3.蛋白质分子的生物合成及其代谢 在细胞及生物体内.蛋白质的合成是在DNA的控制之下.必须经过转录和翻译才能完成.转录的场所一般是在细胞核中进行(线粒体和叶绿体中也有转录过程.原核生物无核.只能在细胞质中进行),转录的过程是:基因中的一段DNA分子首先解旋.然后按照碱基互补配对原则.以其中的一条链为模板合成RNA.这样遗传信息就转换成遗传密码.带有遗传密码的RNA称为mRNA.翻译是在细胞质的核糖体上进行的.mRNA转录完成后通过核孔进人细胞质中与核糖体结合.核糖体与mRNA结合的第一个位点是AUG.这是起始密码.然后tRNA携带特定的氨基酸.其一端的3个碱基与mRNA对应的碱基配对.mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸.这3个相邻的碱基称为密码子.与mRNA上AUG配对的tRNA运载的氨基酸是甲硫氨酸.接着各种tRNA携带着特定的氨基酸依次与mRNA上对应的密码子配对.在核糖体上相邻的tRNA携带的氨基酸.在相关酶的催化下缩合形成肽键.同时产生一分子水.当翻译到一定的时候.mRNA上出现 UAG.UAA.AGA时.由于这 3组碱基没有与之对应的 tRNA配对.翻译到此结束.所以这 3组碱基组合称为终止密码.按照基因控制蛋白质的合成过程.任何一个蛋白质分子的多肽键上的第一个氨基酸都是甲硫氨酸.但事实并非如此.原因是翻译成的多肽链是一个初级产品.还要经过一定的修饰.加工才能成为能够执行一定生理功能的蛋白质.在绝大部分的蛋白质分子中.肽链上的第一个氨基酸不是甲硫氨酸.因这个氨基酸在蛋白质分子的修饰加工过程中被修饰掉了. 在人体内蛋白质的代谢是以氨基酸为中心进行的.内环境中的氨基酸的来源主要有3条:一是消化吸收来的,二是通过转氨基作用从糖类转变而来的,三是体内蛋白质分解.内环境中的氨基酸的代谢去向主要也有3个:一是合成新的蛋白质,二是通过转氨基作用转变成其他的氨基酸,三是经脱氨基作用分解.在蛋白质代谢过程中.氨基酸经脱氨基作用形成的含N部分是NH3.NH3对人体是有毒的.但在肝脏中通过肝脏的解毒作用转变成尿素.尿素基本对人体无害.再通过循环系统运至肾脏.以尿液的形式排出体外.或运至皮肤的汗腺以汗液的形式排出体外. 物质代谢包括糖类代谢.蛋白质代谢和脂肪的代谢.这三类营养物质的代谢枢纽是呼吸作用.主要是通过呼吸作用的中间产物.如丙酮酸.乙酰辅酶A.柠檬酸等中间产物.糖类转变成蛋白质必须通过转氨基作用.将氨基转移给糖代谢的中间产物就能产生新的氨基酸.如将氨基转给丙酮酸即为丙氨酸.在人体能够合成的氨基酸称为非必需氨基酸.共有12种.还有8种在人体内不能合成.必须从食物中得到的氨基酸称为必需氨基酸.如赖氨酸.色氨酸等.蛋白质转变成糖类必须经过脱氨基作用.形成的不含氮部分才能转变成糖类.糖类转变成脂肪必须通过乙酰辅酶A.脂肪转变成乙酰辅酶A后才能进人呼吸作用.继而再转变成糖类和蛋白质. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

原核生物大多数基因表达的调控是通过操纵子(operon)机制实现的。操纵子通常由 2个以上的编码序列与启动序列、操纵序列以及调节序列在基因组中成簇串联组成。其中启动序列是RNA聚合酶与之结合并起动转录程序的特异DNA序列;调节序列能控制合成成相应的调节蛋白,来调节转录程序;操纵序列如果被阻遏蛋白(一种调节蛋白) 结合时会阻碍RNA聚合酶与启动序列的结合,从而阻止转录起动。当大肠杆菌生存环境中缺乏乳糖时,体内β—半乳糖酶基因(Z)、通透酶基因(Y)和乙酰转移酶基因(A)的表达会被关闭,从而不能正常参与乳糖代谢过程(如图1所示);当大肠杆菌依赖乳糖生长时,体内上述三种基因的表达则被激活(如图2所示)。请分析回答下列问题:

1、图中所示a物质表示                ,它与DNA成功结合后会引起DNA结构的变化,这种变化是                                            。

