RNA和蛋白质的合成(共9张PPT)
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第十三章蛋白质的生物合成(共91张PPT)
已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞 的叶绿体等。
密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖 先。
4. 方向性（direction）：
• 指阅读mRNA模板上的三联体密码时， 只能沿5’→3’方向进行。
5. 摆动性（wobble）：
转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与 mRNA上的遗传密码反平行配对结合，但反密码与 密码之间常常不严格遵守碱基配对规律，称为摆
阶段。
一、多肽链合成的起始阶段
（一）原核生物翻译起始复合物形成
• 包括以下几个步骤：
➢核蛋白体大小亚基分离；
➢mRNA在小亚基定位结合；
➢起始氨基酰-tRNA的结合；
➢核蛋白体大亚基结合。
1. 核蛋白体大、小亚基分离： IF-1和IF-3与小亚基结合，促进核蛋白体大、小亚
基拆离，为新一轮合成作准备。
• 成肽是由转肽酶（transpeptidase）催化的 肽键形成过程。
• 在转肽酶的催化下，将P位上的tRNA所携带 的甲酰蛋氨酰基或肽酰基转移到A位上的氨 基酰tRNA上，与其-氨基缩合形成肽键。
• 此步骤需Mg2+，K+。
成肽反应过程
3. 转位（translocation）：
• 延长因子EF-G有转位酶（translocase）活性，可 促进核蛋白体向mRNA的3´侧移动相当于一个密码 的距离，同时使肽酰基tRNA从A位移到P位。
氨基酰tRNA合成酶催化的反应
第一步：活化反应
氨基酸 ＋ATP-E → 氨基酰-AMP-E ＋ PPi
第二步：连接反应
氨基酰-AMP-E ＋
tRNA
↓
氨基酰-tRNA ＋
有高度特 异性。
密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖 先。
4. 方向性（direction）：
• 指阅读mRNA模板上的三联体密码时， 只能沿5’→3’方向进行。
5. 摆动性（wobble）：
转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与 mRNA上的遗传密码反平行配对结合，但反密码与 密码之间常常不严格遵守碱基配对规律，称为摆
阶段。
一、多肽链合成的起始阶段
（一）原核生物翻译起始复合物形成
• 包括以下几个步骤：
➢核蛋白体大小亚基分离；
➢mRNA在小亚基定位结合；
➢起始氨基酰-tRNA的结合；
➢核蛋白体大亚基结合。
1. 核蛋白体大、小亚基分离： IF-1和IF-3与小亚基结合，促进核蛋白体大、小亚
基拆离，为新一轮合成作准备。
• 成肽是由转肽酶（transpeptidase）催化的 肽键形成过程。
• 在转肽酶的催化下，将P位上的tRNA所携带 的甲酰蛋氨酰基或肽酰基转移到A位上的氨 基酰tRNA上，与其-氨基缩合形成肽键。
• 此步骤需Mg2+，K+。
成肽反应过程
3. 转位（translocation）：
• 延长因子EF-G有转位酶（translocase）活性，可 促进核蛋白体向mRNA的3´侧移动相当于一个密码 的距离，同时使肽酰基tRNA从A位移到P位。
氨基酰tRNA合成酶催化的反应
第一步：活化反应
氨基酸 ＋ATP-E → 氨基酰-AMP-E ＋ PPi
第二步：连接反应
氨基酰-AMP-E ＋
tRNA
↓
氨基酰-tRNA ＋
有高度特 异性。
新版人教版高中生物基因指导蛋白质的合成 (共20张PPT)学习演示PPT课件
遗传信息、密码子、反密码子比较
DNA
mRNA
含义
脱氧核苷酸（碱
基对）的排列顺 序(4n种----n等于有
遗传效应的DNA分子 片段上碱基的对数）
mRNA中三个 连续碱基
（43=64种）
tRNA
tRNA上与密码 子互补配对的 碱基 （61种）
直接决定mRNA中 碱基排列顺序，间 接决定氨基酸的排 列顺序
种反密码子，但是一种反密码子只能对应
种氨基酸。
逆转录酶在基因工程中可用于合成目的基因。
3、生物的性状还受环境条件的影响，即生物的性状是基因和环境
条件共同作用的结果
下图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述正确的是(不定项选）( ACF)
A．图中②过程发生在细胞质中的核糖体上 B．镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是血红蛋白分子结构的改变 C．人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降 D．血红蛋白属于一种分泌蛋白，其合成除了与上图①②过程有关 ，还与高尔基
