41基因指導蛋白質的合成

1、第第4 4章章 基因的表達基因的表達DNA(DNA(基因基因) )蛋白質蛋白質RNARNA轉錄轉錄翻譯翻譯基基因因指指導導蛋蛋白白質質合合成成的的過過程程現(xiàn)代遺傳學認為：現(xiàn)代遺傳學認為：性狀是由性狀是由 體現(xiàn)的體現(xiàn)的生物的性狀是由生物的性狀是由 控制的控制的基因基因蛋白質蛋白質DNA（基因）（基因）蛋白質（性狀）蛋白質（性狀）？基因基因通過指導通過指導蛋白質蛋白質合成來控制合成來控制性性狀狀的過程，叫的過程，叫基因的表達基因的表達。第第4 4章章 基因的表達基因的表達第第1 1節(jié)節(jié) 基因指導蛋白質的合成基因指導蛋白質的合成DNA主要在主要在細胞核細胞核蛋白質的合成蛋白質的合成在核糖體進行在核糖

2、體進行指導指導通過通過RNA問題問題1 1、基因的本質是什么？基因主要存在于什么地方，基因的本質是什么？基因主要存在于什么地方，蛋白質合成的場所在哪里？蛋白質合成的場所在哪里？問題問題2 2、DNADNA能否到細胞質中直接指導蛋白質的合成？能否到細胞質中直接指導蛋白質的合成？RNA和和DNA的比較的比較問題問題3 3：為什么：為什么RNARNA適于作適于作DNADNA的信使？的信使？比較項目比較項目DNARNA結結 構構基本單位基本單位五碳糖五碳糖含氮堿基含氮堿基功能功能主要存在部位主要存在部位脫氧脫氧核苷酸核苷酸核糖核糖核苷酸核苷酸脫氧核糖脫氧核糖核核 糖糖A G C TA G C U通常雙

3、螺旋結構通常雙螺旋結構一般單鏈結構一般單鏈結構細胞核細胞核細胞質細胞質主要的遺傳物質主要的遺傳物質1、在人體中，由、在人體中，由A、T、C三種堿基參與構三種堿基參與構 成的核苷酸共（成的核苷酸共（ ） A2種種 B4種種C5種種 D6種種C2、煙草、煙草花葉病毒、煙草、煙草花葉病毒、T2噬菌體中含有噬菌體中含有 的物質，下列敘述正確的是（的物質，下列敘述正確的是（ ） A核酸的種類依次是核酸的種類依次是2、1、2 B核苷酸的種類依次是核苷酸的種類依次是8、5、4 C五碳糖的種類依次是五碳糖的種類依次是2、2、1 D含含N堿基的種類依次是堿基的種類依次是5、4、4DRNARNA的種類的種類(1)

4、(1)信使信使RNARNA（mRNAmRNA）：(3)(3)核糖體核糖體RNARNA（rRNArRNA）：rRNAU AU ACA UGACGA UmRNAmRNA(2)(2)轉運轉運RNARNA（tRNAtRNA）：C U CtRNAtRNA翻譯的模板，即傳遞遺傳信息翻譯的模板，即傳遞遺傳信息的作用。的作用。識別密碼子，是轉運氨基酸的工具識別密碼子，是轉運氨基酸的工具核糖體的組成成分核糖體的組成成分 (1)它也是由基本單位它也是由基本單位核苷酸核苷酸連接而成，連接而成，由核糖、磷酸、堿基共同組成核苷酸，它也能由核糖、磷酸、堿基共同組成核苷酸，它也能儲儲存遺傳信息存遺傳信息。 (2)RNA一般

5、是一般是單鏈單鏈，而且比，而且比DNA短，因此短，因此能夠通過能夠通過核孔核孔，從細胞核轉移到細胞質中。，從細胞核轉移到細胞質中。 RNA適于做適于做DNA的信使的原因：的信使的原因：問題問題4 4、DNADNA的遺傳信息是怎么傳給的遺傳信息是怎么傳給mRNAmRNA的？的？ 問題問題3、為什么、為什么RNA適于做適于做DNA的信使呢？的信使呢？1、 轉錄的過程：轉錄的過程：一、遺傳信息的轉錄一、遺傳信息的轉錄1.過程過程(1)DNA雙鏈解旋雙鏈解旋(2)堿基配對堿基配對(3) 聚合成聚合成RNA(4)(4)RNA釋放，釋放， DNA DNA恢復恢復游離核糖游離核糖核苷酸核苷酸DNA ： A

