4生物信息的传递(下)
分子生物学第四章生物信息的传递下
实验5: 多聚三核苷酸为模板时也可能只合 成2种多肽：
5’…GUA GUA GUA GUA GUA…3’ 或5’…UAG UAG UAG UAG UAG…3’ 或5’…AGU AGU AGU AGU AGU…3’
3）氨基酸的“活化”与核糖体结合技 术
如果把氨基酸与ATP和肝脏细胞质共 培养，氨基酸就会被固定在某些热稳定且 可溶性RNA分子上。现将氨基酸活化后的 产物称为氨基酰-tRNA，并把催化该过程 的酶称为氨基酰合成酶。
3）氨基酸的“活化”与核糖体结合技 术
以人工合成的三核苷酸如UUU、UCU、 UGU等为模板，在含核糖体、AA-tRNA的反应 液中保温后通过硝酸纤维素滤膜，只有游离的 AA-tRNA因相对分子质量小而通过滤膜，而核糖 体或与核糖体结合的AA-tRNA则留在滤膜上，这 样可把已结合与未结合的AA-tRNA分开。
受体臂（acceptor arm）由配对的杆状结构和 3’端末配对的3-4个碱基所组成（CCA），最 后一个碱基—OH可以被氨酰化。
TφC臂是根据3个核苷酸命名的，其φ表示拟 尿嘧啶，是tRNA分子不常见的核苷酸。
反密码子臂是根据位于套索中央的三联Fra bibliotek密 码子命名的。
D臂是根据它含有二氢尿嘧啶（dihydrouracil） 命名的。
由于第二种读码方式产生的密码子UAG是 终止密码，不编码任何氨基酸，因此，只产生 GUA（Val）或AGU（Ser）。
实验6: 以随机多聚物指导多肽合成。
生态系统的信息传递
生态系统的信息传递生态系统的信息传递生态系统是由生物群落和非生物因素所组成的，是一个互相作用、互相影响的系统。
在生态系统内部，信息传递也是十分重要的，它通过各种方式传递着，影响着生态系统的平衡和稳定。
一、各种生物之间的信息传递在生态系统内，不同类型、不同种类的生物之间存在着各种信息传递。
其中最常见也最容易被人们察觉的就是声音的传递。
比如鸟类之间的鸣叫声、兔子之间的叫声、青蛙之间的鸣叫声等。
这些声音是生物之间传递信息的重要方式，意义深远。
在信息传递中，声音传递的作用不仅仅是传达简单的情感，更重要的是信息交流和求偶行为等。
另外一种比较常见的信息传递方式是视觉传递。
在野外，不同的动物之间通过观察彼此的身体姿态、色彩、距离、动作等来进行相互认识和信息传递。
例如，在野生动物园中，水牛等动物在水中泡浴时，如果在远处观察，会发现由于水波的缘故，水牛只露出脚和嘴。
其实，她还有一个语言与姿态的传递方式——她弯曲着脖子，发出声音，向同伴示意泡浴的好地方。
感觉嗅觉也是常用的信息传递方式。
在生态系统内，许多动物都会使用嗅觉进行信息交流，比如大象在鼻子上喷出的水汽就能够把相应信息传递给其他大象，它们可以通过对方的这个变化来获得所需的信息。
另外，在陆地上，很多动物会使用气味来标记自己的领地，于是，其他动物就可以通过闻到这些味道来识别这个地盘的主人，进而决定是否前来争夺。
二、生态系统内的生物与非生物的信息传递除了生物之间的信息传递之外，生物与非生物之间也存在着信息交流。
例如，光线是不同地区生态系统的一个重要因素，它有很大的影响力。
太阳光照射的时间、强度等条件，对植物的生长发育和动物的育种或迁徙等有着非常深刻的影响。
另外，气温也是生态系统内重要的非生物环境因素之一。
在温度变化的情况下，周围的生物都会根据自己的生理、生态习性或繁殖需求来调节自己的体温，并且还会作出相应的行动来适应环境变化，比如在温度过高的时候，植物的叶子就会倾斜，从而减少叶子的面积，避免过度蒸腾，减轻水分流失。
分子生物学总复习期末考试总复习
分子生物学课程重点，以及一份真题。
1、绪论（1）分子生物学的概念分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐明蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸之间的互作及其基因表达调控机理的学科。
（3）经典历史事迹1928年格里菲斯证明了某种转化因子是遗传物质1944年艾弗里做了肺炎双球杆菌转换实验1953年沃森和克里克提出双螺旋结构桑格尔两次诺贝尔学奖2、染色体与 DNA（1）真核生物染色体具体组成成分为：组蛋白、非组蛋白和DNA。
在真核细胞染色体中，DNA与蛋白质完全融合在一起，其蛋白质与相应DNA的质量之比约为2:1。
这些蛋白质在维持染色体结构中起着重要作用。
（2）组蛋白组蛋白是染色体的结构蛋白，其与DNA组成核小体。
根据其凝胶电泳性质可将其分为H1、H2A、H2B、H3及H4。
组蛋白含有大量的赖氨酸和精氨酸，其中H3、H4富含精氨酸，H1富含赖氨酸。
H2A、H2B 介于两者之间。
H1易分离，不保守；组蛋白的特性：①进化上的极端保守，②无组织特异性；③肽链上分布的不对称性；组蛋白的修饰作用⑤富含赖氨酸的组蛋白H5（3）C值反常现象C值：一种生物单倍体基因组DNA的总量。