体和内质网的加工运输有关 E．基因1和基因2不可能同时出现于人体的同一个细胞中 F．①过程需要RNA聚合酶催化， ②过程需要tRNA协助 G. ③④过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同 H．过程①②④表明基因通过控制蛋白质的结构控制生物所有的性状 • ①过程是以DNA的两条链为模板，四种核苷酸为原料合成 J. ②过程只需要mRNA 、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成
主要在细胞核（其次线粒体、叶绿体）
一个 mRNA 上结合多 个核糖体，顺次合成多 条相同的多肽链
（子碱4）基图中配DN对A片段由50。A0对-碱T基、组(DT成N，-AAA+-、DT占NC碱A-基)G总、数的G34-%C，该ACD-NUA片(、D段N复TA制-2-AR次、，N共AC需)-游G离、的胞G嘧-啶AG脱--(氧UCR核、N苷AU酸--R分AN、AC) -G、
蛋白质合成的基本过程
蛋白质合成的基本过程蛋白质是构成生物体细胞的重要组成部分，参与了生物体内的几乎所有生化过程。
蛋白质的合成是细胞内最为重要的生物化学过程之一，也是维持生命活动正常进行的基础。
蛋白质的合成过程包括转录和翻译两个阶段，通过这两个阶段，细胞可以根据遗传信息合成出具有特定功能的蛋白质。
下面将详细介绍蛋白质合成的基本过程。
一、转录阶段转录是指在细胞核内DNA模板上合成RNA的过程。
在蛋白质合成中，首先需要将DNA上的遗传信息转录成RNA，形成mRNA（信使RNA），mRNA携带着DNA上的遗传信息，将其带到细胞质中进行翻译合成蛋白质。
1.1 RNA聚合酶的结合转录的第一步是RNA聚合酶与DNA模板的结合。
RNA聚合酶是一种酶类蛋白质，它能够识别DNA上的启动子区域，并在该区域结合，开始合成RNA链。
1.2 RNA链的合成RNA聚合酶在DNA模板上沿着3'→5'方向移动，合成RNA链时是在5'→3'方向进行的。
RNA链的合成过程与DNA复制有所不同，RNA链的合成速度较快，而且只合成一条链。
1.3 终止转录在DNA上的终止子区域，会有一些特定的序列，当RNA聚合酶合成到这些序列时，转录过程会终止，RNA链会从DNA模板上脱离，形成成熟的mRNA。
二、翻译阶段翻译是指在细胞质中mRNA的遗传信息被翻译成氨基酸序列的过程。
翻译过程中涉及到多种RNA和蛋白质，包括tRNA（转运RNA）、rRNA （核糖体RNA）和核糖体等。
2.1 核糖体的结合在翻译的起始阶段，mRNA会与核糖体结合，核糖体是一种由rRNA和蛋白质组成的细胞器，能够将mRNA上的遗传信息翻译成氨基酸序列。
2.2 tRNA的运载tRNA是一种带有特定氨基酸的RNA分子，它能够将氨基酸运载到核糖体上，与mRNA上的密码子配对，完成氨基酸的添加。
2.3 氨基酸的连接在核糖体上，tRNA将氨基酸按照mRNA上的密码子顺序连接起来，形成氨基酸链。
蛋白质的生物合成PPT课件
第一步
氨PPi
基
E-AMP
酸
的 氨酰腺苷酸
活 第二步
AMP
E化
AA
E
tRNA
AA
E
AA
E
tRNA
AA
3-氨酰-tRNA
tRNA
E
活化反应方程式：
氨基酸 + ATP
酶/ Mg2+
氨酰AMP-酶 + PPI
氨酰AMP-酶
氨酰tRNA + AMP + 酶
tRNA
一个氨基酸活化需要消耗2个高能磷酸键
氨酰- tRNA合成酶特点 专一性：对氨基酸有极高的专一性，每种
中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分 子基础，不仅使人们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生 命现象有了更深刻的认识，而且以这方面的理论和技术为基 础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命 。
遗 DNA
传
信
息
流
mRNA
动
示
核糖体
意
图
tRNA
第一节 RNA在蛋白质生物 合成中的重要功能
tRNA的功能
（一）被特定的氨酰- tRNA合成酶识别， 使tRNA接受正确的活化氨基酸。
（二）识别mRNA链上的密码子。
（三）在蛋白质合成过程中，tRNA起着 连结生长的多肽链与核糖体的作用。
(一)、接受正确的活化氨基酸
氨基酸 + ATP
酶/ Mg2+
氨酰AMP-酶 + PPi
氨酰AMP-酶
tRNA
合成蛋白质 ③ 被蛋白质合成的起始因子所识别，从
而促进蛋白质的合成。
AAAAAAA-OH
