装配场所，共同协调完成蛋白质生物合成的过程。也就是把mRNA的碱基排列顺序转译成多肽链中氨基酸的排列顺序。 ?三大进展使蛋白质合成的主要过程得到认识 ①蛋白质合成的部位－核糖体；②氨基酸被氨酰tRNA激活；③遗传密码子。 1．遗传密码 ?密码子是指编码一个特定氨基酸的三联体核苷酸。 ?编码连续氨基酸的密码子中没有标点。 起始密码子：AUG（Met）, (少数情况下GUG(Val)) ? ?终止密码子：UAA，UAG，UGA（无义密码子并非总是无义的，是稀有氨基酸如磷酸丝氨酸、硒半胱氨酸（UGA）掺入肽链的正常途径） ? ?遗传密码的特性 ①连续性；②读码不重叠性；③通用性；④简并性；⑤摆动性（变偶性）。 ?简并性：每一个氨基酸可能有一个以上的密码子；（甲硫氨酸AUG和色氨酸只有一个密码子）?摆动性：大多数密码子的第三个碱基与其反密码子的相应配对比较松，使一些tRNA能识别多个密码子 ?意义：密码子和反密码子相互作用平衡了准确性和速度的需要。 ?密码子的特性 ①无标点符号；②读码不重复；③一定的防突变功能。 ?碱基丢失――后续氨基酸全改变 ?一个碱基突变――一个氨基酸改变 ?密码子第三个碱基改变――氨基酸可能不变（简并性，摆动性） ?阅读框移动和RNA编辑――――― 一些mRNA在翻译前就被编辑。 ?在一些病毒DNA中发现不同阅读框中的重复基因 (密码子结构与氨基酸侧链极性之间有一定关系. 1)氨基酸侧链极性性质在多数情况下由密码子的第二个碱基决定。第二个碱基为嘧啶(Y)时，氨基酸侧链为非极性，第二个碱基为嘌呤(P)时，氨基酸侧链侧有极性. 2)当第一个碱基为U或A，第二个碱基为C，第三个碱基无特异性时，所决定的氨基酸侧链为极性不带电; 3)当第一个碱基不是U，第二个碱基是G时，氨基酸侧链则带电。在此前提下，若第一个是C或A时，表示带正电
分泌蛋白的合成和运输 学案
分泌蛋白的合成和运输 编者：朱巧荣审核人：编制时间：2011.11.17 学生完成所需时间1课时班级姓名第小组【学习目标】 1、对所学细胞器进行分类并能说出细胞器的功能。 2、能写出、说出分泌蛋白合成和运输过程。 3、课堂上认真思考、积极讨论、激情展示，大胆质疑，感悟细胞器间的分工与合 作，增强小组内的合作与交流。 【学习重点】分泌蛋白的合成和运输过程 【学习难点】分泌蛋白合成和运输过程中有关的细胞器的作用和有关结构的变化【学习内容】细胞器分类——细胞器功能——分泌蛋白的合成和运输 【学法指导】通过阅读学案的导读，解决学习过程中可能遇到的疑惑；通过在纠错本上书写细胞器种类及分类，通过提问或书写熟悉细胞器的功能；通过课件展示、小组讨论、学生展示、质疑，加深对分泌蛋白形成过程的理解；通过课堂测试来巩固本节所学知识。 【目标解读】 通过课前默写细胞器的分类和功能及课前小测试，来完成目标1；通过对分泌蛋白的形成过程的探究，来完成目标2、3。 【学案导读】（温馨提示） 1、细胞中的核糖体有的游离在细胞质基质中，有的附着在内质网上。细胞中合成的 蛋白质，分为两类，一类是附着在内质网上的核糖体，其合成的蛋白质，要送到细胞外发挥作用，即分泌蛋白（如抗体、消化酶、某些激素等）；一类是细胞质中的核糖体合成的蛋白质，在细胞内发挥作用（如线粒体蛋白和叶绿体蛋白）。 2、科学家用同位素标记法来研究分泌蛋白的合成过程。同位素标记法：科学家通过 追踪示踪元素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种科学研究方法叫做同位素标记法。同位素标记法也叫同位素示踪法。 3、同位素：具有相同质子数，而中子数不同的同一种元素不同原子.例如氢有三种 同位素， H氕、D氘（又叫重氢）、 T氚（又叫超重氢）；碳有多种同位素，例如12C、13C、14C（有放射性）等。 4、生物膜：细胞中的细胞膜、核膜和细胞器膜的统称。 目标１对所学细胞器进行分类并能说出细胞器的功能 一、课前练一练（试试你的身手，你最行） 1、根据所学的细胞器知识，按要求回答问题：（B级） 有双层膜结构的细胞器是：
DNA、RNA和蛋白质合成