一般情况，真核生物C值是随着生物进化而增加，高等生物的C值一般大于低等生物。
（4）DNA的结构•DNA的一级结构即是指四种核苷酸的连接及排列顺序，表示该DNA分子的化学构成。
•DNA二级结构是指两条多核苷酸链反相平行盘绕所生成的双螺旋盘绕结构。
DNA的二级结构分两大类：一类是右手螺旋，如A-DNA和B-DNA；另一类是左手螺旋，即Z-DNA。
DNA三级结构：是双螺旋进一步缠绕，形成核小体，染色质，染色体等超螺旋结构，5、每轮碱基数10•DNA的高级结构指DNA双螺旋进一步扭曲盘旋所形成的特定空间结构。
超螺旋结构是DNA高级结构的主要形式（非唯一形式），可分为正超螺旋和负超螺旋两类，它们在不同类型的拓扑异构酶（通过催化DNA链的断裂和结合，从而影响DNA的拓扑状态。
人教版2019高中生物选择性必修2 生态系统的信息传递
7.生态系统中信息传递与物质循环和能量流动的关系
生态系统的结构
功能
非生物的物质和能量 分解者
循环 物质循环
(动力) (载体)
单向 递减
能量流动
(调节)
复杂 信息传递
双向
生产者
消费者
本模型来自国家课程中心
生态系统是通过物质流、能量流 和信息流形成的统一整体。
二.信息传递在生态系统中的作用
思考·讨论 生态系统中信息传递的重要性
(2)鸟类或其他动物报警，若通过声音(尖叫)则属于物理信息，若通过特殊的动作(突然飞 起)则属于行为信息。
(3)涉及声音、颜色、植物形状、磁场、温度、湿度这些信号，通过动物的皮肤、耳朵、眼 或植物的光敏色素、叶、芽等感觉，则判断为物理信息。
(4)若涉及化学物质的挥发性这一特点则判断为化学信息。
4.思考
阅读P12：科学家的故事，了解蝗灾的治理
物理信息
生 态
信息的种类
化学信息
系
行为信息
统 的 信 息
信息传递的 作用
保证生命活动的正常进行 保证种群的繁衍 调节种间关系，维持生态系统的稳定
传 递
信息传递在农业 生产中的应用
提高农畜产品的产量
对有害动物进行控制
思考·讨论 生态系统中信息传递的重要性
3.资料4中的化学物质能够将几种生物类群联系起来？ 将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来。 4.烟草释放的化学物质，在白天与夜间是否都使它本身受益？ 是 5.请根据这些资料，总结信息传递对于生物生存的重要性。 信息传递对生物个体生命活动的正常进行和种群的繁衍都具有重要意义。
(1)概念: 动物的特殊行为，主要指各种动作，这些动作也能够向同种或 异种生物传递某种信息，即动物的行为特征可以体现为行为信息。 (2)来源: 动物的特殊行为。 (3)实例: 蜜蜂跳舞、孔雀开屏、鸟类的“求偶炫耀”等。
生态系统的信息传递-高二生物课件(人教版2019选择性必修2)
资料2：有些植物像莴苣伽烟草的 种子，必须接受某种波长的光信息 才能萌发
萌发率/％
波长/nm
讨论1：分析信息传递与生命活动的正常进行有什么关系?
（1）生命活动的正常进行，离不开信息传递。（个体水平）
二、信息传递在生态系统中的作用
资料3：
许多动物都能在特定时期释放用于吸引异 性的信息素。经过科学家的研究，已分离 和鉴定了上千种昆虫信息素，其中大部分 是用来传递性信号的。
种群
生物种群的繁衍，也离 不开信息的传递
①在草原上，当草原返青时，“绿色”为草原 动物提供了可以开始采食的信息。
群落和生 信息能够调节生物的种
②在森林中，狼既能用眼睛辨别猎物，也可以 态系统 间关系，进而维持生态
根据耳朵听到的声音作出反应，以追捕猎物；
系统的平衡与稳定
兔同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。
模拟动物信息，例如信息素， 吸引大量的传粉动物。
三、信息传递在农业生产中的应用
1.提高农畜产品的产量：
资料2： 养殖户B在蛋用鸡鸡舍中安装了照明系统，每天早上5点开灯至天亮， 晚上从天黑开始开灯至21点，每天保持光照16 h。补光期间鸡舍内光 照强度约为5~10 lux。 你能解释他这么做的原因吗？
播放集群信号录音引来 挂在大棚上的
鸟类
性信息素诱捕器
（1）利用光照、声音信号等诱捕 或驱赶某些动物，使其远离农田；
（2）利用昆虫信息素诱捕或警示 有害动物，降低害虫种群密度；
（3）还可以利用特殊的化学物 质扰乱某些动物的雌雄交配，使 有害动物的繁殖力下降。
总 结
2.对有害动物进行防治：
种类 措施
优点
总 结
生态系统的 信息传递
生态系统信息传递的4种基本形式
生态系统信息传递的4种基本形式生态系统是由生物群落与环境因子相互作用而形成的自然系统。
信息传递在生态系统中起着重要作用，它能够促进生物之间的相互作用、调节生态过程、维持生态平衡。
生态系统信息传递的基本形式有四种：化学信号、声音信号、视觉信号和电信号。
化学信号是生态系统中最常见的信息传递形式之一。
生物体通过释放化学物质来传递信息，例如植物通过释放挥发性化合物来吸引传粉者，昆虫通过释放信息素来吸引异性，细菌通过释放信号分子来协调群体行为等。
