基因指导蛋白质的合成1

基因 遗传物质的结构和功能单位 基因是什么 基因控制生物体的性状 蛋白质 直接体现者 基因是如何起作用的 指导合成 基因通过指导蛋白质合成来控制性状的过程 叫基因的表达 第四章基因的表达 第1节基因指导蛋白质的合成 DNA 基因 主要存在于细胞核中 蛋白质的合成 细胞质中的核糖体 通过RNA作为信使 问题 为什么RNA适于作DNA的信使 DNA RNA的主要区别 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖 核糖 ATCG AUCG 多为双链结构 多为单链结构 细胞核 细胞质 为什么RNA适于作DNA的信使 为什么RNA适于作DNA的信使 RNA由核糖核苷酸连接而成 也能储存遗传信息 DNA的副本 RNA一般为单链 比DNA短 能通过核孔 从细胞核转移到细胞质中 RNA的种类和功能 信使RNA mRNA 作为DNA的信使 将DNA的遗传信息转录下来 传递至细胞质中的核糖体上 控制蛋白质的合成 转运RNA tRNA 氨基酸的运载工具 核糖体RNA rRNA 核糖体的组成部分 一 遗传信息的转录在细胞核中 以DNA的一条链为模板 按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程 称为转录 基因指导蛋白质合成的全过程 DNA的平面结构图 DNA模板链 游离的核糖核苷酸 RNA聚合酶 DNA模板链 DNA模板链 DNA模板链 DNA模板链 DNA模板链 DNA模板链 DNA模板链 DNA模板链 DNA模板链 DNA模板链 mRNA DNA模板链 场所 模板 原料 条件 产物 特点 原则 细胞核 DNA上基因的一条链 四种核糖核苷酸 A G C U 酶和ATP 单链的mRNA 边解旋边转录 碱基互补配对原则 A U T A G C C G 转录小结 二 遗传信息的翻译 1 定义 在细胞质中的核糖体上 以游离在细胞质中的各种氨基酸为原料 以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 称为翻译 碱基与氨基酸之间的对应关系 DNA和RNA都只含有4种碱基 氨基酸有20种如果1个碱基决定1个氨基酸 4种碱基能决定多少种氨基酸 如果2个碱基编码一个氨基酸 最多能编码多少种氨基酸 一个氨基酸的编码至少需要多少碱基 才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸 思考与讨论 41 4 不行 42 16 不行 43 64 足足有余 实验证明 1961年英国的克里克和同事用实验证明了一个氨基酸是由mRNA上的3个碱基决定的 mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基叫做密码子 密码子表 a 一种氨基酸可以和一个或多个密码子相对应b 一个密码子只和一种氨基酸相对应c 二个起始密码 AUG GUG 同时可以决定氨基酸 三个终止密码 UAA UAG UGA 不决定任何氨基酸 d 氨基酸的种类 20种密码子的种类 64种 61种决定氨基酸 从遗传密码表中可看出 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 a mRNA碱基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG 你能写出对应的氨基酸序列吗 b 地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表 这一事实说明什么 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 思考和讨论 c 一种氨基酸可能由几个密码子决定 这一现象称做密码的简并 密码的简并性对生物体的生存发展有什么意义 如果密码子中的一个碱基发生变化 有可能蛋白质的氨基酸种类不发生变化 例如GAU GAC都决定天冬氨酸 这就保证了生物遗传的相对稳定性 问题 氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢 通过tRNA 转运RNA 从细胞质中运送到核糖体上 三叶草形 有臂 一端可携带氨基酸 有环 另一端有三个碱基 转运RNA tRNA 一端的三个碱基 能与mRNA上的 密码子 互补配对 称为 反密码子 tRNA的种类 61种 每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸 甲硫氨酸 反密码子 密码子 天门冬氨酸 异亮氨酸 每种氨基酸可能由一种或多种tRNA来转运 基因指导蛋白质合成的全过程 肽链合成后 从核糖体与mRNA的复合物上脱离 一条或几条肽链盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质 从而表现出生物体特定的性状 翻译小结 场所 模板 原料 条件 产物 原则 细胞质的核糖体上 信使RNA 二十种氨基酸 酶和ATP 多肽或蛋白质 碱基互补配对原则A U U AC G G C DNA 基因 的遗传信息 mRNA的遗传信息 蛋白质的氨基酸排列顺序 转录 翻译 氨基酸的个数n 碱基的个数3n 碱基的个数6n 三 基因控制合成蛋白质的全过程 1 某一多肽链共有100个氨基酸 则控制合成该肽链的基因中的碱基数至少有 个A 600B 300C 297D 594 2 已知某转运RNA的一端的三个碱基顺序是GAU 它所转运的氨基酸是亮氨酸 那么决定此氨基酸的密码是由下列哪个转录来的 A GATB GAAC GUAD CTA A A 随堂练习 细胞核 细胞质 4种核糖核苷酸 20种氨基酸 DNA mRNA mRNA tRNA RNA 多肽 还需加工 DNA的一条链 mRNA A T C G U A G C A U U A C G G C 遗传信息的转录与翻译的比较 酶 ATP 酶 ATP 甲硫氨酸 反密码子 密码子 天门冬氨酸 异亮氨酸 遗传信息的翻译 蛋白质 tRNA 遗传信息的翻译 密码子 决定氨基酸 氨基酸 反密码子 tRNA 64种 61种 61种 61种 20种 决定一种 对应多种 决定一种 对应多种 复制与转录的比较 细胞核 细胞核 完全解旋 只解有遗传效应的片段 DNA的两条链 DNA的一条链 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 解旋酶 DNA聚合酶 解旋酶 RNA聚合酶 ATP ATP 子代双链DNA 单链RNA A UT AG CC G A TT AG CC G 1 转录和DNA复制都是以DNA为模板并按碱基互补配对原则进行的 碱基互补配对原则能够保证遗传信息准确无误地传递下去 2 转录的RNA碱基序列和模板DNA单链的碱基序列互补配对 与DNA的另一条链的碱基序列相同 但DNA单链上的T换成U 思考和讨论 蛋白质是生物性状的体现者 基因通过控制蛋白质的合成从而控制了生物的性状 1 基因控制蛋白质合成的最终结果是什么 2 生物表现出多样性的根本原因和直接原因是什么 直接原因 蛋白质的种类及其多样 体现了不同的性状 根本原因 DNA分子上的脱氧核苷酸的排列顺序不同 思考 讨论 练习 1 组成人的核酸的碱基和核苷酸各共有 A 5 5B 5 8C 8 5D 4 4 2 组成噬菌体的核酸的碱基和核苷酸各共有 A 5 5B 5 8C 8 5D 4 4 3 已知一段信使RNA上有12个A和G 该信使RNA上共有30个碱基 那么转录成信使RNA的这一段DNA分子中应有C和T 个A 12B 18C 24D 30 4 一个双链DNA分子中碱基A占30 其转录成的信使RNA上的U为35 则信使RNA上的碱基A为 A 30 B 35 C 40 D 25 A 密码子 精氨酸 氨基酸 转运RNA G 信使RNA G G DNA双链 5 根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律 在下面表格