基因指导蛋白质的合成及对性状的控制

1、会计学1基因指导蛋白质的合成及对性状的控制基因指导蛋白质的合成及对性状的控制第1页/共87页【点拨点拨】1.mRNA、tRNA、rRNA均是转录产生的，在翻译过程中共同发挥作用。均是转录产生的，在翻译过程中共同发挥作用。2.结构：有的存在局部碱基配对现象，从而具有局部双链和局部环状结构。结构：有的存在局部碱基配对现象，从而具有局部双链和局部环状结构。 3.分布：在分布：在_内合成，通过内合成，通过_进入细胞质。进入细胞质。细胞核细胞核核孔核孔信使信使RNARNA： 遗传信息传递的媒介。遗传信息传递的媒介。核糖体核糖体RNARNA： 与蛋白质构成核糖体。与蛋白质构成核糖体。转运转运RNARNA：

2、 转运氨基酸的工具。转运氨基酸的工具。第2页/共87页提问提问第3页/共87页提问提问第4页/共87页第5页/共87页第6页/共87页密码子的特点专一性简并性通用性第7页/共87页3.3.对应关系对应关系脱氧核苷酸序列脱氧核苷酸序列第8页/共87页2.2.联系联系DNADNA核糖核苷酸序列核糖核苷酸序列遗传密码遗传密码氨基酸序列氨基酸序列遗传性状遗传性状表现表现出性出性状状脱氧核苷酸序列脱氧核苷酸序列遗传信息遗传信息基基因因mRNAmRNA转录转录蛋白质蛋白质翻译翻译复复制制第9页/共87页遗传信息、密码子和反密码子的比较遗传信息、密码子和反密码子的比较1.1.区别区别存在存在位置位置含含 义

3、义生生 理理 作作 用用遗传遗传信息信息密码密码子子反密反密码子码子DNADNAmRNAmRNAtRNAtRNA脱氧核苷酸脱氧核苷酸( (碱基碱基对对) )的排列顺序的排列顺序直接决定直接决定mRNA mRNA 中碱基中碱基排列顺序排列顺序, ,间接决定氨间接决定氨基酸排列顺序基酸排列顺序mRNAmRNA上三个相上三个相邻的碱基邻的碱基直接决定翻译的起止直接决定翻译的起止和氨基酸排列顺序和氨基酸排列顺序识别密码子识别密码子与密码子互补配与密码子互补配对的三个碱基对的三个碱基第10页/共87页2.2.联系联系(1) (1) 遗传信息是基因遗传信息是基因或或DNADNA上上中脱氧核苷酸的排列中脱氧

4、核苷酸的排列顺序顺序，通过转录，使遗传信息传递到，通过转录，使遗传信息传递到mRNAmRNA的核糖的核糖核苷酸的排列顺序上。核苷酸的排列顺序上。( (2)mRNA2)mRNA上的密码子上的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，的排列顺序， tRNAtRNA上的反密码子上的反密码子则起到识别密码则起到识别密码子的作用。子的作用。第11页/共87页计算：基因中碱基、计算：基因中碱基、RNARNA中碱基和蛋白质中氨基酸数中碱基和蛋白质中氨基酸数量的关系量的关系即：蛋白质中氨基酸的数目即：蛋白质中氨基酸的数目至少至少=1/3mRNA=1/3mRNA中的中的碱基数目碱基数

5、目=1/6DNA(=1/6DNA(基因基因) )中的碱基数目中的碱基数目第12页/共87页识图识图真核细胞必须转录完成再翻译真核细胞必须转录完成再翻译第13页/共87页分析：图中的多肽链是否相同？分析：图中的多肽链是否相同？第14页/共87页如图为原核细胞转录、翻译的示意图，图示是否表如图为原核细胞转录、翻译的示意图，图示是否表示有示有4 4条多肽链正在合成？条多肽链正在合成？不能表示不能表示4 4条多肽链正在条多肽链正在合成，而表示有合成，而表示有4 4条条mRNAmRNA正在合成。正在合成。DNADNA模板链在模板链在RNARNA聚合酶的聚合酶的作用下产生的是作用下产生的是mRNAmRNA

6、，即，即有有4 4条条mRNAmRNA链，而同一条链，而同一条mRNAmRNA链上结合多个核糖体，链上结合多个核糖体，同时合成若干条多肽链，同时合成若干条多肽链，由图可知，由图可知，mRNAmRNA的形成先的形成先后顺序为由右到左。后顺序为由右到左。原核细胞可以边转录边翻译原核细胞可以边转录边翻译第15页/共87页DNADNA复制、转录和翻译的比较复制、转录和翻译的比较1.1.区别区别复制转录翻译时间场所模板原料细胞分裂的间期细胞分裂的间期生物个体发育的整个过程生物个体发育的整个过程主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核核糖体核糖体DNA DNA 的两条单链的两条单链DNADNA的一