化学信号的传递往往具有高度选择性和特异性，能够准确地传递信息，并且对环境影响较小。
声音信号是许多生物用来传递信息的重要方式。
例如，鸟类通过鸣叫来表达自己的领地主张、警示同类或吸引异性，鲸类通过发出特定频率的声音来进行迁徙和交流。
声音信号的传递可在空间上较远距离传播，能够达到广泛的受众，并具有较高的时效性。
视觉信号是生物之间常用的信息传递方式之一。
通过改变体色、姿势、运动等方式，生物能够向其他个体传递特定的信息。
例如，动物通过繁殖季节的发情色或威胁姿势来吸引或威慑对方，植物通过花朵的颜色和形状来吸引传粉者。
视觉信号的传递方式直观简洁，能够快速有效地传递信息，并且在空间上具有较高的定位准确性。
电信号是一些生物体内部传递信息的重要方式。
例如，神经系统通过神经元之间的电信号传递来调节生物体的生理功能，维持机体的平衡。
电信号的传递速度快，能够实现远距离的信息传递，并具有高度的精确性和时效性。
生态系统中的信息传递形式多种多样，每种形式都有其独特的优势和适应性。
化学信号能够准确选择性地传递信息，适用于复杂的生态系统；声音信号能够远距离传播并具有较高的时效性，适用于广泛的受众；视觉信号能够直观简洁地传递信息，并具有较高的准确性；电信号能够快速有效地传递信息，适用于机体内部的调节与协调。
这些信息传递形式在生态系统中相互交织、相互作用，共同构建起复杂的生物网络，维系着生态系统的稳定与平衡。
尔雅-基础生命科学-完整版
尔雅-基础生命科学-完整版基础生命科学绪论（上）1下面不属于生物能源开发的是（）。
A、作为药用资源使用B、藻类加工成柴油燃料C、用麻风树的种子生产燃料D、开采煤矿2（）试着跨越物理世界和生命世界的鸿沟，著有《生命是什么》。
A、维纳B、贝塔·朗菲C、薛定谔D、牛顿3英国乡村的白色蛾子在工业化之后变成了黑色，说明了环境污染对生物的伤害（×）4我国于1995年在国内的重点理工科大学把生物类的课程列为非生物专业的限选课和必修课程（√）５面对严重的人口问题，首先要解决的是（）。
A、计划生育B、粮食问题C、医疗问题D、资源问题基础生命科学绪论（下）1（）使得我们能够从分子水平探讨生命的本质。
A、巴斯德鹅颈瓶的实验B、DNA双螺旋模型的建立C、《物种起源》的发表D、国家Bio-X实验室的成立2下面哪种运动形式是最简单的？A、机械运动B、物理运动C、化学运动D、生命运动（最复杂的）3 2003年盘点的中国感染传染病中，（）是死亡之首。
A、艾滋病B、乙肝病毒C、SARS病毒D、狂犬病病毒4生命科学第二个发展阶段被称为（）。
A、描述生物学B、创造生物学C、实验生物学D、现代生物学5蜡烛燃烧、岩石风化不属于生命现象，因为它们只能新陈代谢而不具备生命的其它特征。
（√）6艾滋病毒要比非典期间的SARS病毒对淋巴细胞的破坏能力大得多。
（×）7支原体也可以被称为生命。
（√）生命的物质基础（一）1下面人体中的元素属于常量元素的是（）。
A、锰B、钾C、铜D、锂2老年人每天要补充（）钙离子才能保证身体的需要。
A、600毫克B、800毫克C、1000毫克D、1200毫克3钙是人体必需的元素，补钙是要多多益善。
（×）4人体中的钙离子受甲状旁腺素、维生素D及降血钙素的影响与制约。
（√）5地球上含量最丰富的元素是（）。
A、碳B、氢C、氧D、氮生命的物质基础（二）已完成成绩：75.0分1微量元素硒是人体的必需元素是什么时候得到证明的？（）A、19世纪20年代瑞典科学家发现硒元素B、20世纪30年代澳洲研究所证明硒元素与牲畜的脱皮病的关系C、20世纪40年代德国科学家发现治疗肝脏疾病的大蒜因子含有硒D、20世纪50年代美国研究证明大蒜因子的关键元素就是硒2血液当中的pH值是（）。
生物通信中的信息储存和传递
生物通信中的信息储存和传递生物通信是生物学中一个非常重要的研究领域，它涉及到生物个体之间的信息传递和交流，可以说是生命活动的一个必要组成部分。
而在生物通信中，信息的储存和传递则是非常关键的一环。
本文将通过对生物通信中信息储存和传递机制的探究，来深入了解生物通信的奥秘和微妙。
一、生物通信的信息储存和传递生物通信中的信息传递是指生物在生命过程中，通过某种方式（如声音、视觉、化学物质等），向其他个体传递自己的信息。
这些信息可以是各种各样的，如求偶、警示危险、求食等等。
而在进行信息传递的过程中，信息的储存和传递则是非常关键的。
因为只有通过有效的信息储存和传递机制，信息才能够准确地被传递到接收者，并在接收者身上产生相应的反应。
二、生物通信中基于化学信号的信息储存和传递在生物通信中，化学信号是非常常见的一种信息传递方式。
化学信号可以通过各种方式进行传递，如通过气味、化学物质等。
而在进行化学信号的传递过程中，信息储存和传递则是非常关键的。
以哺乳动物之间的化学信号传递为例，哺乳动物主要通过气味进行信息传递。
当哺乳动物需要向其他个体传递信息时，它会通过自己的体味、泪液或尿液等方式，释放出一些信息素。