2、图中所示c过程表示                ,d物质表示                    ;O区域的碱基序列对应为乳糖操纵子中的                            序列。

3、在图2所示的乳糖操纵子中,决定“…——甘——天——色…”的详细碱基序列为                 

4、当大肠杆菌依赖乳糖生长时,体内β—半乳糖酶基因(Z)、通透酶基因(Y)和乙酰转移酶基因(A)等三种基因被激活的机理是                                      

                                                                           。

5、操纵子所包括的序列中,能够转录的序列为                          。

6、由题干信息可知,原核细胞基因表达的起始调控从根本上来说是受          因子)控制,而真核细胞基因表达的起始调控从根本上来说是               因子)控制。

 

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赖氨酸是哺乳动物蛋白质分子中普遍存在的一种氨基酸,是人体的必需氨基酸。

Ⅰ.请回答以下关于赖氨酸的一组问题:

(1)已知赖氨酸分子的R基为-(CH24-NH2,则赖氨酸的结构简式为_________。

(2)食物中缺乏赖氨酸,会导致营养不良,引起组织水肿。其原因可能是_________。

(3)人体细胞中合成新的蛋白质所需的赖氨酸除了可来自食物外,还可来自_________,赖氨酸在人体内代谢的终产物是_________。

(4)向泌乳期母牛的乳腺腺泡细胞内注射少量15N标记的赖氨酸,请在右面的坐标系中分别画出放射性15N在细胞内的内质网(a)、高尔基体(b)和细胞膜外侧(c)含量的大致变化曲线。

Ⅱ.赖氨酸是否也是大鼠的必需氨基酸呢?某生物兴趣小组利用下列材料和用具就此问题进行了探究,请补充并完善他们的实验原理和实验方案:

材料用具:20只生长发育状况相同的正常幼年大鼠、分装在不同试剂瓶中的20种氨基酸、不含蛋白质和氨基酸的食物、秤、天平等。

实验原理:_________。

实验方案:

(1)配食:

①_________,_________配制成食物A;

②_________,_________配制成食物B。

(2)分组:将20只大鼠平均分成甲乙两组,分别称量其体重。

(3)饲喂:甲组每天饲喂适量的食物A;_________。

(4)观测_________。

结果及结论:(略)

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在分子生物学的发展史上有几位著名的科学家由于他们在分子遗传学中的卓越成就在不同的年代获得了诺贝尔生理学或医学奖:

(1)第一位是________国著名的生物学家________________年他通过________实验在人类历史是第一次成功的证明了DNA是遗传物质。

(2)________________国著名的科学家克里克和________国著名的科学家沃森以及国著名的生物物理学家________根据________以及对________数量关系的分析,提出了________为此,他们三人在________年共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。

(3)20世纪60年代,________国著名的分子生物学家________________通过对________的研究,首先弄清了原核生物基因表达的调控机制,为此,他们在________年共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。他们认为:

①阻抑物的合成场所是________,在该场所控制阻抑物合成的物质是________。但是从根本土讲,控制阻抑物合成的物质是操纵子中的________

②在什么情况下,阻抑物能够阻止结构基因的表达。试说明其原因。

③结构基因一旦表达,能够通过________形成________个信使RNA分子,再通过合成________种酶,试说明形成这种数量关系的原因是________

④半乳糖苷酶的作用________,它是在名称为________的结构基因控制下合成的。

⑤操纵子指的________。继这两位著名的分子生物学家之后,科学家们又陆续发现了一些对原核生物代谢具有调控作用的操纵子,如________

⑥简要叙述原核生物这种基因表达调控机制的生物学意义。

⑦真核生物基因表达的调控要比原核生物复杂得多,简要叙述真核生物那些方面基因表达的调控是原核生物所没有的。

(4)1975年德国科学家________________国科学家________发挥他们丰富的想象力设计了一个极富创造力的实验方案(如下图所示),成功的制备出单克隆抗体。

①图中1反映的是________

②图中2指的是__________

③图中3指的是________,它不仅具有________能力,还有________的本领。

④图中A过程所用的细胞工程技术的名称是________,它是在灭活的________病毒或________的诱导下完成的。

⑤灭活指的是用物理或化学的方法杀死病毒或________等,但是又不损害它们体内有用的________的方法。在A过程中灭活的病毒既________又不会________

⑥简要叙述病毒能够诱导A过程完成的原因。

⑦图中B过程所用的细胞工程技术的名称是________,在此过程中需要定期地使用________,配制成________,分装到两个或两个以上的培养瓶中培养,在10代以内进行的这种培养称为________,在10-40代之间进行这种培养的细胞称为________,进行这种培养的最终要得到的细胞称为