高中生物(浙江专版)必修2同步课件：遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成
6．基因是一段有遗传功能的核酸片段。在遗传 物质为DNA的细胞生物和DNA病毒中，基 因是一段有遗传功能的DNA片段；而在遗 传物质为RNA的RNA病毒中，基因则是一 段有遗传功能的RNA片段。
7．表达是基因通过转录形成RNA产物或通过转 录翻译形成蛋白质产物的过程。
考试内容 (1)DNA的功能 (2)DNA与RNA的异同 遗传信息 (3)转录、翻译的概念和过程 的表达 (4)遗传密码、中心法则 (5)基因的概念 (6)复制、转录和翻译的异同
1．在正常人体细胞中能否进行 RNA 复制和逆转录？遗传 信息是如何流动的？
提示：不能，RNA 复制和逆转录是 RNA 病毒在寄主细胞 中繁殖活动中的一项遗传活动。
人体细胞内遗传信息流动过程为：
2．在真核细胞中，“染色体－DNA－基因”三者之间在遗 传上是怎样的关系？
提示：在真核细胞的遗传关系上，DNA 分子是遗传物质； 染色体是 DNA 的主要载体；基因是有遗传效应的 DNA 片段。 基因的不同是由于脱氧核苷酸的排列顺序不同导致的；基因控 制性状就是通过控制 RNA 和蛋白质合成来完成的。
五碳糖
特有碱基
DNA RNA
脱氧核糖 _核__糖__
_T_(_胸__腺_嘧 __啶__)_ __U__(尿__嘧__啶__) _
(2)基本单位： 核糖核苷酸 。
结构特点 一般是 _双_链__ 通常是 单__链__
(3)种类和功能：
1．DNA 转录时是把所有 DNA 分子都转录出来吗？ 提示：转录的不是整个 DNA 分子，而是以基因为单位进行的。 2．如图是一小段 DNA 片段，①链是模板链，②是编码链， 请写出其转录生成的 RNA 的碱基序列，并分析 RNA 的碱基 序列与 DNA 两条链碱基序列的关系？
7．表达是基因通过转录形成RNA产物或通过转 录翻译形成蛋白质产物的过程。
考试内容 (1)DNA的功能 (2)DNA与RNA的异同 遗传信息 (3)转录、翻译的概念和过程 的表达 (4)遗传密码、中心法则 (5)基因的概念 (6)复制、转录和翻译的异同
1．在正常人体细胞中能否进行 RNA 复制和逆转录？遗传 信息是如何流动的？
提示：不能，RNA 复制和逆转录是 RNA 病毒在寄主细胞 中繁殖活动中的一项遗传活动。
人体细胞内遗传信息流动过程为：
2．在真核细胞中，“染色体－DNA－基因”三者之间在遗 传上是怎样的关系？
提示：在真核细胞的遗传关系上，DNA 分子是遗传物质； 染色体是 DNA 的主要载体；基因是有遗传效应的 DNA 片段。 基因的不同是由于脱氧核苷酸的排列顺序不同导致的；基因控 制性状就是通过控制 RNA 和蛋白质合成来完成的。
五碳糖
特有碱基
DNA RNA
脱氧核糖 _核__糖__
_T_(_胸__腺_嘧 __啶__)_ __U__(尿__嘧__啶__) _
(2)基本单位： 核糖核苷酸 。
结构特点 一般是 _双_链__ 通常是 单__链__
(3)种类和功能：
1．DNA 转录时是把所有 DNA 分子都转录出来吗？ 提示：转录的不是整个 DNA 分子，而是以基因为单位进行的。 2．如图是一小段 DNA 片段，①链是模板链，②是编码链， 请写出其转录生成的 RNA 的碱基序列，并分析 RNA 的碱基 序列与 DNA 两条链碱基序列的关系？
核酸的合成(RNA)
3
碱基的合成可由氨基酸经过多步生化反应生成， 也可从食物中摄取。
03 RNA的合成机制
转录过程
转录是RNA合成的关键过程， 它涉及以DNA为模板合成RNA
的过程。
在转录过程中，RNA聚合酶识 别DNA上的特定启动子序列，
并开始合成RNA链。
转录过程中，RNA聚合酶沿着 DNA模板移动，并添加与DNA 模板互补的核糖核苷酸到RNA 链上。
04
转录起始、延伸和终止
在延伸阶段，RNA聚合酶沿着DNA模板移动并 合成RNA链。
转录起始、延伸和终止过程中涉及一系列复杂的调控 机制，以确保RNA合成的准确性和效率。
转录起始是RNA合成的起始阶段，涉及RNA聚 合酶与DNA模板的结合。
转录终止是RNA合成的结束阶段，涉及RNA聚 合酶从DNA模板上释放并完成RNA链的合成。
RNA的合成是指通过一系列酶 促反应，将核苷酸聚合成为 RNA分子的过程。
RNA的合成过程
RNA的合成需要经过转录和翻译两个过程。
转录是指以DNA为模板，通过RNA聚合酶的作用，将核苷酸聚合成为RNA分子的过 程。
翻译是指以mRNA为模板，在核糖体上将氨基酸按照一定的顺序连接起来，形成蛋 白质的过程。
Байду номын сангаас4 RNA合成的调节
转录水平的调节
转录起始的调节
RNA聚合酶的启动子识别和结合是转录起始的关键步骤，可以通 过调控启动子的选择和使用来调节转录。
转录延伸的调节
转录过程中，RNA聚合酶的活性受到多种因素的调节，如磷酸化、 去磷酸化等，这些调控机制可以影响转录的速率和产量。