这些信息素被其他个体感知、接收，从而产生相应的感受或反应。
例如，雌性动物会释放出一种叫做性激素的信息素，来吸引雄性动物的注意和兴趣。
而在这个过程中，信息素的储存和传递非常重要。
因为只有在信息素存活时间较长、可以较远距离传递的情况下，信息素才能够被其他个体感知到，并在其他个体身上产生相应的反应。
因此，对于储存和传递信息素的机制进行研究，是非常有必要的。
三、生物通信中基于基因表达的信息储存和传递另外一个非常有趣的话题是生物通信中基于基因表达的信息储存和传递。
在这种情况下，基因表达可以被看做是一种信息的编码和传递方式。
通过基因编码产生不同蛋白质，从而在细胞和器官之间传递信息，如肌肉的运动、神经元的兴奋、生殖器官的发育等。
在基因表达过程中，RNA分子的储存和传递则是非常重要的。
分子生物学名词解释
名词解释第一章绪论1 分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐明蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸之间的互作及其基因表达调控机理的学科。
2 DNA重组技术是将不同DNA片段（如某个基因或基因的一部分）按照人们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状。
3 功能基因组学又往往被称为后基因组学，它利用结构基因组所提供的信息和产物，发展和应用新的实验手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使得生物学研究从对单一基因或蛋白质得研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。
第二章染色体与DNA1组蛋白是染色体的结构蛋白，其与DNA组成核小体。
2 C值：一种生物单倍体基因组DNA的总量。
3 DNA的一级结构即是指四种核苷酸的连接及排列顺序，表示该DNA分子的化学构成。
4DNA二级结构是指两条多核苷酸链反相平行盘绕所生成的双螺旋盘绕结构。
5DNA的高级结构指DNA双螺旋进一步扭曲盘旋所形成的特定空间结构。
6核小体是由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bpDNA组成的。
八聚体在中间，DNA分子盘绕在外，而H1则在核小体的外面。
每个核小体只有一个H1。
7DNA的半保留复制是DNA在复制时首先两条链之间的氢键断裂两条链分开，然后以每一条链分别做模板各自合成一条新的DNA链，这样新合成的子代DNA分子中一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成的。
8复制时，双链DNA要解开成两股链进行，使复制起点呈叉状，被称为复制叉。
9复制子为生物体DNA的复制单位。
10错配 (mismatch)：DNA分子上的碱基错配称点突变(point mutation)11缺失：一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子上消失。
12插入：原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插入到DNA大分子中间。
13框移突变是指三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。
第四章 生物信息的传递(下)--从mRNA到蛋白质习题答案
第四章生物信息的传递（下）--从RNA到蛋白质习题一名词解释1．密码子(codon)2．同义密码子(synonymous codon)3．反密码子(anticodon)4．信号肽(signal peptide)5．简并密码(degenerate code)6．氨酰基部位(aminoacyl site)7．肽酰基部位(peptidy site)8．肽基转移酶(peptidyl transferase)9．氨酰- tRNA合成酶(amino acy-tRNA synthetase)二英文缩写符号1．IF（initiation factor）：2．EF（elongation factor）：3．RF（release factor）：4．hnRNA（heterogeneous nuclear RNA）：5．fMet-tRNA f ：6．Met-tRNA i ：三填空题1．蛋白质的生物合成是以______作为模板，______作为运输氨基酸的工具，_____作为合成的场所。
2．细胞内多肽链合成的方向是从_____端到______端，而阅读mRNA的方向是从____端到____端。
3．核糖体上能够结合tRNA的部位有_____部位，______部位。
4．蛋白质的生物合成通常以_______作为起始密码子，有时也以_____作为起始密码子，以______，______，和______作为终止密码子。
