12-13版高中生物多媒体同步授课课件：第四章 第三节 基因控制蛋白质的合成(苏教版必修2) (2).ppt

1 第三节基因控制蛋白质的合成 2 1 说明基因和遗传信息的关系 2 概述遗传信息的转录和翻译过程 3 自然界中生物的千姿百态 4 5 6 一 从基因到蛋白质 1 基因的本质 基因是DNA分子上具有遗传效应的片段 基因的遗传表达是通过基因控制蛋白质的合成来实现的 在细胞核中 以DNA的一条链为模板 按照碱基互补配对原则 合成RNA的过程称为转录 2 基因控制蛋白质的合成需要通过RNA作为媒介 DNA 细胞核中 RNA 蛋白质 3 转录 7 RNA转录示意图 8 DNA的平面结构图 转录的过程 9 以DNA的一条链为模板合成RNA 10 11 组成RNA的核糖核苷酸一个个连接起来 12 13 14 15 16 17 mRNA通过核孔进入细胞质 18 19 1 场所 主要在细胞核中 2 过程 解旋 配对 连接 释放 3 条件 模板 酶 原料 能量 4 结果 DNA的一条链 游离的四种核糖核苷酸 ATP DNA解旋酶 RNA聚合酶等 合成RNA 转录小结 20 遗传密码是怎样破译的 1 1960年 一些青年科学家来到美国国立卫生研究院 和正在那里从事体外蛋白质人工合成研究的尼伦贝格一起开始了破译遗传密码的研究 研究的核心是哪种RNA可以促进多肽的合成 2 他们创造性地设计并实施了相关实验 积极思维 事实 21 产生多肽 产生多肽 22 分析 上述科学家的实验能够说明什么问题 上述实验说明多聚U可以控制苯丙氨酸的合成 这是人类破译的第一个遗传密码 遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基 叫做一个 遗传密码子 遗传密码子 23 20种氨基酸的遗传密码子表 24 尼伦贝格等的研究表明 在全部64个密码子中有61个密码子负责20种氨基酸的编码 AUG不仅编码甲硫氨酸 同时也是真核细胞惟一的起始密码子 3个终止密码子 UAA UAG UGA 不编码任何氨基酸 例如 UAU或UAC编码酪氨酸 CAU或CAC编码组氨酸 AAG或AAA编码赖氨酸 25 细胞中蛋白质的合成是一个严格按照mRNA上密码子的信息指导氨基酸分子合成多肽链的过程 这一过程称为翻译 translation 翻译主要是在细胞质中进行的 4 翻译 实质 将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列 概念 26 只能识别并转运一种氨基酸 过程 翻译是一个合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程 需要mRNA tRNA 核糖体 多种氨基酸 多种酶共同参与 翻译的过程分为起始 延伸和终止等阶段 27 28 翻译小结 核糖体 mRNA 游离的氨基酸 tRNA 多肽链 酶 ATP 模板 原料 1 翻译的场所 2 翻译时的模板 3 翻译的原料 4 翻译的条件 5 翻译的工具 6 翻译的产物 29 二 基因对性状的控制 基因作为遗传物质 其主要功能是把遗传信息转变为由特定的氨基酸按一定的顺序构成的多肽和蛋白质 从而决定生物体的性状 30 1988年 美国国立卫生研究院和能源部制定并实施了一项生命科学领域内最为宏大的研究计划 人类基因组计划 该计划的主要内容是完成人体24条染色体上的全部基因的遗传图 物理图和全部碱基的序列测定 三 人类基因组计划 31 人类基因组测序示意图 32 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水稻等生物的基因组测定 我国还将加强人类基因组的后续研究与开发 主要是开展与重大疾病 重要生理功能相关的基因和蛋白质以及重要病原菌功能基因组等的研究与开发 力争使我国在人类基因组的后续研究与开发方面进入世界先进行列 33 1 研究转录和翻译过程最好的时期是在细胞的 A 有丝分裂间期B 有丝分裂后期C 四分体时期D 减数第二次分裂间期 解析 转录和翻译过程是蛋白质的合成过程 在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期都有蛋白质的合成 A 34 2 在遗传信息的翻译过程中 翻译者是 A 基因B 信使RNAC 转运RNAD 遗传密码 解析 转运RNA既能识别特定的氨基酸 又能与特定的mRNA上的碱基 三联体 配对 从而准确地为氨基酸定位 C 35 3 下列说法错误的是 A 一种转运RNA只能转运一种氨基酸B 一种氨基酸可以含有多种密码子C 一种氨基酸可以由几种转运RNA来转运D 一种氨基酸只能由一种转运RNA来转运 解析 密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 反密码子是转运RNA上可以与密码子进行碱基互补配对的三个碱基 一个氨基酸可以有多个密码子 所以一个氨基酸可以由多个转运RNA来转运 但对一个特定的转运RNA 只能转运一种特定的氨基酸 D 36 4 一条多肽链中有氨基酸1000个 作为合成该多肽链模板的mRNA分子和用来转录成mRNA的DNA分子分别至少需要碱基 A 3000个和3000个B 1000个和2000个C 2000个和4000个D 3000个和6000个 解析 mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸 所以mRNA上碱基的数量至少是其控制合成多肽链中氨基酸个数的三倍 mRNA是以DNA双链中的一条单链为模板 按照碱基互补配对原则转录形成的 所以DNA分子的碱基数量至少是其转录形成的mRNA碱基数量的2倍 至少是其指导合成蛋白质的氨基酸数量的6倍 D 37 5 请回答下列有关遗传信息传递的问题 1 为研究某病毒的致病过程 在实验室中做了如下图所示的模拟实验 从病毒中分离得到物质A 已知A是单链的生物大分子 其部分碱基序列为 GAACAUGUU 将物质A加入试管甲中 反应后得到产物X 经测定产物X的部分碱基序列是 CTTGTACAA 则试管甲中模拟的是过程 38 将提纯的产物Y加入试管丙中 反应后得到了产物Z 产物Z是组成该病毒外壳的化合物 则产物Z是 2 若该病毒感染了小鼠上皮细胞 则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自 而决定该化合物的遗传信息来自 若该病毒除感染小鼠外 还能感染其他哺乳动物 则说明所有生物共用一套 该病毒遗传信息的传递过程为 将提纯的产物X加入试管乙 反应后得到了产物Y 产物Y是能与核糖体结合的单链大分子 则产物Y是 试管乙中模拟的是过程 39 解析 从题中知A是单链的生物大分子 且含有碱基U 所以推测其为RNA 实验甲模拟的是逆转录 产物是DNA DNA又可转录出mRNA 然后翻译成多肽 所以可推断出X为DNA Y为mRNA Z为多肽 蛋白质 则乙试管中模拟的是转录过程 病毒利用的是自己的遗传信息 宿主细胞的 工具 和原料 合成自己的蛋白质外壳 这一事实说明了病毒和小鼠所用的密码子是相同的