4-1基因指导蛋白质的合成.ppt

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1、1、基因在哪里？、基因在哪里？2、基因是什么？、基因是什么？那么，那么，基因如何控制生物的性状？基因如何控制生物的性状？基因在染色体上。基因在染色体上。基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段。片段。第四章第四章 基因的表达基因的表达现代遗传学认为：现代遗传学认为：生物的性状是由生物的性状是由基因基因控制的；控制的；而生物的性状是由而生物的性状是由蛋白质蛋白质体现的；体现的；基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段。片段。基因基因性状性状？第一节第一节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成细胞核细胞核细胞质核糖体上细胞质核糖体上控制控制DNA蛋白质蛋白质控制控制一、遗传信息的转

2、录一、遗传信息的转录DNA蛋白质蛋白质RNA中间物质中间物质AGCU腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸1 1、RNARNA的结构的结构（1）基本组成单位：核糖核苷酸（四种）基本组成单位：核糖核苷酸（四种）（2）RNA与与DNA中五碳糖的区别中五碳糖的区别2、为什么、为什么RNA适于作为适于作为DNA的信使？的信使？RNARNA也是由基本单位核苷酸组成，也是由基本单位核苷酸组成，由由核糖、磷酸、含氮碱基：核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、U共同组成，也能共同组成，也能储存遗传信息。储存遗传信息。RNA

3、RNA一般是一般是单链单链，而且比，而且比DNADNA短，因此短，因此能够通过核孔，从细胞核能够通过核孔，从细胞核转移转移到细胞质中到细胞质中。运载运载氨基氨基酸酸参与核糖参与核糖体构成体构成指导蛋白指导蛋白质合成质合成3、RNA的种类的种类mRNAtRNArRNA4、DNA 中的遗传信息是怎样传给中的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？的呢？转录转录：在在细胞核细胞核内，以内，以DNA的一条链为模板，按照碱的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成基互补配对的原则合成RNA的的过程过程。转录小结转录小结场所场所:模板模板:原料原料:条件条件:产物产物:特点特点:原则原则:细胞核细胞核DNA的的一

4、条一条链链四种四种核糖核苷酸核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶和需要酶和ATP单链的单链的mRNA边边解旋边转录解旋边转录碱基碱基互补配对原则互补配对原则（A-U,T-A;G-C,C-G）二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译 1、翻译：翻译：在细胞质的核糖体上在细胞质的核糖体上,利用游离在细利用游离在细胞质中的各种氨基酸为原料，以胞质中的各种氨基酸为原料，以mRNA为模板，为模板，以以tRNA为运载工具，为运载工具，合成具有合成具有一定氨基酸一定氨基酸顺序顺序的的蛋白质的过程。蛋白质的过程。碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？如果一个碱基决定一种氨基酸如果一

5、个碱基决定一种氨基酸只能决定只能决定414种，不够种，不够如果二个碱基决定一种氨基酸如果二个碱基决定一种氨基酸可以决定可以决定4216种，还是不够种，还是不够如果三个碱基决定一种氨基酸如果三个碱基决定一种氨基酸可以决定可以决定4364种，绰绰有余种，绰绰有余翻译实质上是将翻译实质上是将mRNA携带的遗传信息，即碱携带的遗传信息，即碱基序列翻译为要合成的蛋白质的氨基酸序列。基序列翻译为要合成的蛋白质的氨基酸序列。U C A GU C A GU C A GU C A GUCAGUUUCCCAAAGGGUCAG64种组合种组合 密码子密码子UCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子

6、2、遗传密码：遗传密码：遗传学上把遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基中决定氨基酸的不同碱基排列顺序，叫做排列顺序，叫做“遗传密码遗传密码”。把其中决定一个。把其中决定一个氨基酸的氨基酸的相邻的三个碱基相邻的三个碱基成为密码子。成为密码子。对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸脯氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸脯氨酸1、已知一段、已知一段mRNA的碱基序列是的碱基序列是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG,你能写出对应的氨基酸序列？你能写出对应的氨基酸序列？2、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。、地球上几乎所有

7、的生物体都共用上述密码子表。根据这一事实说明什么？根据这一事实说明什么？说明地球上所有的生物都有着或远或近的亲缘关系，说明地球上所有的生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有共同的遗传语言，或者生命在本质或者生物都具有共同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。上是统一的。思考和讨论：思考和讨论：3、从密码子表可以看出，一种氨基酸可能有几个密、从密码子表可以看出，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做密码的简并。你认为密码的简码子，这一现象称做密码的简并。你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？并对生物体的生存发展有什么意义？从密码子的简并性我们能够认识到：从密码子的简并性我们能够认