⑧单克隆抗体实验的成功,不仅在生物学基础理论的研究中具有重要意义,而且在实践上也有很高的实用价值,与常规抗体相比,单克隆抗体________________,优越性非常明显,因此这两位科学家在________年共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。

(5)在上述成果中,标志着生物科学的发展进入了分子生物学阶段的是________

请你利用T2噬菌体设计一个实验证明DNA是遗传物质。

①该实验方法的生物学名称为________

②简要叙述该实验的设计思想。

③在该实验中你用谁做示踪元素?为什么?

④简要设计实验过程证明只有T2噬菌体的DNA进入细菌细胞内,而T2噬菌体的蛋白质外壳留在细菌细胞外。

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豆腐乳是餐桌上常见的佐餐食品,在我国具有悠久的历史。那么豆腐乳是怎样制作的呢?原来它足以大豆为原料,先制成豆腐胚,再利用毛霉接种在豆腐胚上经发酵制成的。当毛霉在豆腐胚上发酵的,它可以把豆腐中所含的蛋白质分解成既易消化吸收又具有鲜味的氨基酸,同时还可以产生一些有香味的脂类。接种工毛霉的豆腐胚放在15~18'C室温中,5d后,豆腐胚上就长满白色的毛霉菌丝。将相互连接的豆腐胚分开抹掉菌丝,放入缸中,层层撤盐,腌制13~16d,加盐不仅可以起到防止腐败的作用,食盐还可与豆腐中已经分解的氨基酸结合成氨基酸钠,而便豆腐的味道变得更加鲜美。豆腐乳制作的前期是保持适合微生物繁殖的条件,便我们所需要的毛霉菌丝充分繁殖、生长。制作后期还需要添加各种不同的辅料,如红曲、黄酒、白酒、香菇、桂花及辣椒、大蒜等。再装坛封口,进行后期发酵,30'C条件下,3个月后就可以制成美味可口的豆腐乳了。

(1)腐乳的制作原材料是什么?          其中哪种有机物含量比较高?                毛霉可利用体内的酶将其分解成哪种小分子有机物?                 

(2)毛霉的新陈代谢类型是什么?     用什么方式生殖?          从生殖方式上分析为什么其在适宜条件下繁殖速度很快?                 

(3)在腐乳的腌制过程中盐的用量如何影响腐乳的质量?

(4)卤汤中酒的含量为什么要控制在12%左右?

(5)豆腐乳的前、后期制作中温度和空气条件是否一样,试说明。

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豆腐乳是餐桌上常见的佐餐食品,在我国具有悠久的历史。那么豆腐乳是怎样制作的呢?原来它是以大豆为原料,先制成豆腐坯,再利用毛霉接种在豆腐坯上经发酵制成的。当毛霉在豆腐坯上发酵时,它可以把豆腐中所含的蛋白质分解成既易消化吸收又具有鲜味的氨基酸,同时还可以产生一些有香味的酯类。接种上毛霉的豆腐坯放在15~18℃室温中,5 d后,豆腐坯上就长满了白色的毛霉菌丝,制成毛坯。将相互连接的豆腐坯分开,抹掉菌丝,放入缸中,层层撒盐,腌制13~16 d制成咸坯。加盐不仅可以起到防止腐败的作用,食盐还可与豆腐中已经分解的氨基酸结合成氨基酸钠,使豆腐的味道变得更加鲜美。豆腐乳制作的前期是保持适合微生物繁殖的条件,使我们所需要的毛霉充分繁殖、生长。制作后期还需要添加各种不同的辅料,如红曲、黄酒、白酒、香菇、桂花及辣椒、大蒜等。再装坛封口,进行后期发酵,30℃条件下,3个月后就可以制成美味可口的豆腐乳了。

(1)腐乳制作的原材料是什么?其中哪种有机物含量比较高?毛霉可利用体内的酶将其分解成哪种小分子有机物?

(2)毛霉的新陈代谢类型是什么?用什么方式生殖?从生殖方式上分析,为什么其在适宜条件下繁殖速度很快?

(3)在腐乳的腌制过程中盐的用量如何影响腐乳的质量?

(4)卤汤中酒的含量为什么要控制在12%左右?

(5)豆腐乳的前、后期制作中温度和空气条件是否一样,试说明。

(6)在腐乳的后期制作过程中,有哪些因素能防止杂菌生长,利于后期成熟?

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