6、T G CRNA ： U A C G DNADNA的遺傳信息是怎么傳給的遺傳信息是怎么傳給mRNAmRNA的？的？TATGCTACGA是是整條整條DNA解旋解旋還是還是某片段某片段？CAUG酶酶U GCGUAGCAG URNARNARNA聚合酶聚合酶 mRNA mRNA通過通過核孔核孔，進入細，進入細胞質中指導蛋白質的合成。胞質中指導蛋白質的合成。 2、轉錄、轉錄轉錄的定義：轉錄的定義：_轉錄的場所：轉錄的場所：_轉錄的模板：轉錄的模板：_轉錄的原料：轉錄的原料：_轉錄的條件：轉錄的條件：_轉錄時遵循的原則：轉錄時遵循的原則：_轉錄的產物：轉錄的產物：_DNARNAA T C GU A G C

7、(8)遺傳信息傳遞的方向遺傳信息傳遞的方向:_ 在在細胞核細胞核中，以中，以DNA的的一條鏈一條鏈為模板，合成為模板，合成RNA的過程。的過程。細胞核細胞核DNA分子的一條鏈分子的一條鏈四種四種核糖核糖核苷酸核苷酸模板、原料、能量、酶模板、原料、能量、酶G-C、C-G、T-A、A-UmRNADNAmRNA _模板鏈模板鏈: :有轉錄功能有轉錄功能編碼鏈編碼鏈: :無轉錄功能無轉錄功能模板鏈和編碼鏈模板鏈和編碼鏈mRNAmRNA類別類別項目項目 復制復制 轉錄轉錄場所場所解旋解旋模板模板原料原料酶酶能量能量堿基堿基配對配對產物產物細胞核細胞核只有只有DNADNA的的一條一條鏈鏈四種四種核糖核糖核

8、苷酸核苷酸DNADNA解旋酶、解旋酶、 RNARNA聚合酶聚合酶ATPATPA-U A-U G-C T-A C-GG-C T-A C-GRNARNA細胞核細胞核DNADNA的的兩條兩條鏈鏈四種四種脫氧脫氧核苷酸核苷酸DNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶ATPATPA-T A-T C-G T-A G-CC-G T-A G-C子代子代DNADNA3.復制和轉錄的比較復制和轉錄的比較只解旋有遺傳效應的片段只解旋有遺傳效應的片段完全解旋完全解旋3(2012永安一中月考永安一中月考)下列關于真核細胞下列關于真核細胞DNA復制和轉錄這兩種過程的敘述，錯誤的是復制和轉錄這兩種過程的敘述，錯誤

9、的是()A兩種過程都可在細胞核中發(fā)生兩種過程都可在細胞核中發(fā)生B兩種過程都有酶參與反應兩種過程都有酶參與反應C兩種過程都以核糖核苷酸為原料兩種過程都以核糖核苷酸為原料D兩種過程都以兩種過程都以DNA為模板為模板C4、一個、一個DNA分子可以轉錄出多少種多少個分子可以轉錄出多少種多少個 mRNA （ ） A一種一個一種一個 B一種多個一種多個 C多種多個多種多個 D無數(shù)種無數(shù)個無數(shù)種無數(shù)個C5、 某信使某信使RNA中有堿基中有堿基40個，其中個，其中C+U為為15個，那么轉錄此個，那么轉錄此RNA的的DNA中中G+A為（為（ ） A15 B25 C30 D40D6、mRNA上有上有25的腺嘌呤，