8、识到：（1）如果密码子中的一个碱基发生变化，可能）如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类影响到蛋白质氨基酸的种类发生变化发生变化，也有可能蛋，也有可能蛋白质的氨基酸种类白质的氨基酸种类不发生变化不发生变化。这就保证了生物遗。这就保证了生物遗传的传的相对稳定性相对稳定性，又使生物出现变异，从而促进生，又使生物出现变异，从而促进生物的发展变化。物的发展变化。（2）当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密）当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子编码同一种氨基酸可以码子编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度保证翻译的速度。天冬天冬 氨酸氨酸异亮异亮氨酸氨酸AC U反密码子反密码子A

9、UG反密码子反密码子反密码子反密码子3、运载工具、运载工具转运转运RNA(tRNA)氨基酸氨基酸一种一种tRNAtRNA只能识别并转运一种氨基酸。只能识别并转运一种氨基酸。tRNAtRNA的种类有的种类有6161种。种。第第1步：步：mRNA进入细胞质，与进入细胞质，与核糖体核糖体结合。结合。携带甲硫氨酸的携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基，通过与碱基AUG互补互补配对，进入位点配对，进入位点1。起始码起始码(甲硫氨酸甲硫氨酸)4、翻译过程翻译过程：第第2步：携带组氨酸的步：携带组氨酸的tRNA以同样的方式进以同样的方式进入位点入位点2。第第3步：甲硫氨酸通过与组氨酸步：甲硫氨酸通过与组氨酸形

10、成形成肽键肽键而转移到占据位点而转移到占据位点2的的tRNA上。上。形成肽键形成肽键第第4步：核糖体读取下一个密码子，原占据位点步：核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的的tRNA离开核糖体，占据位点离开核糖体，占据位点2的的tRNA进入位点进入位点1，一个新的携带氨基酸的一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点进入位点2，继续肽链的，继续肽链的合成。重复步骤合成。重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到，直至核糖体读取到mRNA的的终止密码终止密码。终止密码终止密码在在37时，细菌时，细菌细胞内合成肽链细胞内合成肽链的速度约为的速度约为每秒每秒连接连接15个氨基酸个氨基酸。图示图示一个一个mRNA分

11、子可以相继结分子可以相继结合合多个核糖体多个核糖体，同时进行多条肽同时进行多条肽链的合成，因此链的合成，因此少量的少量的mRNA分分子就可迅速合成子就可迅速合成大量的蛋白质。大量的蛋白质。细胞质中的细胞质中的翻译翻译是个是个快速快速的过程。的过程。翻译小结翻译小结场所场所:模板模板:原料原料:条件条件:产物产物:原则原则:细胞质的核糖体上细胞质的核糖体上以以信使信使RNA为为模板模板二十种氨基酸二十种氨基酸需要酶和需要酶和ATP多个多肽或蛋白质多个多肽或蛋白质密码子与反密码子配对密码子与反密码子配对,即碱即碱基基互补配对原则（互补配对原则（A-U，G-C）转录转录翻译翻译场所场所模板模板原料原

12、料条件条件产物产物原则原则细胞核细胞核细胞质的核糖体细胞质的核糖体DNA的一条链的一条链mRNA四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸特定的酶和特定的酶和ATP单链的单链的mRNA特定氨基酸顺特定氨基酸顺序的蛋白质序的蛋白质DNA的一条链与的一条链与mRNA配对配对(A-U,T-A;G-C,C-G)mRNA与与tRNA配对配对（A-U，G-C）遗传信息传递的过程遗传信息传递的过程脱氧核苷酸的脱氧核苷酸的排列顺序排列顺序转录转录细胞核细胞核核糖核苷酸的核糖核苷酸的排列顺序排列顺序翻译翻译细胞质细胞质特定的氨基酸特定的氨基酸排列顺序排列顺序DNAmRNA蛋白质蛋白质遗传信息遗传信息DNA

13、DNARNARNA蛋白质蛋白质1 13 36 66n6n3n3nn n碱基数碱基数碱基数碱基数氨基酸数氨基酸数DNADNA中的碱基数、中的碱基数、RNARNA中的碱基数和蛋白质中的碱基数和蛋白质中氨基酸数三者之间的数量关系中氨基酸数三者之间的数量关系基因中的碱基、基因中的碱基、RNARNA中的碱基和蛋白质中氨基中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量比为：酸的数量比为：6 6：3 3：1 1说明：因为基因中存在有终止密码子等片段，实际上基因说明：因为基因中存在有终止密码子等片段，实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要）上所含有的碱基数要大于大于6n,或氨基酸数目或氨基酸数目小小于于n。因此一般题目中带有