5．SD序列是指原核细胞mRNA的5ˊ端富含_____碱基的序列，它可以和16SrRNA的3ˊ端的_____序列互补配对，而帮助起始密码子的识别。
6．原核生物蛋白质合成的起始因子（IF）有_____种，延伸因子（EF）有_____种，终止释放（RF）有_____种；而真核生物细胞质蛋白质合成的延伸因子通常有_____种，终止释放因子有_____种。
7．原核生物蛋白质合成中第一个被掺入的氨基酸是_____。
8．某一tRNA的反密码子是GGC，它可识别的密码子为_____和_____。
_高中生物第五章生态系统及其稳定性第4节生态系统的信息传递四作业含解析新人教版必修
第4节生态系统的信息传递基础巩固1．蟑螂喜好在夜间出来活动。
科学家把蟑螂放在实验室里，人为地将实验室的白天和黑夜加以颠倒，大约经过一个星期，蟑螂就在人造的“黑夜”时间活动(尽管实际上是白天)。
这个实验说明( )。
A．蟑螂能感受物理信息的改变B．信息传递是生态系统的重要功能之一C．行为信息可以影响蟑螂的行为D．蟑螂可以感受一切信息刺激答案 A解析蟑螂在人造的“黑夜”时间活动，光照是物理信息，不是行为信息，说明物理信息影响蟑螂的生命活动；题干中的内容不能说明B、D两项内容。
2．下列关于信息传递在生态系统中作用的叙述，不正确的是( )。
A．生命活动的正常进行，离不开信息的传递B．信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定C．没有信息传递，生物仍可正常生存D．信息在生态系统中的作用，有些是我们用肉眼看不到的答案 C解析信息传递的作用有两个：其一，生命活动的正常进行、生物种群的繁衍离不开信息的传递；其二，信息传递能够调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定。
所以，没有信息的传递，生物不可能正常生存。
3．下列做法不属于生态系统中信息传递在农业生产中应用的是( )。
A．捆扎稻草人驱赶稻田里的鸟类B．利用昆虫信息素诱捕有害昆虫C．利用秋水仙素诱导多倍体D．播放集群信号录音招引鸟类答案 C解析A、B、D三项涉及的分别是物理信息或化学信息，而秋水仙素不是信息素，不能在个体之间传递信息。
巩固提升4．如图为生态系统信息传递模式图，相关叙述不正确的是( )。
A．信息传递是双向的，能量流动和物质循环也是双向的B．生态系统的功能主要是能量流动和物质循环，还有信息传递C．物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向D．生态系统各成分间都有各种形式的信息传递答案 A解析能量流动是单向流动和逐级递减的。
5．下列信息的传递中，与其他3种不属于同一类型的是( )。
A．小囊虫在发现榆、松寄生植物后，会发出聚积信息素，召唤同类来共同取食B．榆树通过分泌一种化学物质，与栎树产生相互拮抗的现象C．雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊D．群居动物通过群体气味与其他群体相区别答案 C解析小囊虫在发现榆、松寄生植物后，会发出聚积信息素，召唤同类来共同取食，聚积信息素属于化学信息。
现代分子生物学(第四版)朱玉贤课件 PPT 第1章 绪论
主要教材与参考书
1.《现代分子生物学》 第3版（2007）朱玉贤、李毅、郑晓峰
2. 现代生物学精要(Instant Notes)系列 《分子生物学》第二版（2002）刘进元 《Molecular Biology》2e P.C.turner,et al 3. Principles of Biochemistry
1994 Gilman Rodbell 美国
1995
Lewis Nusslein-Volhard Wieschaus
美国 德国 美国
建立DNA测序方法
诺贝尔生理医学奖
建立和发展了单克隆抗体技术
诺贝尔生理医学奖
发现可移动癌基因
诺贝尔化学奖 诺贝尔生理医学奖
G蛋白在细胞内信息传导中的作用 诺贝尔生理医学奖
发现了控制果蝇体节发育的基因
诺贝尔生理医学奖
年份
科学家
Doherty 1996 Zinkernagel
国籍
澳 瑞士
1997 Prusiner
美
Furchgott
美
1998
Ignarro Murad
1999 Blobel
美
Carlsson
德
2000 Greengard
预计到2020年，生物医药占全球药品的比重 将超过1/3，生物质能源占世界能源消费的比 重将达5%左右，生物基材料将替代10%-20%的 化学材料。
生物制造、生物能源、生物环保等一 批新兴产业正在快速形成。
据Ernst＆Young研究报告，2010年生 物环境、生物工业处理、生物海洋技术世界市 场规模将达到 134亿美元、327亿美元、288 亿美元。
第四章生物信息的传递(下)---从mRNA到蛋白质-P
▪ 在真核生物细胞核内合成的mRNA，要运送 到细胞质，才能翻译生成蛋白质。