转录终止的调节
转录终止涉及RNA聚合酶到达终止子并释放RNA的过程，可以通 过调控终止子的选择和使用来调节转录。
4.1基因指导蛋白质的合成课件-2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修2
(2)时间 个体生长发育的整个过程（几乎所有活细胞中）
(3)场所 主要在_细__胞__核_中
*实际上，DNA在哪里，转录就在哪里发生 (4)产物 RNA（三种RNA都是）
一、遗传信息的转录 3. 转录的基本过程
(5)过程 ①解旋
第1步：DNA双链解开，碱基暴露出来； RNA聚合酶具有解旋效果
一、遗传信息的转录 3. 转录的基本过程
三、遗传信息的翻译 第1步 mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫
氨酸的tRNA ，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。
3.
翻
第2步 携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2 。
译
过
程
第3步 甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到 位点2的tRNA上。
三、遗传信息的翻译
3.
翻
译
第4步 核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占
苯丙氨酸 U
U
U
UUU
注:①在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸。 ②在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
密码子总数是 64 种 ，但通常决定氨基 酸的密码子是 61 种 ，__3__个是终止密 码子， 个起始密 码子。
原核生物中，起始密码子 有几个？ 特殊情况下能够决定氨基 酸的密码子最多有多少个？
DNA的一条链
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
解旋酶、 DNA聚合酶等
RNA聚合酶等
A-T T—A C—G G—C
A-U C—G T—A G—C
半保留复制，边解旋边复制
边解旋边转录
新链从5’端-3’端延伸
新链从5’端-3’端延伸
(3)场所 主要在_细__胞__核_中
*实际上，DNA在哪里，转录就在哪里发生 (4)产物 RNA（三种RNA都是）
一、遗传信息的转录 3. 转录的基本过程
(5)过程 ①解旋
第1步：DNA双链解开，碱基暴露出来； RNA聚合酶具有解旋效果
一、遗传信息的转录 3. 转录的基本过程
三、遗传信息的翻译 第1步 mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫
氨酸的tRNA ，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。
3.
翻
第2步 携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2 。
译
过
程
第3步 甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到 位点2的tRNA上。
三、遗传信息的翻译
3.
翻
译
第4步 核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占
苯丙氨酸 U
U
U
UUU
注:①在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸。 ②在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
密码子总数是 64 种 ，但通常决定氨基 酸的密码子是 61 种 ，__3__个是终止密 码子， 个起始密 码子。
原核生物中，起始密码子 有几个？ 特殊情况下能够决定氨基 酸的密码子最多有多少个？
DNA的一条链
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
解旋酶、 DNA聚合酶等
RNA聚合酶等
A-T T—A C—G G—C
A-U C—G T—A G—C
半保留复制，边解旋边复制
边解旋边转录
新链从5’端-3’端延伸
新链从5’端-3’端延伸
4.1 基因指导蛋白质的合成(一) 课件(共27张PPT)高一下学期生物人教版2019必修2
核糖
脱氧核糖
1. RNA与DNA的区别
二、RNA的结构、分类和功能
1. RNA与DNA的区别