14、。因此一般题目中带有“至少至少”或或“最多最多”字样。字样。1、骨骼肌细胞中合成、骨骼肌细胞中合成mRNA 及多肽链的场所分及多肽链的场所分别是别是 A.细胞质与细胞核细胞质与细胞核 B.细胞核与线粒体细胞核与线粒体 C.内质网与核糖体内质网与核糖体 D.细胞核与核糖体细胞核与核糖体2、mRNA上的上的64种密码子能编码几种氨基酸种密码子能编码几种氨基酸 A.64种种 B.61种种 C.59种种 D.20种种课堂巩固课堂巩固3、某一多肽链共有、某一多肽链共有100个氨基酸，则控制合成个氨基酸，则控制合成该肽链的基因中的碱基数至少有该肽链的基因中的碱基数至少有 A、600 B、300 C、297

15、 D、594DDA4、根据蛋白质中遗传信息传递规律，填写表中、根据蛋白质中遗传信息传递规律，填写表中空白并回答问题空白并回答问题DNA双链双链CAG信使信使RNAA转运转运RNAGAG氨基酸氨基酸丙氨酸丙氨酸A链链B链链C链链D链链(1)丙氨酸的密码子是丙氨酸的密码子是 ，决定合成该氨基，决定合成该氨基酸的酸的DNA上的碱基是上的碱基是 。(2)第二个氨基酸是第二个氨基酸是 ，（查密码表），（查密码表）(3)链为转录的模板链，遗传密码子存链为转录的模板链，遗传密码子存在于在于 链上。链上。TCGCACGT半胱氨酸半胱氨酸ACGGGCACUUCCGCGCT半胱氨酸半胱氨酸5、已知一段信使、已知一

16、段信使RNA上有上有12个个A和和G，该信使该信使RNA上共有上共有30个碱基，那么转录成信使个碱基，那么转录成信使RNA的的这一段这一段DNA分子中应有分子中应有C和和T（）A、12 B、18 C、24 D、306、一个双链、一个双链DNA分子中碱基分子中碱基A占占30%，其转录，其转录成的信使成的信使RNA上的上的U为为35%，则信使，则信使RNA上的上的碱基碱基A为（为（）A、30%B、35%C、40%D、25%DD9 9、已知一段双链、已知一段双链DNADNA分子中，鸟嘌呤所占比分子中，鸟嘌呤所占比例为例为20%20%，由该，由该DNADNA转录出来的转录出来的RNARNA中，其胞中，

17、其胞嘧啶的比例是嘧啶的比例是A.10%A.10%B.20%B.20%C.40%C.40%D.D.无法确定无法确定8 8、某信使、某信使RNARNA的碱基中，的碱基中，U U占占19%19%，A A占占21%21%，则作为它的模板的，则作为它的模板的DNADNA中，胞嘧啶占全部中，胞嘧啶占全部碱基的碱基的A.21%A.21%B.19%B.19%C.60%C.60%D.30%D.30%7 7、某信使、某信使RNARNA上，上，A A的含量是的含量是24%24%，U U的含量的含量是是26%26%，C C的含量是的含量是27%27%，则控制其合成的模，则控制其合成的模板链中板链中G G的含量为的含量

18、为A.23%A.23%D.24%D.24%B.25%B.25%C.27%C.27%CDD1111、有、有3 3个核酸分子，经分析共有个核酸分子，经分析共有5 5种碱基，种碱基，8 8种核苷酸，种核苷酸，4 4条多核苷酸链，它的组成是条多核苷酸链，它的组成是A.A.一个一个DNADNA分子，两个分子，两个RNARNA分子分子B.B.两个两个DNADNA分子，一个分子，一个RNARNA分子分子C.C.三个三个DNADNA分子分子D.D.三个三个RNARNA分子分子1010、某一核酸分子，碱基、某一核酸分子，碱基A A数量为数量为52%52%，该核，该核酸分子是酸分子是A.A.只是只是DNADNA分

19、子分子B.B.单链单链DNADNA分子或分子或RNARNA分子分子C.C.只有只有RNARNA分子分子D.D.双链双链DNADNA分子或分子或RNARNA分子分子BA1212、在遗传信息的转录和翻译过程中，翻译者是、在遗传信息的转录和翻译过程中，翻译者是 A.A.基因基因 B.B.信使信使RNA RNA C.C.转运转运RNA D.RNA D.遗传密码遗传密码1414、下列关于遗传密码的叙述中，错误的是、下列关于遗传密码的叙述中，错误的是 A.A.一种氨基酸可能有多种与之对应的遗传密码一种氨基酸可能有多种与之对应的遗传密码 B.GTAB.GTA肯定不是遗传密码肯定不是遗传密码 C.C.每种密码

