《基因控制蛋白质的合成》课件（2）.ppt

第四章 第三节 自主预习 抓基础 合作学习 探新知 名师点拨 释疑难 创新演练 大冲关 设计1 设计2 no 1 no 2 演练1 演练2 一 从基因到蛋白质1 基因基因是具有遗传效应的片段 遗传信息是指基因中的排列顺序 基因遗传信息的表达是通过基因控制来实现的 dna 脱氧核苷酸 蛋白质的合成 4 遵循原则 碱基互补配对原则 5 意义 dna分子把传递到mrna上 2 转录 1 概念 以dna的链为模板合成的过程 2 场所 主要是 一条 细胞核 rna 遗传信息 一条 核糖核苷酸 3 翻译 1 概念 是一个严格按照上密码子的信息指导分子合成为多肽链的过程 2 条件 mrna trna 多种和多种的共同参与 mrna 氨基酸 核糖体 氨基酸 酶 起始 延伸 4 遗传信息传递 mrna 蛋白质 4 遗传密码子 1 概念 上决定一个的3个相邻的碱基 2 种类 64种 其中决定氨基酸的密码子有61种 5 trna 1 特点 一端携带 另一端有碱基 识别信使rna上的 2 与氨基酸的关系 一种trna只能转运氨基酸 一种氨基酸可以被trna转运 mrna 氨基酸 三个 氨基酸 密码子 一种 多种 二 基因对性状的控制 1 基因作为遗传物质 其主要功能是把转变为由特定的氨基酸按构成的多肽和蛋白质 从而决定 2 在遗传学上 把叫做信息流 信息流的方向可以用科学家克里克提出的中心法则来表示 3 中心法则认为 信使rna的决定了蛋白质的 蛋白质应当是遗传信息传递的终端 遗传信息 一定顺序 生物体的性状 遗传信息的传递 氨基酸序列 碱基序列 三 人类基因组计划 1 人类基因组计划的主要内容是完成人体24条染色体上的的遗传图 物理图和全部碱基的序列测定 2 人类基因组框架图共测出31 647亿个碱基 我国生物科学工作者为此做出了积极的贡献 3 人类基因组序列图绘制完成后 我国生物科学工作者又完成了等生物的基因组测定 全部基因 水稻 1 判断下列叙述的正误 1 真核细胞的基因主要位于染色体上 2 转录就是把基因的遗传信息 录制 给rna 3 转录过程也遵循碱基互补配对原则 即a与t配对 g与c配对 4 基因上决定一个氨基酸的三个相邻碱基是一个密码子 5 trna只含三个碱基 它在翻译过程中起到重要作用 6 终止密码子是能使转录过程终止的密码子 7 细胞生物可发生 中心法测 中的全部箭头所表示的信息流 8 由于人体细胞中x y染色体差别较大 故 人类基因组计划 要测定24条染色体的遗传序列 2 选择正确答案 1 下列说法中正确的是 a 生物的性状完全由基因控制b 基因与性状之间是一一对应的关系c 基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状d 中心法则总结了遗传信息在细胞内的传递规律解析 中心法则实质上是遗传信息在细胞内的传递规律 答案 d 2 已知一段双链dna分子中 鸟嘌呤所占的比例为20 由该dna转录出来的rna 其胞嘧啶的比例是 a 10 b 20 c 40 d 无法确定解析 rna的合成是以dna的一条链的片段为模板进行的 rna合成只与dna的一条链有特定的碱基配对关系 rna中的胞嘧啶含量与dna中一条链上的鸟嘌呤含量相同 由于题目中只给出了该dna双链中鸟嘌呤的含量 所以由该dna转录出来的rna 其胞嘧啶的比例无法确定 答案 d 3 一个转运rna一端的3个碱基是cga 此rna转运的氨基酸是 a 酪氨酸 uac b 丙氨酸 gcu c 精氨酸 cga d 谷氨酸 gag 解析 决定氨基酸的密码子位于mrna上 转运rna的碱基为cga mrna上相应碱基为gcu 故为丙氨酸 gcu 答案 b 探究1 填表比较dna与rna 细胞核 细胞质 胸腺嘧啶 t 尿嘧啶 u 单链 mrna 催化作用 转录 探究2 尼伦贝格是如何通过实验破译第一个密码子的 提示 实验原理 蛋白质体外合成系统中以人工合成的rna作模板合成多肽 确定氨基酸与密码子的对应关系 实验步骤 a 提取大肠杆菌的破碎细胞液加入试管 除去原dna和mrna b 添加20种氨基酸 分5组 每支试管各加四种氨基酸 c 加入人工合成的rna 多聚尿嘧啶核苷酸 d 合成多肽 只在加入酪氨酸 苯丙氨酸 半胱氨酸 丝氨酸的试管中出现多肽链 e 将上述四种氨基酸各装入四支试管结果在含苯丙氨酸的试管中出现多肽链 实验结论 苯丙氨酸的密码子是uuu 探究3 试总结密码子 trna与氨基酸的关系 提示 密码子与氨基酸 密码子共有64种 但是编码氨基酸的密码子只有61种 有3种终止密码子 一种氨基酸可以有一种或多种密码子 但一种密码子只能决定一种氨基酸 trna与氨基酸 trna一是转运氨基酸 二是识别密码子 且一种trna只能识别并转运一种氨基酸 所以trna有61种 一种氨基酸可由一种或几种trna来转运 探究4 如何理解 基因与性状 的关系 提示 生物体的性状是由基因决定的 常见的是一个基因决定一个性状 但有些基因还会影响多种性状 另外 生物体的一个性状有时还受多个基因的影响 生物的性状是由基因决定的 同时还受环境条件的影响 性状是基因和环境共同作用的结果 