10、的腺嘌呤，35的尿嘧的尿嘧 啶，則轉錄該啶，則轉錄該mRNA的的DNA分子上腺嘌分子上腺嘌 呤占堿基總數(shù)的（呤占堿基總數(shù)的（ ）A50% B25%C30%D60%C問題問題5 5：轉錄得到的：轉錄得到的RNARNA仍是堿基序列，而不是仍是堿基序列，而不是蛋白質。那么，蛋白質。那么，RNARNA上的堿基序列如何能變成上的堿基序列如何能變成蛋白質中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？蛋白質中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？ 在在細胞質細胞質中，中，, ,以以mRNAmRNA為模板，各種為模板，各種氨氨基酸基酸為原料為原料，合成，合成具有一定氨基酸順序的具有一定氨基酸順序的蛋蛋白質白質的過程。的過程。二

11、、遺傳信息的翻譯二、遺傳信息的翻譯1.1.概念：概念：翻翻 譯譯mRNAA UG A U A CCGA U U UG AGGG CCU AUA AUU A肽鍵肽鍵核糖體核糖體翻譯（翻譯（translation）的過程）的過程A UG A U A CCGA U U UG AG起始密碼起始密碼A UG A U A CCGA U U UG AGAU AUUA翻譯（翻譯（translation）的過程）的過程UC AGG C終止密碼終止密碼1、翻譯、翻譯場所場所：定義：定義：原料：原料：模板：模板：工具：工具：產物：產物：細胞質（核糖體）細胞質（核糖體）在在細胞質細胞質中，中，, ,以以mRNAmRN

12、A為模板，各為模板，各種種氨基酸氨基酸為原料為原料，合成，合成具有一定具有一定氨基酸順序的氨基酸順序的蛋白質蛋白質的過程的過程。 氨基酸氨基酸mRNAmRNAtRNAtRNA蛋白質蛋白質mRNA：堿基的數(shù)量堿基的數(shù)量排列順序排列順序蛋白質：蛋白質：氨基酸的數(shù)量氨基酸的數(shù)量排列順序排列順序種類種類決定決定決定決定決定決定?種種?種種4種種20種種討論：討論：一個堿基決定一個氨基酸，一個堿基決定一個氨基酸，41 = 4二個堿基決定一個氨基酸，二個堿基決定一個氨基酸，42 = 16三個堿基決定一個氨基酸，三個堿基決定一個氨基酸，43 = 642、堿基與氨基酸的對應關系、堿基與氨基酸的對應關系問題問題

13、5 5：mRNAmRNA如何將信息翻譯成蛋白質？如何將信息翻譯成蛋白質？UCAUG A UUAmRNA 密碼子密碼子 密碼子密碼子 密碼子密碼子3 3、密碼子、密碼子 密碼子：密碼子：mRNA上決定一個氨基酸的上決定一個氨基酸的三個三個相鄰的相鄰的 堿基堿基 密密碼碼子子表表A UGGAUAU C1、在、在64個遺傳密碼中，個遺傳密碼中，有有3個終止密碼，沒個終止密碼，沒有對應的氨基酸，所以，有對應的氨基酸，所以，能決定氨基酸的遺能決定氨基酸的遺傳密碼子只有傳密碼子只有61個。個。2、一種一種密碼子決定密碼子決定一種一種特定的氨基酸。特定的氨基酸。一一種種氨基酸可由氨基酸可由一種或多種一種或多

14、種密碼子決定。密碼子決定。3、簡并性簡并性：一種氨基酸有兩種以上的密碼：一種氨基酸有兩種以上的密碼子的情況子的情況 。4、通用性通用性：地球上：地球上幾乎所有的生物共用一幾乎所有的生物共用一套密碼子表。套密碼子表。問題問題6 6：氨基酸是怎樣運送到核糖體上的呢？：氨基酸是怎樣運送到核糖體上的呢？遺傳密碼的特性：遺傳密碼的特性： 4、反密碼子、反密碼子轉運轉運RNA(tRNA)定義：定義：tRNAtRNA上與密上與密碼子發(fā)生堿基互補碼子發(fā)生堿基互補配對的配對的三個相鄰堿三個相鄰堿基基A U G G AUA U C？甲硫氨酸CUA反密碼子核糖體tRNA作用作用一種一種tRNAtRNA只能攜帶一種氨