7、条链的一条链mRNAmRNA4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸2020种氨基酸种氨基酸第16页/共87页复制转录翻译条件产物模板去向解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶、聚合酶、ATPATP解旋酶、解旋酶、RNARNA聚合酶、聚合酶、ATPATP酶、酶、ATPATP、tRNAtRNA2 2个双链个双链DNADNA1 1个单链个单链RNARNA多肽链多肽链分别进入两个分别进入两个子代子代DNA DNA 分子分子中中恢复原样恢复原样, ,重重新组成双螺旋新组成双螺旋结构结构水解成单个水解成单个核糖核苷酸核糖核苷酸第17页/共87页复制转录翻译特点遗传信息的传递意义边解旋边复

8、制、边解旋边复制、半保留半保留复制复制边解旋边转录边解旋边转录1 1条条mRNAmRNA上同时上同时结合多个核糖体结合多个核糖体合成多条肽链合成多条肽链DNADNADNADNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质传递遗传信息传递遗传信息表达遗传信息表达遗传信息, ,使生物表现使生物表现出各种性状出各种性状第18页/共87页第19页/共87页第20页/共87页中心法则的理解与分析中心法则的理解与分析(1)(1)所有生物的中心法则所有生物的中心法则DNADNA转录转录逆转录逆转录RNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质复复制制复复制制碱基互补配对原则在哪些过程中发生？对应着哪些结构？碱

9、基互补配对原则在哪些过程中发生？对应着哪些结构？注意？翻译过程中：注意？翻译过程中：mRNA中密码子与中密码子与tRNA中反密码中反密码子间存在碱基互补配对子间存在碱基互补配对第21页/共87页(2)(2)细胞生物及噬菌体等细胞生物及噬菌体等DNADNA病毒的中心法则病毒的中心法则(3)(3)烟草花叶病毒等大部分烟草花叶病毒等大部分RNARNA病毒的中心法则病毒的中心法则第22页/共87页(4)HIV(4)HIV等逆转录病毒的中心法则等逆转录病毒的中心法则第23页/共87页第24页/共87页第25页/共87页2.2.基因控制性状的途径基因控制性状的途径(1)(1)直接途径直接途径机理：基因机理

10、：基因蛋白质结构蛋白质结构生物体性状。生物体性状。实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。(2)(2)间接途径间接途径机理：基因机理：基因酶的合成酶的合成细胞代谢细胞代谢生物性状。生物性状。实例：白化病、豌豆的粒形。实例：白化病、豌豆的粒形。控制控制控制控制控制控制控制控制控制控制第26页/共87页第27页/共87页【高考警示钟高考警示钟】基因与性状的关系基因与性状的关系(1)(1)基因是遗传物质的结构和功能单位。基因是遗传物质的结构和功能单位。(2)(2)一般而言，一个基因决定一种性状。一般而言，一个基因决定一种性状。(3)(3)生物体的一种性状有

11、时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与形成至少与5050多个不同基因有关。多个不同基因有关。(5)(5)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。第28页/共87页第29页/共87页第30页/共87页基因转录出的初始基因转录出的初始RNA，经不同方式的剪切可被加，经不同方式的剪切可被加工成翻译不同蛋白质的工成翻译不同蛋白质的mRNA。某些剪切过程不需要。某些剪切过程不需要蛋白质性质的酶参与。大

12、多数真核细胞蛋白质性质的酶参与。大多数真核细胞mRNA只在个只在个体发育的某一阶段合成，不同的体发育的某一阶段合成，不同的mRNA合成后以不同合成后以不同的速度被降解。下列判断不正确的是（的速度被降解。下列判断不正确的是（ ） A某些初始某些初始RNA的剪切加工可由的剪切加工可由RNA催化完成催化完成 B一个基因不可能参与控制生物体的多种性状一个基因不可能参与控制生物体的多种性状 CmRNA的产生与降解与个体发育阶段有关的产生与降解与个体发育阶段有关 D初始初始RNA的剪切、加工不在核糖体内完成的剪切、加工不在核糖体内完成第31页/共87页【思维判断思维判断】1.RNA1.RNA与与DNADN