▪ 所谓翻译是指将mRNA链上的核苷酸从一个 特定的起始位点开始，按每3个核苷酸代表一 个氨基酸的原则，依次合成一条多肽链的过 程。
▪ 无义突变的校正tRNA会与释放因子 竞争识别密码子；错义突变的校正 tRNA则与该密码的正常tRNA竞争。 这些都会影响校正的效率。
▪ 无义突变的校正基因tRNA不仅能校 正无义突变，也会抑制该基因3’末 端正常的终止密码子，导致翻译过 程的通读，合成更长的蛋白质，这 对细胞会造成伤害。
▪ 一个基因错义突变的校正也可能使另一 个基因错误翻译，因为如果一个校正 tRNA在突变位点通过取代一种氨基酸 的方式校正了一个突变，它也可以在另 一位点这样做，从而在正常位点上引入 与前述突变位点对应的氨基酸，造成错 误。
1·起始tRNA和延伸tRNA
▪ 有一类能特异地识别mRNA模板上起始密 码子的tRNA叫起始tRNA，其他tRNA统称 为延伸tRNA。
▪ 原核生物起始tRNA携带甲酰甲硫氨酸 (fMet)，原核生物中Met-tRNAfMet必须首先 甲酰化生成fMet一tRNAfMet才能参与蛋白 质的生物合成。
▪ 受体臂：链两端碱基序列互补形成的杆状结 构；3’端有未配对的3～4个碱基；3’端的 CCA，最后一个碱基2'烃基可被氨酰化。
▪ TψC臂：其中ψ表示拟尿嘧啶，是tRNA分子 所拥有的不常见核苷酸。
▪ 反密码子臂：位于套索中央有三联反密码子。
▪ D臂：含有二氢尿嘧啶。
酪
5’ 酪氨酰- tRNA
生态系统信息传递的4种基本形式
生态系统信息传递的4种基本形式生态系统中的信息传递是生物之间相互作用的重要方式之一。
通过信息传递，生物可以感知环境变化、调节行为和适应环境。
在生态系统中，有四种基本形式的信息传递：化学信号、声音信号、视觉信号和触觉信号。
下面将详细介绍这四种形式及其在生态系统中的作用。
1. 化学信号化学信号是一种通过释放化学物质来传递信息的方式。
在生态系统中，许多生物都会释放特定的化学物质，如激素、挥发性有机化合物等，来与其他个体进行交流。
这些化学物质可以通过空气、水或者直接接触传播。
在昆虫界中，蚂蚁会释放一种称为“信息素”的化学物质来标记食物来源或者警示其他蚂蚁。
当一只蚂蚁找到了食物源头时，它会释放信息素沿着回家的路线，以吸引其他同类前来寻找食物。
这样一来，整个蚁群就能够高效地获取食物资源。
另外一个例子是植物界中的根际通讯。
当一棵植物受到威胁，比如被害虫侵袭，它会释放出特定的化学物质来警示周围的植物。
这些化学信号可以使周围的植物产生防御性化合物，以抵御害虫的攻击。
化学信号在生态系统中起到了信息传递和协调行为的重要作用，它们能够帮助个体识别同类、寻找食物和避开危险。
2. 声音信号声音信号是通过声波传播来传递信息的一种形式。
在水中，声音能够远距离传播，并且能够穿过障碍物。
在水生生态系统中，许多生物利用声音进行交流。
在鲸类中，雄鲸会发出特定的歌唱来吸引雌鲸或者展示自己的存在。
这些歌曲可以传播数百公里，并且可以持续数小时。
通过歌唱，雄鲸能够吸引到配偶或者警告其他雄性不要侵犯其领地。
另一个例子是蛙类中的求偶呼叫。
雄性蛙会发出特定的叫声来吸引雌性蛙。
每个物种都有独特的叫声模式，因此雌性蛙可以通过听到叫声判断出叫声的来源和个体特征。
声音信号在生态系统中起到了识别同类、求偶、警告和领地宣示等重要作用，它们能够帮助个体找到配偶、避免竞争和保护自己的资源。
3. 视觉信号视觉信号是通过光传播来传递信息的一种形式。
在陆地生态系统中，许多生物依赖视觉信号进行交流。
真核生物的翻译过程(1)
.
8
谢谢！
.
9
ATP
mRNA
③
elF4E, elF4G, elF4A60S
①
eIF-2B、eIF-3、 eIF-6
40S
60S
Met
elF-5
④
Met
各种elF释放 GDP+Pi
真核生物翻译起始 复合物形成过程
.
6
二、肽链合成延长
真核生物延伸因子：eEF-1 、eEF-2
eEF-1（相对于原核的EF-Tu、 EF-Ts）
先与mRNA 5 ′帽结合，移动到起始密码子AUG
.
3
真核生物起始因子
起始因子 eIF -2 eIF -2B,eIF -3 eIF-4A
生物功能 促进起始tRNA与小亚基结合 最先结合小亚基，促进大小亚基分离 eIF -4F 复合物的成分，有解旋酶活性，促进mRNA结合小亚基
eIF -4B eIF -4E eIF -4G eIF -5 eIF -6
能够促进AA-tRNA进入A位点
eEF-2（相当于EF-G）
促进卸载tRNA的释放
真核细胞核糖体没有E位，转位时卸载的tRNA直 接从P位脱落。
.
7
三、肽链合成的终止
mRNA上终止密码子出现在A位 真核细胞的I类和II类释放因子各有一种：eRF1
和eRF 3. eRF 1能够识别3个终止密码子 eRF 3 释放因子在多肽链释放后刺激I类（eRF
第4章
生物信息的传递(下)
--从mRNA到蛋白质
.
1
真核生物的翻译
（注意与原核生物的各个过程进行对比）
.
