《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》學(xué)案

第四章基因的表達(dá)第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成1、RNA的結(jié)構(gòu)：（1）、組成元素：C、H、O、N、P（2）、基本單位：核糖核苷酸（4種）（3）、結(jié)構(gòu)：一般為單鏈2、RNA與DNA的比較DNARNA全稱脫氧核糖核酸核糖核酸分布主要在細(xì)胞核中(在線粒體、葉綠體中也有少量)細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中(包括線粒體、葉綠體)鏈數(shù)及結(jié)構(gòu)兩條鏈，規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)一條鏈堿基A、G、C、TA、G、C、U五碳糖脫氧核糖核糖組成單位脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸代表生物真核生物、原核生物、噬菌體煙草花葉病毒、艾滋病病毒、H7N9病毒3、RNA的種類及功能種類及功能eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(信使RNAmRNA：攜帶遺傳信息，蛋白質(zhì)合成的模板,轉(zhuǎn)運RNAtRNA：：識別并運載氨基酸,核糖體RNArRNA：核糖體的組成成分))病毒中RNA的功能：遺傳物質(zhì)攜帶遺傳信息，含有控制病毒蛋白質(zhì)合成及性狀表達(dá)的全套的基因，對宿主細(xì)胞具有感染能力。特別提醒：細(xì)胞中的極少數(shù)RNA還具有催化作用。4、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄：（1）概念：在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則，合成RNA的過程。（注：葉綠體、線粒體也有轉(zhuǎn)錄）（2）轉(zhuǎn)錄的條件：模板、原料、能量、酶等。（3）轉(zhuǎn)錄的場所：主要在細(xì)胞核（4）轉(zhuǎn)錄的模板：以DNA的一條鏈為模板（5）轉(zhuǎn)錄的原料：4種核糖核苷酸（尿嘧啶核糖核苷酸、鳥嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸）（6）轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物：一條單鏈的mRNA（7）轉(zhuǎn)錄的原則：堿基互補配對原則5、遺傳信息的翻譯：（1）概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。（注：葉綠體、線粒體也有翻譯）（2）翻譯的條件：模板、原料、能量、酶、轉(zhuǎn)運工具（3）翻譯的場所：細(xì)胞質(zhì)的核糖體上（4）翻譯的原料：游離的氨基酸（5）翻譯的模板：一條mRNA單鏈（6）翻譯的產(chǎn)物：具有一定氨基酸序列的多肽鏈（或蛋白質(zhì)）（7）翻譯的原則：堿基互補配對原則（8）翻譯的具體過程圖解：→→6、密碼子表聯(lián)系①基因中脫氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列②mRNA中堿基序列與基因模板鏈中堿基序列互補③密碼子與相應(yīng)反密碼子的序列互補配對遺傳密碼子的特點：①連續(xù)性②不重疊性③通用性④簡并性密碼子與氨基酸的關(guān)系：一種密碼子只能決定一種氨基酸（終止密碼子除外），一種氨基酸可由一種或多種密碼子決定。11、正確區(qū)分翻譯過程中多聚核糖體模式圖(1)圖1表示真核細(xì)胞的翻譯過程。圖中①是mRNA，⑥是核糖體，②、③、④、⑤表示正在合成的4條多肽鏈，翻譯的方向是自右向左。(2)圖2表示原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，圖中①是DNA模板鏈，②、③、④、⑤表示正在合成的4條mRNA，在核糖體上同時進(jìn)行翻譯過程。解題技法：(1)分析此類問題要正確分清mRNA鏈和多肽鏈的關(guān)系。DNA模板鏈在RNA聚合酶的作用下產(chǎn)生的是mRNA，而在同一條mRNA鏈上結(jié)合的多個核糖體，同時合成的是若干條多肽鏈。(2)解答此類問題還要明確真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯不同時進(jìn)行，而原核細(xì)胞能邊轉(zhuǎn)錄、邊翻譯。12、與基因控制蛋白質(zhì)合成有關(guān)的計算（1）已知蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)n（或基因中的堿基數(shù)），利用：基因中的堿基數(shù)：mRNA中的堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)=6：3：1，求控制這個蛋白質(zhì)合成的基因中的堿基數(shù)（或蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)）。由于基因包括編碼區(qū)和非編碼區(qū)，對于原核基因，只有編碼區(qū)能編碼蛋白質(zhì)；對于真核基因，只有編碼區(qū)中的外顯子能編碼蛋白質(zhì)，而且外顯子控制合成的終止密碼子不能決定氨基酸，實際上基因中的堿基數(shù)大于6n。（2）已知基因中的堿基數(shù)（n個），氨基酸的平均相對分子質(zhì)量（m），求它控制合成的蛋白質(zhì)的最大相對分子質(zhì)量（蛋白質(zhì)由a條肽鏈構(gòu)成）。氨基酸數(shù)最多為n/6，則蛋白質(zhì)的最大相對分子質(zhì)量=mn/6－（n/6－a）×18。（3）已知蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量（n），由a條肽鏈構(gòu)成，氨基酸的平均相對質(zhì)量（m），求控制它合成的基因中的堿基數(shù)。設(shè)蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)為X個，則Xm－（X－a）×18=n，則X=（n－18a）/（m－18），所以基因中的堿基數(shù)（至少）=6X=6（n－18a）/（m－18）個。13、計算中“最多”和“最少”的分析(1)翻譯時，mRNA上的終止密碼不決定氨基酸，因此準(zhǔn)確地說，mRNA上的堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些。(2)基因或DNA上的堿基數(shù)目比對應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。(3)在回答有關(guān)問題時，應(yīng)加上最多或最少等字。如：mRNA上有n個堿基，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個堿基，該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)最多有個氨基酸。(4)蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)（肽鍵數(shù)＝縮去的水分子數(shù)）。14、列表比較復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的區(qū)別與聯(lián)系復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯圖像信息傳遞DNA→DNADNA→RNAmRNA→蛋白質(zhì)時間細(xì)胞分裂的間期生物個體發(fā)育的整個過程生物個體發(fā)育的整個過程場所主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核核糖體模板DNA的兩條單鏈DNA的一條鏈mRNA原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸20種氨基酸條件解旋酶、DNA聚合酶、ATP解旋酶、RNA聚合酶、ATP酶、ATP、tRNA產(chǎn)物2個雙鏈DNA1個單鏈RNA多肽鏈模板去向分別進(jìn)入兩個子代DNA分子中恢復(fù)原樣，重新組成雙螺旋結(jié)構(gòu)水解成單個核糖核苷酸堿基配對A－T，T－A，C－G，G－CA－U，T－A，C－G，G－CA－U，U－A，C－G，G－C特點半保留復(fù)制；邊解旋邊復(fù)制DNA邊解旋，邊轉(zhuǎn)錄；遵循堿基互補配對原則一個連續(xù)結(jié)合多個核糖體；遵循堿基互補配對原則意義傳遞遺傳信息表達(dá)遺傳信息，使生物表現(xiàn)出各種性狀15、中心法則及擴展(1)以DNA為遺