DNA复制（DNA生物合成） √2．什么叫DNA的半保留复制？有何证据？ 答：在复制过程中首先碱基间氢键需破裂并使双链解旋和愤慨，然后每条链可作为模板在其上合成新的互补链，结果由一条链可以形成互补的两条链。这样新形成的两个DNA分子与原来的DNA分子的碱基顺序完全一样。在此过程中，每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，这种方式称为半保留复制。证据：氮的同位素15N标记大肠杆菌DNA的实验以及Cairns用反射自显影的方法第一次观察到正在复制的大肠杆菌染色体DNA都证明DNA的半保留复制。 √9．原核生物DNA复制如何进行的，请阐述复制过程 答：原核生物DNA复制可分为三个阶段：起始、延伸和终止。 复制的起始：复制的起点上四个9bp重复序列为DnaA蛋白的结合位点，大约20~40个DnaA蛋白各带一个ATP结合在此位点上，并聚集在一起，DNA缠绕其上，形成起始复合物。HU蛋白可与DNA结合，促使双链DNA弯曲。受其影响，邻近三个成串富含AT的13bp序列被变性，称为开链复合物，所需能量由ATP 供给。Dna B六聚体随即在Dna C的帮助下结合于解链区。Dna B借助水解ATP产生的能量，眼DNA链5’3’方向移动，解开DNA的双链，此时称为前引发复合物。DNA双链的解开还需要DNA旋转酶和单链结合蛋白，前者可消除解旋酶产生的拓扑张力，后者保护单链并防止恢复双链。至此即可由引物合成酶合成RNA 引物，并开始DNA复制。 复制的延伸：复制的延伸阶段同时进行前导链和滞后链的合成。这两条链合成的基本反应相同，并且都由DNA聚合酶III所催化；但两条链的合成已有显著差别，前者持续合成，后者分段合成，因此参与的蛋白质因子也有不同。亲代DNA首先必须由DNA解螺旋酶将双链解开，其产生的拓扑张力由拓扑异构酶释放。分开的链被单链结合蛋白所稳定。自此之后前导链与滞后链的合成便有所不同。复制起点解开后形成两个复制叉，即可进行双向复制。前导链开始合成后通常都一直继续下去。先由引物合成酶在起点处合成一段RNA引物。某些质粒和线粒体DNA由RNA聚合酶合成引物，其长度可以更长。随后DNA聚合酶III 即在引物上加入脱氧核糖核苷酸。前导链的合成与复制叉的移动保持同步。滞后链的合成师分段进行的，需要不断合成冈崎片段的RNA引物，然后由DNA聚合酶III加入脱氧核糖核苷酸。由于DNA得两条互补链方向相反，为使滞后链能与前导链被同一个DNA聚合酶III不对称二聚体所合成，滞后链必须绕成一个突环。合成冈崎片段需要DNA聚合酶III不断与模板脱开，然后再新的位置又与模板结合。 复制的终止：两个复制叉在终止区相遇而停止复制，复制体解体，其间人又50~100bp未被复制。其后两条亲代链解开，通过修复方式填补空缺。此时两环状染色体互相缠绕，称为连锁体。 基因转录（RNA的生物合成） √2．基因的转录控制有什么因素控制？ √4．原核生物的RNA聚合酶有何特性？ 答：真核生物有三种RNA聚合酶Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,它们专一地转录不同的基因，而原核生物的mRN A、rRNA、tRNA 由同一种RNA聚合酶所转录，聚合酶的分子量为480kD，由五个亚基组成α2ββ′σ，还含两个Zn原子，与β′亚基相连接。去掉σ亚基称为核心酶。 √5．原核生物的转录启动子的结构有哪几部分组成？ 答：原核生物的转录启动子从起点上游约-10处有保守序列TATAAT为-10序列，-10序列的突变不影响RNA 聚合酶与启动子结合的速度，可是会降低双链解开的速度；在-10序列上游有一个保守序列为TTGACA称为-35序列，-35序列的突变将降低RNA聚合酶与启动子结合的速度，但不影响转录起点附近DNA双链的解开。 √7．真核生物的转录酶与原核生物有何区别？ 答：真核生物有三种RNA聚合酶Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,它们专一地转录不同的基因,聚合酶Ⅰ转录45S rRNA的前体，聚合酶Ⅱ转录所有的mRN A前体和大多数核内的小RN A，聚合酶Ⅲ转录tRNA、5S rRNA、U6snRNA和不同的胞质小RNA。而原核生物的mRN A、rRNA、tRNA由同一种RNA聚合酶所转录。
蛋白质的合成与运输
学案设计 第二单元第一章第二节 蛋白质的合成与运输 潍坊滨海中学梁芳 【学习目标】 一、知识目标 1．简单描述蛋白质的合成和加工过程。 2．描述核糖体的形态结构和成分。 3．简单描述蛋白质的分选、运输过程。 二、能力目标 通过探究活动，学会利用同位素示踪法的现象和结果进行推理和判断，学会用实验资料探究结论的方法，培养分析资料、判断推理、归纳结论的能力。 三、情感目标 1．在探究活动中培养合作探究的精神。 2．通过蛋白质合成和运输过程的学习，认同细胞的整体性的观点。 【学习重点】 1．蛋白质的合成、加工、运输过程。 2．在探究活动中培养分析资料、判断推理、归纳结论的能力。 【学习难点】 通过蛋白质合成和运输过程的学习，认同细胞的整体性的观点。 【学习过程】 一、蛋白质的合成 （一）课前预习： 1．是蛋白质的合成场所，其由和共同组成。 2．原核细胞和真核细胞的核糖体结构基本相同，都由和组成。 3．不进行蛋白质合成时，核糖体的大、小亚基是的；在蛋白质合成过程中，大、小亚基是。 4．核糖体合成的蛋白质只能作为蛋白质的，要成为成熟而有功能的蛋白质，还必须经过必要的。、和都