2
一、翻译的起始
生物信息的传递
生物信息的传递生物信息的传递是生物学研究的重要领域之一，是指在生物体内通过一系列生物过程将遗传信息、代谢信息等从一个细胞、组织、器官传递到另一个细胞、组织、器官的过程。
1. DNA复制和转录生物信息的传递始于DNA复制和转录，DNA作为遗传信息的载体，通过复制和转录来使得生物个体的基因信息传递给下一代个体。
DNA复制是指DNA双链分离后由DNA聚合酶进行拓展复制形成两个完全相同的DNA分子。
转录是指DNA分子的信息被转录成RNA分子的过程，RNA是将DNA信息传递到细胞质中进行翻译的中介物质。
DNA复制和转录是生物信息传递的第一步。
2. RNA翻译RNA在细胞质中被翻译成蛋白质，RNA翻译是生物信息传递的第二步。
在此过程中，mRNA被核糖体识别并和tRNA匹配，通过tRNA上的氨基酸和mRNA上对应的密码子形成蛋白质链。
3. 蛋白质后修饰和传递蛋白质在合成后还需要经过修饰以及进一步传递。
蛋白质后修饰是指蛋白质在合成后需要进一步翻译，修饰成为完整、活性的蛋白质。
蛋白质在细胞内还需要进一步被传递到其他细胞或基质中完成其生物学功能。
4. 细胞信号传递细胞信号传递指的是细胞内外信息的传递过程，管理着各种生命活动，细胞信号主要由信号分子、受体分子和信号转导分子构成。
信号分子和细胞表面受体分子的结合将激活信号转导分子，从而激活信号传递通路，使得生物信息得以产生、传递以及执行。
综上所述，生物信息的传递是非常复杂的，由DNA复制和转录、RNA翻译、蛋白质后修饰和传递以及细胞信号传递等多个过程组成。
这些过程紧密联系，共同构建了生物体内信息传递网络。
通过细致地了解生物信息传递的各个环节，可以更好地理解生命活动的本质，以及为疾病治疗、基因编辑等领域的研究提供更好的基础。
第四章 生物信息的传递(下)2
“Large” 50S subunit
tRNA (3 bound)
“Small” 30S subunit
真核生物中，所有正在进行蛋白质合成
的核糖体都不是在细胞质内自由漂浮， 而是直接或间接与细胞骨架结构有关联 或者与内质网膜结构相连的（图4-8）。 细菌核糖体大都通过与mRNA相互作用，
被固定在核基因组上。
图4-8 结合在内质网上的核糖体。左，电 镜下看到的胰腺细胞粗糙内质网；右， 局部放大后的草图。
表4-9 大肠杆菌核糖体基本成分
核糖体
沉降系数 70S
小亚基
30S
大亚基
50S
总体相对分子质量
主要rRNA（碱基数）
2.52×106
9.30×105
1.59×106
16S（1 541） 23S（2 904）
tRNA高级结构上的特点为 我们提供了研究其生物学功 能的重要线索，因为tRNA上 所运载的氨基酸必须靠近位 于核糖体大亚基上的多肽合 成位点，而tRNA上的反密码 子必须与小亚基上的mRNA相 配对，所以分子中两个不同 的功能基团是最大限度分离 的。这个结构形式很可能满 足了蛋白质合成过程中对 tRNA的各种要求而成为tRNA 的通式，研究证实tRNA的性 质是由反密码子而不是它所 携带的氨基酸所决定的。
tRNA的稀有碱基含量非常丰富，约有70 余种。每个tRNA分子至少含有2个稀有 碱基，最多有19个，多数分布在非配对 区，特别是在反密码子3'端邻近部位出 现的频率最高。
4.2.2
tRNA的L形三级结构
酵母和大肠杆菌tRNA的三级结构都呈L形 折叠式。这种结构是靠氢键来维持的，tRNA 的三级结构与AA- tRNA合成酶的识别有关。 通过分子重排产生另一对双螺旋，受体臂 和T ψ C臂的杆状区域构成了第一个双螺旋， D臂和反密码子臂的杆状区域形成了第二个 双螺旋。
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多聚核糖体（polyribosome)
在一条mRNA链上常结合有多个核糖体，呈串珠状排 列，同时进行多肽链的合成。
每个独立的核糖体都能合成一条完整的多肽链，因此 从同一模板上同时能合成多条多肽链。可提高mRNA 的利用率和蛋白质生物合成的速度。
5、大亚基结合
6. 延伸
Step 1：进位 (注册) (1) 一个新的氨酰tRNA结合到核糖体的A位 (2) 校对（proofreading）:如错误的氨酰 tRNA进入了A位 （反密码子与密码子不能很好配对），可进行校正.
Step 2：转肽 大亚基的23S rRNA, 肽基转移酶, 形成肽键
生物信息的传递(下)
从mRNA到蛋白质
蛋白翻译通论
一.合成过程
1. 翻译的起始----2. 肽链的延伸----3. 肽链的终止及释放
二. 蛋白质生物合成体系
1、mRNA; 2、核糖体; 3、氨基酸; 4、 tRNA; 5、氨基酰tRNA 合成酶; 6.起始因子、延长因子和终止因子
三.氨基酸的活化与搬运
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10. 1920.1 0.1914:3614:36 :5914:3 6:59Oc t-20
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。202 0年10 月19日 星期一2 时36分 59秒M onday , October 19, 2020
相信相信得力量。20.10.192020年10月 19日星 期一2 时36分5 9秒20. 10.19
原核生物的蛋白翻译
1. tRNA装载
在氨酰tRNA合成酶（aminoacyl-tRNA synthetase）的作用下，使 氨基酸连接到tRNA 3’端的腺苷酸上，形成氨酰tRNA (fmettRNA)
2. 核糖体解离
翻译起始复合物首先是在核糖体小亚基上组装起来 每一次翻译后，核糖体的大小亚基必须解离，以让新的翻
Ala-tRNAala;
起始tRNA fmet-tRNAfmet： (原核生物） Met-tRNAimet 起始tRNA (真核生物）
met-tRNAemet;携带延长中的肽链上的蛋氨酸(真核生物）
tRNA的二级结构 和三级结构
三叶草型 倒L型
氨基酰-tRNA合成酶
既能识别特定的氨基酸，又能识别转运该氨基酸的tRNA。
(6) 新生肽链的折叠 (7) 亚单位聚合
新生肽链的折叠
折叠酶(foldase)或分子伴侣(molecular chaperone)
分子伴侣:是一个结构上互不相同的蛋白质 家族,可识别肽链的非天然构象,促进蛋白 质正确折叠。如热休克蛋白（heat shock protein,HSP)70与60。
氨酰tRNA合成酶的专一性很高，共有20种，每一种只用于单一种氨 基酸与相应tRNA的结合 (氨基酸专一, tRNA有多个).