15、基酸只能攜帶一種氨基酸? ?一種氨基酸只能由一種一種氨基酸只能由一種tRNAtRNA攜帶攜帶? ?即：每種即：每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸；只能識別并轉運一種氨基酸；而一種氨基酸可由一種或多種而一種氨基酸可由一種或多種tRNA轉運轉運 存在存在位置位置含義含義生理生理作用作用遺傳遺傳信息信息密碼子密碼子反密反密碼子碼子區(qū)別區(qū)別遺傳信息、密碼子和反密碼子的比較遺傳信息、密碼子和反密碼子的比較DNAmRNAtRNA脫氧核苷酸脫氧核苷酸(堿基對堿基對)的排列順序的排列順序直接決定直接決定mRNA中堿中堿基排列順序，間接決基排列順序，間接決定氨基酸排列順序定氨基酸排列順序mRNA上上3個相鄰的

16、個相鄰的堿基堿基直接決定氨基酸的排直接決定氨基酸的排列順序列順序識別密碼子識別密碼子與密碼子互補的與密碼子互補的3個個堿基堿基1、(2011海南卷海南卷)關于關于RNA的敘述，錯誤的是的敘述，錯誤的是()A少數(shù)少數(shù)RNA具有生物催化作用具有生物催化作用B真核細胞內真核細胞內mRNA和和tRNA都是在細胞質中都是在細胞質中合成的合成的CmRNA上決定上決定1個氨基酸的個氨基酸的3個相鄰堿基稱個相鄰堿基稱為密碼子為密碼子D細胞中有多種細胞中有多種tRNA，一種，一種tRNA只能轉運一只能轉運一種氨基酸種氨基酸B2、右圖為生物體內轉運氨基酸、右圖為生物體內轉運氨基酸m的轉的轉運運RNA，對此敘述正確

17、的是，對此敘述正確的是 ( ) A.該轉運該轉運RNA還能識別并轉運其他氨還能識別并轉運其他氨 基酸基酸 B.氨基酸氨基酸m只能由該轉運只能由該轉運RNA轉運轉運 C.氨基酸氨基酸m的密碼子只是的密碼子只是UUA D.轉運轉運RNA是由許多個核糖核苷酸是由許多個核糖核苷酸 構成的構成的 D3 3、DNADNA分子模板鏈上的堿基序列攜帶的遺傳信息最終分子模板鏈上的堿基序列攜帶的遺傳信息最終 翻譯的氨基酸如下表（翻譯的氨基酸如下表（ ）則右圖所示的則右圖所示的tRNAtRNA所攜帶的氨基酸是所攜帶的氨基酸是A A賴氨酸賴氨酸 B B丙氨酸丙氨酸 C C半胱氨酸半胱氨酸 D D蘇氨酸蘇氨酸 A A基

18、因控制蛋白質合成的過程基因控制蛋白質合成的過程DNA的遺傳信息的遺傳信息mRNA的遺傳信息的遺傳信息蛋白質的氨基酸排列順序蛋白質的氨基酸排列順序數(shù)量數(shù)量n3n6n基因的堿基基因的堿基 mRNAmRNA的堿基的堿基 氨基酸氨基酸 = =6 3 11 1. .牛胰島素其中的一條多肽鏈有牛胰島素其中的一條多肽鏈有3030個氨基酸，則個氨基酸，則作為合成該多肽鏈的模板作為合成該多肽鏈的模板mRNAmRNA分子和用來轉錄分子和用來轉錄mRNAmRNA的的DNADNA分子分別至少要有堿基分子分別至少要有堿基: : A A、3030個和個和3030個個 B B、3030個和個和6060個個 C C、9090

19、個和個和9090個個 D D、9090個和個和180180個個D課堂反饋課堂反饋2 2. .某蛋白質分子由兩條多肽鏈組成，在合成蛋白某蛋白質分子由兩條多肽鏈組成，在合成蛋白質的過程中生成質的過程中生成100100分子的水，那么控制該蛋白分子的水，那么控制該蛋白質合成的基因中至少有多少脫氧核苷酸：質合成的基因中至少有多少脫氧核苷酸： A A、612 B612 B、306 C306 C、204 D204 D、606606A課堂反饋課堂反饋 3.3.設控制某含設控制某含a a 條肽鏈的蛋白質合成的基因含條肽鏈的蛋白質合成的基因含X X個堿基對，氨基酸的平均分子量為個堿基對，氨基酸的平均分子量為Y Y