能对新生肽链进行加工。 5．蛋白质的加工主要是指为新生肽链添加上、或并对其和等。 （二）合作探究 请结合教材中探究活动“豚鼠胰腺蛋白的分泌”，同学们分组讨论，解决以下问题：1．放射性的出现说明什么？由此，你想一想，这种方法还可以用于哪些方面的研究？ 2．分泌蛋白的合成和分泌依次经过哪些结构？用箭头连接起来。 3．内质网和高尔基体在这个过程中有什么作用？ 4．蛋白质加工的场所有哪些？加工有哪几种形式？加工的意义是什么？ 二、蛋白质的分选和运输 （一）课前预习： 1．蛋白质合成后，一般在其氨基酸序列中含有，它们的去向和最终定位。 2．核糖体在细胞中的不同，有的结合在上，有的存在于中，这也蛋白质的去向。 3．通过连续的运送蛋白质到达其最终目的地的过程称为蛋白质的运输。 （二）合作学习
遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成(一)
第四节遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成第1课时遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成(一) ?下列关于DNA的说法错误的是() A．DNA具有携带遗传信息的功能 B．DNA具有调节遗传信息的功能 C．DNA是转录的模板 D．DNA控制蛋白质的合成 ?下列关于DNA和RNA的叙述，错误的是() A．RNA和DNA都是多核苷酸大分子 B．RNA是核糖核苷酸的简称，DNA是脱氧核苷酸的简称 C．RNA包括mRNA、tRNA、rRNA等种类 D．染色体由DNA和蛋白质组成 ?在下面的转录简式中，共有几种核苷酸() 图3-4-1 A．4种 B．5种 C．6种 D．8种 ?下列不属于RNA的功能的是() A．在细胞间传递信息
B ．在细胞内运输某种物质 C ．催化某些化学反应 D ．某些病毒的遗传物质 ?从遗传信息的传递过程来看，信使RNA(mRNA)的主要功能可表述为( ) A ．把DNA 的遗传信息传递给蛋白质 B ．翻译DNA 的遗传信息 C ．转录DNA 的遗传信息 D ．作为合成RNA 的模板 ?下列关于转录所需要的条件的叙述，错误的是( ) A ．需要酶的催化 B ．需要DNA 提供模板 C ．需要细胞呼吸供能 D ．需要4种脱氧核苷酸作为原料 ?在翻译过程中，发生碱基互补配对的是( ) A ．mRNA 与tRNA B ．氨基酸与tRNA C ．DNA 与mRNA D ．核糖体与mRNA ?在某双链DNA 中，已知一条链的 A ＋G T ＋C ＝0.4，那么以它的互补链为模板转录成的mRNA 中，A ＋G U ＋C 是( ) A ．2.5 B ．1 C ．0.4 D ．5.2
遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成(二)无答案
第2课时遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成(二) ?组成人体蛋白质的20种氨基酸所对应的密码子共有() A．4种B．20种C．61种D．64种 ?[2015·浙江1月学考] 图3-4-8为中心法则的示意图，其中表示DNA 复制的是() 图3-4-8 A．①B．②C．③D．④ ?下列有关细胞中基因的叙述，正确的是() A．基因的载体之一是染色体 B．基因的基本单位是氨基酸 C．基因是有遗传效应的DNA片段 D．基因是有遗传效应的RNA片段 ?若某DNA模板链上的3个相邻的碱基为CAT，则转运RNA上相应的3个碱基是() A．GAT B．CCU C．CAU D．GAU ?关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是() A．一种tRNA可以携带多种氨基酸 B．DNA聚合酶是在细胞核中合成的 C．反密码子是位于mRNA上相邻的三个核糖核苷酸 D．大多数氨基酸有两个以上的遗传密码 ?根据表中的已知条件判断，苏氨酸的密码子是()