二、RNA的结构、分类和功能
项目
DNA
RNA
名称
结构
基本单位
五碳糖
碱基种类
双螺旋结构
通常呈单链
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
A、T、C、G
A、U、C、G
脱氧核糖核酸
核糖核酸
2. RNA的分类和功能：
细胞核
叶绿体
线粒体
一条链
RNA
三、遗传信息的转录
DNA模板链
DNA模板链
游离的核糖核苷酸
DNA模板链
1. 场所：2. 过程：3. 产物：4. 特点：5. 原则：
边解旋边转录
碱基互补配对原则（A-U,T-A; G-C,C-G）
mRNA、tRNA、rRNA
解旋、配对、连接、释放
主要在细胞核，少数在细胞质中的线粒体和叶绿体
细胞核
核糖体
细胞质
DNA(2nm)
核孔0.9nm
1955年，布拉舍实验时：用RNA酶分解洋葱根尖细胞 RNA, 蛋白质合成停了;重新加入RNA后, 又合成蛋白质。
！
实验证据：
猜测：
细胞核
核糖体
细胞质
DNA(2nm)
核孔0.9nm
为什么RNA适于做DNA的信使呢？
1. RNA与DNA的区别
二、RNA的结构、分类和功能
复制
转录
场所
模板
原料
酶
能量
碱基配对
产物
主要是细胞核
主要是细胞核
DNA的两条链
DNA上基因的一条链
脱氧核糖
1. RNA与DNA的区别
二、RNA的结构、分类和功能
1. RNA与DNA的区别
二、RNA的结构、分类和功能
项目
DNA
RNA
名称
结构
基本单位
五碳糖
碱基种类
双螺旋结构
通常呈单链
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
A、T、C、G
A、U、C、G
脱氧核糖核酸
核糖核酸
2. RNA的分类和功能：
细胞核
叶绿体
线粒体
一条链
RNA
三、遗传信息的转录
DNA模板链
DNA模板链
游离的核糖核苷酸
DNA模板链
1. 场所：2. 过程：3. 产物：4. 特点：5. 原则：
边解旋边转录
碱基互补配对原则（A-U,T-A; G-C,C-G）
mRNA、tRNA、rRNA
解旋、配对、连接、释放
主要在细胞核，少数在细胞质中的线粒体和叶绿体
细胞核
核糖体
细胞质
DNA(2nm)
核孔0.9nm
1955年，布拉舍实验时：用RNA酶分解洋葱根尖细胞 RNA, 蛋白质合成停了;重新加入RNA后, 又合成蛋白质。
！
实验证据：
猜测：
细胞核
核糖体
细胞质
DNA(2nm)
核孔0.9nm
为什么RNA适于做DNA的信使呢？
1. RNA与DNA的区别
二、RNA的结构、分类和功能
复制
转录
场所
模板
原料
酶
能量
碱基配对
产物
主要是细胞核
主要是细胞核
DNA的两条链
DNA上基因的一条链
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三、转录：在细胞核中，根据DNA单链的 碱基序列在酶的催化下合成RNA的过程。 四、翻译：根据mRNA的碱基序列合成多肽 的过程。 科学家是怎么知道这些过程的？
跨学科了！ 1953年，美国物理学家伽莫夫在了解了 沃森和克里克的 DNA 双螺旋结构模型理论 后，通过排列组合的数学计算，提出了关于 遗传学的“三联体密码子”假说。 4×4×4=64 没做实验！ DNA在核内，而蛋白质是在细胞质中的 核糖体上合成的，DNA分子中的遗传信息是 如何进入细胞质中的？ 生物学家们的实验研究最终回答了这个 问题。
五、遗传密码：mRNA上的三个相连的碱基 决定一个氨基酸。P68 六、中心法则：P69
tRNA头部的 三个碱基称 为反密码子。
三种RNA共同Байду номын сангаас与 蛋白质的合成过程。
板书
第三章 遗传的分子基础
第四节 遗传信息的表达 ——RNA和蛋白质的合成 尿嘧啶
一、RNA的分子结构 核糖、磷酸及四种碱基（A、U、C、G） 构成的核苷酸连成的单链。 二、RNA的种类：P67 mRNA——信使 RNA t RNA——转运 RNA r RNA——核糖体 RNA
板书
三、转录：在细胞核中，根据DNA单链的 碱基序列在酶的催化下合成RNA的过程。 四、翻译：根据mRNA的碱基序列合成多肽 的过程。 五、遗传密码：mRNA上的三个相连的碱基 决定一个氨基酸。P68 六、中心法则：P69
第三章
遗传的分子基础
——谁？怎样规定了 子代的性状？
一、RNA的分子结构 核糖、磷酸及四种碱基（A、U、C、G） 构成的核苷酸连成的单链。
第四节 遗传信息的表达 ——RNA和蛋白质的合成 尿嘧啶
单链折叠后 也能配对。
在细胞中含量最 二、RNA的种类：P67 多的RNA。 在细胞内的含量较少 参与构成核糖体 。 r RNA——核糖体 RNA： mRNA——信使 RNA：携带着遗传信息的 RNA。 t RNA——转运 RNA：负责把氨基酸运往核糖 体的 RNA。