20、，則該蛋白，則該蛋白質的分子量約為質的分子量約為 。 （X/3）Y（X/3a）X18 一個一個mRNA分子同時結合多個核糖體分子同時結合多個核糖體意義：少量的少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白質分子就可以迅速合成出大量的蛋白質復制復制轉錄轉錄翻譯翻譯時間時間場所場所模板模板原料原料條件條件配對配對產物產物信息信息傳遞傳遞DNADNARNARNA蛋白質蛋白質轉錄轉錄翻譯翻譯復制復制分裂分裂間期間期 生長發(fā)育的生長發(fā)育的整個過程整個過程細胞核細胞核細胞核細胞核 核糖體核糖體DNADNA兩條兩條母鏈母鏈 DNADNA的的一條一條鏈鏈 mRNAmRNA游離游離脫氧核苷酸脫氧核苷酸游離游離核糖

21、核苷酸核糖核苷酸氨基酸氨基酸約約2020種種模板、原料、能量、酶模板、原料、能量、酶A-TA-T、T-A T-A A-UA-U、T-AT-A A-UA-U、U-AU-A子代子代DNADNA 一個一個mRNAmRNA 多肽多肽蛋白質蛋白質DNADNA DNADNA DNA DNA RNARNA RNARNA蛋白質蛋白質三、中心法則及其發(fā)展：三、中心法則及其發(fā)展：DNA逆轉錄逆轉錄 RNA蛋白質蛋白質轉錄轉錄翻譯翻譯(1)遺傳信息的一般流動方向：遺傳信息的一般流動方向：從從DNA流向流向DNA，即完成，即完成DNA的復制；的復制；從從DNA流向流向RNA，進而流向蛋白質，即完成，進而流向蛋白質，即

22、完成遺傳信息的轉錄和翻譯過程。遺傳信息的轉錄和翻譯過程。(2)中心法則的發(fā)展：中心法則的發(fā)展：在少數(shù)病毒中，遺傳信息也可以從在少數(shù)病毒中，遺傳信息也可以從RNA流向流向DNA，稱之為逆轉錄。，稱之為逆轉錄。在只含在只含RNA的病毒中，也可以的病毒中，也可以RNA為模板進為模板進行復制。行復制。DNA逆轉錄逆轉錄 RNA蛋白質蛋白質轉錄轉錄翻譯翻譯小飛守角制作3.已知甲、乙、丙三種類型的病毒，它們的遺傳信息已知甲、乙、丙三種類型的病毒，它們的遺傳信息的傳遞方式分別用下圖表示。請回答：的傳遞方式分別用下圖表示。請回答：丙乙甲蛋白質蛋白質18103724蛋白質蛋白質569蛋白質蛋白質DNARNA （

23、1）圖中哪個標號所示的過程是對圖中哪個標號所示的過程是對“中心法則中心法則”的補充的補充_。 4、6、7丙乙甲蛋白質蛋白質18103724蛋白質蛋白質569蛋白質蛋白質DNARNA （2）圖中）圖中1、8表示遺傳信息的表示遺傳信息的_；圖中；圖中2、5、9表示遺傳信息的表示遺傳信息的_；圖中；圖中3、10表示遺傳信息的表示遺傳信息的_。圖中。圖中7表示遺傳信息的表示遺傳信息的_。轉錄轉錄翻譯翻譯復制復制逆轉錄逆轉錄 4. 如下圖所示，在如下圖所示，在a、b試管內加入的試管內加入的DNA都含有都含有30對堿基，四支試管內都有產物產生。請回答：對堿基，四支試管內都有產物產生。請回答： 加加DNA ATP、酶、酶脫氧核苷酸脫氧核苷酸a 加加DNA ATP、酶、酶核糖核苷酸核糖核苷酸b 加加RNA ATP、酶、酶核糖核苷酸核糖核苷酸c 加加RNA ATP、酶、酶脫氧核苷酸脫氧