即表现型 基因型 环境条件 探究5 人类基因组计划为什么要研究24条染色体 提示 人体细胞有23对同源染色体 其中1 22号为常染色体 每对常染色体的形态 大小基本相同 其中dna的碱基序列也基本相同 而x和y两条性染色体的形态 大小有很大差别 其中dna的碱基序列也有很大差异 因此进行人类基因组的测定要测22条常染色体以及x和y两条性染色体 共24条染色体 6 比较真核生物的dna复制 转录和翻译 有丝分裂 减数第一次分裂 间期 细胞核 细 胞核 细胞质的 核糖体上 dna的两条链 dna的一 条链 mrna 一条单链rna 分子 边解旋边复制 例1 已知某多肽链的相对分子质量为1 032 104 每个氨基酸的平均相对分子质量为120 每个脱氧核苷酸的平均相对分子质量为300 那么合成该多肽化合物的基因的相对分子质量约为 a 12120b 90900c 181800d 170928 解析 根据多肽化合物合成时 氨基酸的缩合要脱水 其相对分子质量的减少即为失去的水的总相对分子质量 根据n个氨基酸缩合形成一条多肽时 要失水 n 1 分子 则有n 120 n 1 18 1 032 104 得出构成该多肽化合物的氨基酸总数n 101个 又因基因控制蛋白质的合成过程中 基因 dna 上的脱氧核苷酸 mrna上核糖核苷酸 蛋白质中氨基酸数 6n 3n n 所以控制该多肽化合物合成的基因中的脱氧核苷酸数为101 6 606个 而脱氧核苷酸分子通过磷酸二酯键连接成一条脱氧核苷酸链时 同样也失去水分子 其失水数为 m 1 个 而基因是dna片段 有两条脱氧核苷酸长链 所以这606个脱氧核苷酸构成两条长链时失去水分子数为606 2 604 因此 该基因的相对分子质量为300 606 606 2 18 170928 答案 d 例2 2010 江苏高考 铁蛋白是细胞内储存多余fe3 的蛋白 铁蛋白合成的调节与游离的fe3 铁调节蛋白 铁应答元件等有关 铁应答元件是位于铁蛋白mrna起始密码上游的特异性序列 能与铁调节蛋白发生特异性结合 阻遏铁蛋白的合成 当fe3 浓度高时 铁调节蛋白由于结合fe3 而丧失与铁应答元件的结合能力 核糖体能与铁蛋白mrna一端结合 沿mrna移动 遇到起始密码后开始翻译 如下图所示 回答下列问题 1 图中甘氨酸的密码子是 铁蛋白基因中决定 的模板链碱基序列为 2 fe3 浓度低时 铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了 从而抑制了翻译的起始 fe3 浓度高时 铁调节蛋白由于结合fe3 而丧失与铁应答元件的结合能力 铁蛋白mrna能够翻译 这种调节机制既可以避免 对细胞的毒性影响 又可以减少 3 若铁蛋白由n个氨基酸组成 指导其合成的mrna的碱基数远大于3n 主要原因是 4 若要改造铁蛋白分子 将图中色氨酸变成亮氨酸 密码子为uua uug cuu cuc cua cug 可以通过改变dna模板链上的一个碱基来实现 即由 解析 本题主要以转录与翻译为知识载体 考查获取信息 处理信息和推理 应用能力 转运甘氨酸的转运rna末端的三个碱基为cca 所以甘氨酸的密码子为ggu 模板链与信使rna是互补的 对应的mrna上碱基序列为 ggugacugg 因此对应dna模板链上的碱基序列为 ccactgacc ccagtcacc 在fe3 浓度高时 铁调节蛋白由于和fe3 结合而丧失了与铁应答元件结合的能力 fe3 不足时 最终影响了核糖体在mrna上的结合与移动 由于mrna起始密码子的前面 和终止密码子及后面对应的碱基序列不能编码氨基酸 因此由n个氨基酸组成的铁蛋白 指导其合成的mrna的碱基数目远大于3n 色氨酸对应的密码子为ugg 亮氨酸对应的密码子有uug 其差别为g u 对应模板链上的碱基为c a 答案 1 ggu ccactgacc ccagtcacc 2 核糖体在mrna上的结合与移动fe3 细胞内物质和能量的浪费 3 mrna两端存在不翻译的序列 4 c a 1 遗传信息传递过程中相关数目的计算 1 转录形成的rna分子中碱基数目是基因中碱基数目的1 2 2 翻译时 形成的多肽链数 氨基酸数 肽键数 3 蛋白质中氨基酸数目 trna数目 1 3mrna碱基数目 1 6dna碱基数目 即 4 翻译时 mrna上的终止密码子不决定氨基酸 因此准确地说 mrna上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些 5 基因或dna上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些 6 dna与mrna的碱基比例数量关系计算 dna分子任一链中 a t g c 的比值与互补的mrna中 a u g c 的比值相等 双链dna分子的一条单链中任意非互补的两碱基之和的比值与互补mrna的相应比值互为倒数 如 a g c t a 则 a g c u 1 a 双链dna分子中 互补的两碱基和 a t或c g 占全部碱基的比值等于其任意一条单链中该类碱基和占该链全部碱基的比值 且等于其转录形成的mrna中该类碱基和占