13、A在化学组成上的区别在于：在化学组成上的区别在于：RNARNA中含有核糖和尿嘧啶，中含有核糖和尿嘧啶，DNADNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。( )( )【分析分析】RNARNA与与DNADNA在化学组成上是有区别的，组成在化学组成上是有区别的，组成DNADNA的五碳糖是的五碳糖是脱氧核糖，而组成脱氧核糖，而组成RNARNA的五碳糖是核糖；的五碳糖是核糖；T T是组成是组成DNADNA的碱基，的碱基，U U是是组成组成RNARNA的碱基。的碱基。第32页/共87页2.2.转录是以转录是以DNADNA的两条链作为模板，只发生在细胞核中，以的两条链作为模板，只发生在细胞核中

14、，以4 4种核种核糖核苷酸为原料。糖核苷酸为原料。( )( )【分析分析】对于真核生物而言，对于真核生物而言，RNARNA主要是在细胞核中，以主要是在细胞核中，以4 4种核糖种核糖核苷酸为原料，以核苷酸为原料，以DNADNA的一条链作为模板合成的，除细胞核外，叶的一条链作为模板合成的，除细胞核外，叶绿体和线粒体中也能合成绿体和线粒体中也能合成RNARNA。原核生物中。原核生物中RNARNA是在细胞质中合成是在细胞质中合成的。的。第33页/共87页3.3.密码子位于密码子位于mRNAmRNA上，是由三个相邻碱基组成的，密码子与氨基上，是由三个相邻碱基组成的，密码子与氨基酸是一一对应关系。酸是一一

15、对应关系。( )( )【分析分析】密码子位于密码子位于mRNAmRNA上，是由决定一个氨基酸的三个相邻碱上，是由决定一个氨基酸的三个相邻碱基组成的，一种密码子只能决定一种氨基酸，但是一种氨基酸可基组成的，一种密码子只能决定一种氨基酸，但是一种氨基酸可以由多种密码子来决定。因此，密码子与氨基酸之间并不是简单以由多种密码子来决定。因此，密码子与氨基酸之间并不是简单的一一对应关系。的一一对应关系。第34页/共87页4.4.决定氨基酸的密码子有决定氨基酸的密码子有6464种，反密码子位于种，反密码子位于tRNAtRNA上，也有上，也有6464种。种。( )( )【分析分析】密码子有密码子有6464种，

16、但决定氨基酸的密码子只有种，但决定氨基酸的密码子只有6161种。反密码种。反密码子是指位于子是指位于tRNAtRNA上，可以与上，可以与mRNAmRNA上的密码子发生碱基互补配对的三上的密码子发生碱基互补配对的三个相邻碱基，当反密码子与密码子发生碱基互补配对时，个相邻碱基，当反密码子与密码子发生碱基互补配对时，tRNAtRNA会携会携带相应氨基酸，进行翻译过程，故反密码子的个数与决定氨基酸的带相应氨基酸，进行翻译过程，故反密码子的个数与决定氨基酸的密码子的个数相同，有密码子的个数相同，有6161种。种。第35页/共87页第36页/共87页第37页/共87页第38页/共87页第39页/共87页第

17、40页/共87页第41页/共87页第42页/共87页第43页/共87页第44页/共87页第45页/共87页第46页/共87页第47页/共87页第48页/共87页第49页/共87页第50页/共87页第51页/共87页第52页/共87页第53页/共87页第54页/共87页第55页/共87页第56页/共87页第57页/共87页第58页/共87页第59页/共87页第60页/共87页第61页/共87页第62页/共87页第63页/共87页第64页/共87页第65页/共87页第66页/共87页第67页/共87页第68页/共87页第69页/共87页第70页/共87页第71页/共87页第72页/共87页第73页

18、/共87页第74页/共87页第75页/共87页第76页/共87页第77页/共87页第78页/共87页 7 7阅读下图，回答问题：阅读下图，回答问题：第79页/共87页第80页/共87页【点拨点拨】1.mRNA、tRNA、rRNA均是转录产生的，在翻译过程中共同发挥作用。均是转录产生的，在翻译过程中共同发挥作用。2.结构：有的存在局部碱基配对现象，从而具有局部双链和局部环状结构。结构：有的存在局部碱基配对现象，从而具有局部双链和局部环状结构。 3.分布：在分布：在_内合成，通过内合成，通过_进入细胞质。进入细胞质。细胞核细胞核核孔核孔信使信使RNARNA： 遗传信息传递的媒介。遗传信息传递的媒介。核糖体核糖体RNARNA： 与蛋白质构成核糖体。与蛋白质构成核糖体。转运转运RNARNA： 转运氨基酸的工具。转运氨基酸的工具。第