20、都有与之对应的氨基酸每种密码都有与之对应的氨基酸 D.D.信使信使RNARNA上的上的GCAGCA在人细胞中和小麦细胞中决定的在人细胞中和小麦细胞中决定的是同一种氨基酸是同一种氨基酸C C1313、复制、转录、翻译的场所依次是、复制、转录、翻译的场所依次是 A.A.细胞核、细胞核、核糖体细胞核、细胞核、核糖体 B.B.细胞核、细胞质、核糖体细胞核、细胞质、核糖体 C.C.细胞核、细胞核、高尔基体细胞核、细胞核、高尔基体 D.D.细胞核、细胞质、线粒体细胞核、细胞质、线粒体A AC CB B1515、由密码子表可知、由密码子表可知A.A.密码子是密码子是DNADNA的成分的成分B.B.一个密码子

21、只能代表一种氨基酸一个密码子只能代表一种氨基酸C.C.密码子可以代表遗传物质密码子可以代表遗传物质D.D.密码子存在于细胞核中密码子存在于细胞核中A A1616、如果细胞甲比细胞乙、如果细胞甲比细胞乙RNARNA含量多，可能的原因是含量多，可能的原因是A.A.甲合成的蛋白质比乙多甲合成的蛋白质比乙多B.B.乙合成的蛋白质比甲多乙合成的蛋白质比甲多C.C.甲含的染色体比乙多甲含的染色体比乙多D.D.甲含的甲含的DNADNA比乙多比乙多D D1717、构成蛋白质的氨基酸有、构成蛋白质的氨基酸有2020种，则决定氨基酸的密种，则决定氨基酸的密码子和组成密码子的碱基种类分别有码子和组成密码子的碱基种类

22、分别有A.A.2020种和种和2020种种B.B.6464种和种和2020种种C.C.6464种和种和4 4种种D.D.6161种和种和4 4种种B B1818、控制合成胰岛素（含、控制合成胰岛素（含5151个氨基酸）的基因中，含个氨基酸）的基因中，含有嘧啶碱基至少有有嘧啶碱基至少有A.306A.306个个B.153B.153个个C.102C.102个个D.51D.51个个C C1919、某、某DNADNA片段中有片段中有12001200个碱基对，控制合成某蛋白个碱基对，控制合成某蛋白质，从理论上计算，在翻译过程中，最多需要多少种质，从理论上计算，在翻译过程中，最多需要多少种转移转移RNARN

23、A参与运输氨基酸参与运输氨基酸A.400A.400B.200B.200C.61C.61D.20D.202222、一条多肽链含有氨基酸、一条多肽链含有氨基酸20002000个，则作为合成该多个，则作为合成该多肽链模板的信使肽链模板的信使RNARNA分子和用来转录信使分子和用来转录信使RNARNA的的DNADNA分子分别至少要有碱基（含终止密码子）分子分别至少要有碱基（含终止密码子）A.6003A.6003和和60066006个个 B.6003B.6003和和1200612006个个 C.3003C.3003和和60066006个个 D.5003D.5003和和80068006个个2121、构成蛋

24、白质的氨基酸种类约有、构成蛋白质的氨基酸种类约有2020种，则决定氨基种，则决定氨基酸的密码子和转运氨基酸的酸的密码子和转运氨基酸的RNARNA种类分别约有种类分别约有 A.20A.20种、种、2020种种 B.64B.64种、种、2020种种 C.64C.64种、种、6464种种 D.61D.61种、种、6161种种 2020、科研人员用鸟嘌呤、腺嘌呤和胞嘧啶三种碱基人、科研人员用鸟嘌呤、腺嘌呤和胞嘧啶三种碱基人工合成工合成mRNAmRNA分子，请分析该分子，请分析该mRNAmRNA分子包含的密码分子包含的密码子的种类最多有子的种类最多有 A.8A.8种种 B.9B.9种种 C.64C.64种种 D.27D.27种种D DD DB B2323、已知一个双链、已知一个双链DNADNA分子中碱基分子中碱基A A占占3030，其转录成，其转录成的信使的信使RNARNA上的上的U U为为3535，则信使，则信使RNARNA上的碱基上的碱基A A为为 A.30A.30 B.35B.35 C.40C.40 D.25D.25D D总总(A+T)%=(A(A+T)%=(A2 2+T+T2 2)%=RNA)%=RNA中中 (A+U)%(A+U)%