A.TGU B．UGA C．ACU D．UCU ?下列过程中，由逆转录酶催化的是() A．DNA→RNA B．RNA→DNA C．蛋白质→蛋白质D．RNA→蛋白质 ?下列关于遗传信息传递和表达的叙述，正确的是() A．DNA复制需要DNA酶的参与 B．转录是以半保留的方式合成RNA的过程 C．转录是以DNA的编码链为模板，并需要RNA聚合酶的参与 D．依据中心法则，RNA可以逆转录成互补DNA，RNA也可以自我复制?图3-4-9表示遗传信息表达的过程。对此过程的正确理解是()
图3-4-9 A．图甲完成后，④需通过两层生物膜才能与核糖体结合 B．图甲中①为启动上述过程必需的有机物，其名称为DNA聚合酶，①移动的方向为从右向左 C．图乙中表示3条多肽链正在合成，其氨基酸顺序可能不同 D．图乙过程表明细胞可以迅速合成大量的蛋白质 ○10图3-4-10中甲、乙表示遗传信息表达过程示意图。下列相关叙述正确的是() 甲 乙 图3-4-10 A．图甲中的a与图乙中的a表示同一种物质 B．图甲表示翻译过程，图乙表示转录过程 C．图乙中的c经加工成熟后才能转移到细胞质进行图甲过程 D．图甲中以b一条链作为模板，图乙中d两条链都可以作为模板
人教版2020高中生物 第三章第四节 遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成学案 浙科版必修2
第四节遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成 [学习目标] 1.列举DNA的功能。2.比较DNA和RNA的异同。3.概述遗传信息的转录和翻译过程。4.用遗传密码解释蛋白质的多样性。5.说明中心法则，概述基因的概念。 一、DNA的功能、转录 1.DNA的功能 (1)携带遗传信息：即以自身为模板，半保留地进行复制，保持遗传信息的稳定性。 (2)表达遗传信息：即根据DNA所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。 2.转录 (1)含义：指遗传信息由DNA 传递到RNA 上的过程。 (2)结果：形成RNA，通常为单链，其核苷酸中的五碳糖为核糖，含有四种碱基为腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)。 (3)转录的过程 ①RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位结合。 ②包括一个或者几个基因的DNA片段的双螺旋解开。 ③以DNA一条链为模板，按碱基互补配对原则，游离的核糖核苷酸通过磷酸二酯键聚合成与该片段DNA相对应的RNA分子。 (4)产物：mRNA、tRNA、rRNA。 3.DNA与RNA的比较 种类DNA RNA 基本单位脱氧核糖核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种) 戊糖脱氧核糖核糖 特有碱基T U 共有碱基A、G、C 空间结构规则的双螺旋结构多呈单链结构 真核生物中的分布主要在细胞核中，少量在 线粒体、叶绿体中 主要在细胞溶胶、线粒体、叶绿 体、核糖体中，少量在细胞核中 归纳总结(1)转录的基本单位是基因，而不是整个DNA，因此转录时只解旋基因片段，其他部位不解旋。
(2)DNA分子的两条链中，被转录的那条链叫模板链，另一条链无转录功能，叫非模板链(又称编码链)。 (3)转录时mRNA与DNA模板链碱基互补，配对关系：G—C、C—G、T—A、A—U，结果mRNA 与DNA编码链上碱基序列基本相同，只是用U代替T。 (4)在真核细胞内，转录出来的RNA需经过加工才能成为具有生物活性的成熟的mRNA。 例1(新编)如图所示为遗传信息的转录过程。请据图回答下列问题： (1)在图中右侧空白处填上合适内容。 (2)遗传信息的传递方向：DNA→__________。 答案(1)碱基碱基互补配对一条链核糖核苷酸RNA聚合酶RNA DNA链双螺旋(2)RNA 例2已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种类型。现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应该( ) A.分析碱基类型，确定碱基比率 B.分析碱基类型，分析五碳糖类型 C.分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型 D.分析蛋白质的氨基酸组成，分析五碳糖类型 答案 A 解析确定DNA或RNA，可分析碱基和五碳糖(有U或核糖为RNA；有T或脱氧核糖为DNA)；确定单链或双链可分析其中各种碱基所占的比率：若A与T或U相等，C与G相等，则为双链(当然也有可能是单链)；若不相等则为单链。如果分析氨基酸组成，则不能区分核酸类型。