基因指导蛋白质的合成(新课标文科) 2

1、v电影电影侏罗纪公园侏罗纪公园看过吗？知看过吗？知道复活的恐龙怎么来的吗？道复活的恐龙怎么来的吗？曾宝仪和她的妈妈曾宝仪和她的妈妈 祖孙三代的鼻子祖孙三代的鼻子子代为什么像亲代？子代为什么像亲代？DNA通过通过复制复制的形式将遗传信息的形式将遗传信息由亲代传给子代。由亲代传给子代。DNA通过通过控制蛋白质的合成控制蛋白质的合成来表来表达遗传信息。达遗传信息。DNA作为遗传物质的功能作为遗传物质的功能遗传信息的传递：遗传信息的传递：遗传信息的表达：遗传信息的表达：DNA是如何控制蛋白质的合是如何控制蛋白质的合成的呢？成的呢？四四 基因的表达基因的表达基因表达：基因表达：基因通过指导蛋白基因通过指

2、导蛋白质的合成来控制性状的过程质的合成来控制性状的过程第第1节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成回忆回忆v蛋白质合成的场所是什么？蛋白质合成的场所是什么？ v基因主要存在于细胞的哪个部分？基因主要存在于细胞的哪个部分？ 遗传信息是遗传信息是如何从细胞核传如何从细胞核传到核糖体，从而到核糖体，从而控制蛋白质合成控制蛋白质合成的？的？ 基因控制蛋白质合成的过程，可分为两个步骤基因控制蛋白质合成的过程，可分为两个步骤 v第一步是基因的遗传信息传递给第一步是基因的遗传信息传递给RNA，此步，此步可称为可称为“转录转录”； RNARNA基因基因转录转录蛋白质蛋白质翻译翻译v第二步第二步RNA移

3、入细胞质通过指导蛋白质合成移入细胞质通过指导蛋白质合成来表达信息，此步可称为来表达信息，此步可称为“翻译翻译”。v一、一、RNA的结构、种类和功能的结构、种类和功能1、RNA的结构：组成单位是核糖核苷酸的结构：组成单位是核糖核苷酸核糖核糖含氮碱基含氮碱基 AC腺嘌呤腺嘌呤核糖核苷酸核糖核苷酸胞嘧啶胞嘧啶核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖核糖核糖 U尿嘧啶尿嘧啶核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖G鸟嘌呤鸟嘌呤核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖通常呈单链，通常呈单链，A核糖核糖PC核糖核糖PU核糖核糖PPG核糖核糖2、RNA的结构的结构RNARNA的种类的种类信使信使 RNA(mRNA)RNA(mRNA)核糖体核糖

4、体 RNA(rRNA)RNA(rRNA)转运转运 RNA(tRNA)RNA(tRNA)RNARNA按功能分：按功能分：注意：注意：DNA分子与分子与RNA分子的比较分子的比较 核酸种类核酸种类项项 目目 DNA RNA结结 构构组成的基本单位组成的基本单位碱碱基基 嘌嘌 呤呤 嘧嘧 啶啶 五五 碳碳 糖糖 无无 机机 酸酸规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构 通常呈单链结构通常呈单链结构脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸A、GA、GC、TC、U脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖磷磷 酸酸磷磷 酸酸因此，构成核酸的碱基共因此，构成核酸的碱基共5种，核苷酸共种，核苷酸共8种。种。（种类）（种类）二

5、二.基因控制蛋白质的合成过程基因控制蛋白质的合成过程（一）（一）DNA的转录和翻译的转录和翻译TCATG A TT AAG T AC A A A T 这是一段解开的这是一段解开的DNA.AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU以其中的一条链为模板以其中的一条链为模板.AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU原料原料为核糖核苷酸。为核糖核苷酸。RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T AGCGACGGUUU URNA聚合酶将核糖核苷酸连接起来。聚合酶将核糖核苷酸连接起来。AG T AC A A A T AGCGACGGUUU URNA聚合酶沿着聚合酶沿着

6、DNA移动移动。AAG T AC A A A T GCGACGUUGU UAAG T AC A A A T GCGACGUGU UAUAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAAG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA UAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CAG T AC A A A T GU UAU UA U CmRNADNA的的一条链一条链1. DNA的转录的转录a. DNA DNA 解旋，以一条链

7、为模板合成解旋，以一条链为模板合成RNARNAb. . DNA DNA与与RNARNA的碱基互补配对：的碱基互补配对： AU AU ; TA ; TA；CGCG； GC GCc. 组成组成 RNA 的的核糖核苷酸核糖核苷酸一个个连接起来一个个连接起来场所：场所： 主要在主要在细胞核细胞核过程：过程：条件：条件：模板模板：DNA的一条链的一条链酶酶： 解旋酶解旋酶、RNA聚合酶聚合酶原料原料：四种核糖核苷酸：四种核糖核苷酸能量能量： ATP结果结果： 形成一条形成一条mRNA这样：这样：DNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上AG T AC A A A T UCA