氨基酸+ATP+tRNA 氨基酰-tRNA +AMP +PPi
氨基酰-tRNA合成酶可发挥较对功能，使误载的氨基酰-tRNA从tRNA 上释下，保证遗传信息翻译的准确性。
mRNA 5′ mRNA 5′
4
20 (×)
AUCGACCUGAGC 3′
42=16
20 (×)
AUCGACCUGAGC 3′
43=64
20 (√)
Hale Waihona Puke mRNA 5‘ UUUUUUUUUUUU
3‘
多肽 N Phe-Phe-Phe-Phe
C
三联体密码（triplet code)
tRNA
反密码子碱基
I
UG
(1) 泛素, 76氨基酸; (2) 成熟蛋白N端第一个氨基酸严重影响蛋白的寿 命.(精氨酸,赖氨酸最不稳定, 2-3min) (3) 需要E1, E2, E3三个降解因子参与和ATP. (4) 泛素标记后, 运送到蛋白降解体系降解.
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 10.1920 .10.19 Monday , October 19, 2020
AA-tRNA
四. 蛋白质前体的加工, 折叠
五. 蛋白的定向转运
六. 蛋白的降解
密码子的特点
遗传密码：三联体密码 遗传密码的特点：
连续性 有起始密码(AUG, (原核中也用GUG))和终止密码(UAA,UAG,UGA) 简并性 摆动性 通用性 偏好性
mRNA 5′ AUCGACCUGAGC 3′
核糖体
小亚基
mRNA
P位 大亚基
A位
原核 真核
小亚基 30s 40s
大亚基 50s 60s
-----------------------------
合计: 70s 80s
tRNA：接合器
一种tRNA只能与一种氨基酸结合，一种氨基酸可与几种 tRNA结合。(tRNA数目>20)
结合位点为：3`端CCA-OH。
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。1 4:36:59 14:36:5 914:36 10/19/2 020 2:36:59 PM
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 10.1914 :36:591 4:36Oc t-2019- Oct-20
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。14:36:5914 :36:591 4:36M onday , October 19, 2020
起始阶段
（1）在核内合成mRNA前体，加工并与多种蛋 白质结合成核蛋白颗粒，转入胞浆。起始时其 二级结构需要松解，并放出多余的蛋白质。
（2）Met-tRNAiMet （3） 起始复合物：40S-mRNA-Met-tRNAiMet （4）没有SD序列。5’cap 和3’ ployA参与形成
翻译起始复合物.
Step 3：移位
mRNA与肽基tRNA（peptidyl-tRNA）移动1个密码子的距离， 使肽基tRNA进入P位，而原在P位的tRNA离开核糖体
7. 终止
(1) 翻译到达终止密码子后，释放因子及GTP结合到核糖体的相应位 点，促使肽链与tRNA的连结断开
(2) 接着释放因子和tRNA从核糖体解离
谢谢大家！
起始密码子的寻找---扫描模型
扫描（scanning）
找到起始密码子后，再加上核糖体大亚基，就可 开始翻译
第一个AUG不一定是起始密码
与在其周围，往往有共同序列Kozak 序列 CCRCCAUGG (R,嘌呤=G/A)
还与高级结构有关
肽链的翻译后加工
（1）N末端的甲酰甲硫氨酸（原核）或甲硫氨酸（真核）的切除; （2）二硫键的形成 （3）修饰：磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化、羟基化等 （4）多聚蛋白前体的切割, 切除新生肽链中非功能片段, 信号肽的处理. （5）蛋白质剪接：除去蛋白质内含子（intein）
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年10月 下午2时 36分20 .10.191 4:36Oc tober 19, 2020
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2 020年1 0月19 日星期 一2时36 分59秒 14:36:5 919 October 2020
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。下 午2时36 分59秒 下午2 时36分1 4:36:59 20.10.1 9
译起始复合物形成 核糖体解离需要起始因子（initiation factors，IF）的协助
3. mRNA与小亚基结合:
AUG上游8~13个碱基处存在SD序列能与小亚基中16S rRNA 3` 端序列互补。
4、fmet-tRNA的结合：
fMet-tRNA进入小亚基的P位, 反密码子与mRNA起始密码子配对;
mRNA 密码子碱基
A,C,U A,G C ,U
1. 密码子的第三位 / 反密码子的第一位; 2. G = U; 3. G X I; 4. I 只出现在反密码子上; 5. 书写规则 5’3’
密码子与反密码子配对的摆动现象
密码子: GCA, AUG, CGU 反密码子: GCA, AUG, CGU , I AC
GTPase与翻译
IF-2、EF-Tu、EF-G、RF3等因子都需 要与GTP结合，并通过GTP水解而发挥 作用
它们是G蛋白（G proteins），具有内在 的GTPase活性
Generalized G protein cycle
腺苷酸交换蛋白 GTAase激活蛋白
真核生物蛋白质合成的特点
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10. 1920.1 0.1914:36:5914 :36:59 October 19, 2020
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月19 日下午2 时36分 20.10.1 920.10. 19
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2 020年1 0月19 日星期 一下午2 时36分 59秒14 :36:592 0.10.19
蛋白的定向转运机制
1.信号肽假说
(1)分泌蛋白 翻译-转运同步机制 (2)细胞器(叶绿体, 线粒体等) 翻译后转运机制 (3)膜蛋白(ER等) 两者兼有 (4)核定位 翻译后转运机制
2. 信号肽, 导肽, 核定位信号的特点
蛋白质的降解
细菌: Lon蛋白酶 真核: 泛素(ubiquitin) 降解