8、UG A UUAmRNA信使信使RNA（mRNA） 通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。细胞质细胞质2 .翻译翻译在细胞质中,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译翻译思考：思考：基因中的碱基如何控制氨基酸的种类？基因中的碱基如何控制氨基酸的种类？RNA 蛋白质蛋白质vmRNAv四种碱基四种碱基v蛋白质蛋白质v20种氨基酸种氨基酸RNA有有4种核苷酸，而氨基酸有种核苷酸，而氨基酸有20种，种，4种核种核苷酸如何决定苷酸如何决定20种氨基酸？种氨基酸？ 一个碱基决定一种氨基酸，只能决定一个碱基决定一种氨基酸，只能决定 种氨基酸种氨基酸二

9、个碱基决定一种氨基酸，只能决定二个碱基决定一种氨基酸，只能决定 种氨基酸；种氨基酸； 三个碱基决定一种氨基酸，能够决定三个碱基决定一种氨基酸，能够决定 种氨基酸种氨基酸。 密码子：密码子：遗传学上把遗传学上把信使信使RNA（mRNA）上）上决定一决定一个氨基酸的个氨基酸的3个相邻的碱基叫做一个个相邻的碱基叫做一个密码子密码子UCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子例题例题1.若信使若信使RNA上三个碱基为上三个碱基为ACA,则它决定的氨则它决定的氨基酸是基酸是 例题例题2.若信使若信使RNA为为:AUG GCU UCU UUC,则则 它决它决定的氨基酸顺序为定的

10、氨基酸顺序为(查表可得查表可得)v a 一种氨基酸可以和多个密码子相对应一种氨基酸可以和多个密码子相对应v b 一个密码子只和一种氨基酸相对一个密码子只和一种氨基酸相对 v c 起始密码子起始密码子:AUG、GUGv d 三个终止密码：三个终止密码：UAA、UAG、UGA运载工具运载工具：转运转运 RNARNA（tRNA)tRNA)ACU天冬氨天冬氨酸酸AUG 异亮异亮氨酸氨酸 反密码子反密码子注意：一种注意：一种tRNA只能携带一种氨基酸只能携带一种氨基酸（略）（略）场所：场所： 细胞质的细胞质的核糖体核糖体上上过程：过程：条件：条件：模板模板：mRNA原料原料：20种氨基酸种氨基酸能量能量

11、： ATP结果结果： 多肽多肽翻译翻译翻译者：翻译者：转运转运RNA ( tRNA )图示图示一个一个mRNA分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是个个快速快速的过程。的过程。信息传递信息传递DNA上的遗传信息上的遗传信息（脱氧核苷酸的排列顺序）（脱氧核苷酸的排列顺序）mRNA(核糖核苷酸的排列顺序核糖核苷酸的排列顺序)蛋白质（特定的氨基酸顺序）蛋白质（特定的氨基酸顺序）细胞核细胞核转录转录细胞质细胞质翻译翻译第

12、二课时第二课时练习练习1、“遗传信息遗传信息”是指：（是指：（ ） A、 基因的脱氧核苷酸排列顺序基因的脱氧核苷酸排列顺序 B、DNA的碱基对排列顺序的碱基对排列顺序 C、信使、信使RNA的核苷酸排列顺序的核苷酸排列顺序 D、蛋白质的氨基酸排列顺序、蛋白质的氨基酸排列顺序2、“密码子密码子”是指：（是指：（ ） A、核酸上特定排列顺序的碱基、核酸上特定排列顺序的碱基 B、DNA特定排列顺序的碱基特定排列顺序的碱基 C、信使、信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的上决定一个氨基酸的三个相邻的 碱基碱基 D、转运、转运RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的上决定一个氨基酸的三个相邻的 碱基碱基AC3、

13、根据转录和翻译过程填充：、根据转录和翻译过程填充： DNA双链双链 G 信使信使RNA 转运转运RNA 氨氨 基基 酸酸 丙氨酸（丙氨酸（ 密码密码GCA) C A C G T G C A C G U时间时间场所场所模板模板原料原料条件条件产物产物模板去向模板去向特点特点碱基配对碱基配对遗传信息传递遗传信息传递意义意义复制复制转录转录翻译翻译个体生长发育的整个过程个体生长发育的整个过程细胞质的核糖体细胞质的核糖体DNADNA的一条链的一条链 mRNAmRNA4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸2020种氨基酸种氨基酸多肽链多肽链细胞分裂（有丝分裂和减细胞分裂（有丝分裂和减数第一次分裂）的间期数第一次

14、分裂）的间期主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核DNADNA的两条链的两条链4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸酶（酶（DNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等）、聚合酶等）、ATPATP酶（酶（RNARNA聚合酶等）、聚合酶等）、ATPATP酶、酶、ATPATP、tRNAtRNA2 2 个双链个双链DNADNA一个单链一个单链RNARNA（3 3种）种）分别进入分别进入2 2个子代个子代DNADNA分子分子恢复原样，与非模板链恢复原样，与非模板链重新绕成双螺旋结构重新绕成双螺旋结构分解成单个核苷酸分解成单个核苷酸半保留，边解旋边复制半保留，边解旋边复制边解旋边转录边解旋边转录一

15、个一个 mRNA mRNA 上结合多个上结合多个核糖体，顺次合成核糖体，顺次合成 多多条肽链条肽链A-TA-T、T-AT-A、C-GC-G、G-CG-CA-UA-U、U-AU-A、C-GC-G、G-CG-CA-UA-U、T-AT-A、C-GC-G、G-CG-CDANDAN mRNAmRNADANDANDANDAN mRNAmRNA蛋白质蛋白质使遗传信息从使遗传信息从亲代传给子代亲代传给子代表达遗传信息，使生物表现出各种性状表达遗传信息，使生物表现出各种性状五、五、DNADNA分子的复制、转录、翻译的比较分子的复制、转录、翻译的比较遗传信息、密码子、遗传性状的辨析遗传信息、密码子、遗传性状的辨析

16、遗传信息：遗传信息：不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序（碱基不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序（碱基顺序）不同，因此，不同的基因就含有不同的遗传信顺序）不同，因此，不同的基因就含有不同的遗传信息息密码子：密码子：遗传学上把信使遗传学上把信使RNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3个个相邻碱基，叫做相邻碱基，叫做1个个“密码子密码子” 遗传性状：遗传性状：是指由遗传物质所控制的生物体表现出的是指由遗传物质所控制的生物体表现出的各种形态、结构和生理等方面的特征，主要由蛋白质各种形态、结构和生理等方面的特征，主要由蛋白质体现。体现。基因控制蛋白质合成的过程基因控制蛋白质合成的过程DNADNA的遗传信息的

17、遗传信息mRNAmRNA的遗传信息的遗传信息蛋白质的氨基酸排列顺序蛋白质的氨基酸排列顺序计算中计算中“最多最多”和和“最少最少”的分析的分析（1 1）翻译时，）翻译时，mRNAmRNA上的终止密码子不决定氨基酸，上的终止密码子不决定氨基酸， 因此准确地说，因此准确地说，mRNAmRNA上的碱基数目比蛋白质上的碱基数目比蛋白质 中氨基酸数目的中氨基酸数目的3 3倍还要多一些。倍还要多一些。（2 2）基因或）基因或DNADNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨上的碱基数目比对应的蛋白质中氨 基酸数目的基酸数目的6 6倍还要多一些。倍还要多一些。（3 3）在回答有关问题时，应加上）在回答有关问题时，应加

18、上“最多最多”或或“最少最少”等字。等字。如：如：mRNAmRNA上有上有n n个碱基，转录产生它的基因中至少有个碱基，转录产生它的基因中至少有2n 2n 个个碱基，该碱基，该mRNAmRNA指导合成的蛋白质中最多有指导合成的蛋白质中最多有1/3n1/3n个氨基酸。个氨基酸。练习 1 1、某基因中含有、某基因中含有12001200个碱基，则由个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是肽键的个数是 ( ( ) ) A198个个 B199个个 C200个个 D201个个B2 2、由、由n n个碱基组成的基因，控制合成由个碱基组成的基因，控制合成由1 1条条

19、多肽链组成的蛋白质。氨基酸的平均相对多肽链组成的蛋白质。氨基酸的平均相对分子质量为分子质量为a ,a ,则该蛋白质的相对分子质量则该蛋白质的相对分子质量最大为（最大为（ ） A.na/6 B.na/3-18(n/3-1) A.na/6 B.na/3-18(n/3-1) C.na-18(n-1) D.na/6-18(n/6-1) C.na-18(n-1) D.na/6-18(n/6-1)D D4 4、科学家将含人的、科学家将含人的a-a-抗体胰蛋白酶基因的抗体胰蛋白酶基因的DNADNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含育的羊能分泌含a-a-抗体胰蛋白酶的奶。这一抗体胰蛋白酶的奶。这一过程涉及（过程涉及（ ） A. DNAA. DNA按照碱基互补配对原则自我复制按照碱基互补配对原则自我复制 B. DNAB. DNA以其一条链为模板合成以其一条链为模板合成RNARNA C. RNA C. RNA以自身为模板自我复制以自身为模板自我复制 D. D. 按照按照RNARNA密码子的排列顺序合成蛋白质密码子的排列顺