5节基因指导蛋白质的合成

第四章-基因指导蛋白质

的合成本节考点：

1、基因的概念2、遗传信息的转录和翻译3、基因与性状的关系基因肤色眼皮单双血型基因有遗传效应的DNA片段控制生物性状在染色体上呈线性排列基因控制生物性状指导合成蛋白质体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？一、与基因相关的几个问题：1、基因的本质：有

的DNA

。2、基因与染色体的关系：基因的主要载体是

，基因在染色体上呈

排列。一条染色体上一般只有

个DNA分子，但是含有

个基因。3、基因与DNA的关系：

。每个DNA分子上含有

个基因和一些非基因片段。4、基因与遗传信息的关系：基因中

.

.

代表遗传信息。5、基因与性状的关系：基因是控制

的遗传物质

和

基本单位。6、基因的功能：遗传信息的

和

。生物性状结构功能遗传效应片段染色体线性有遗传效应的DNA片段脱氧核苷酸对的排列顺序1多多传递表达1.DNA主要存在哪里？2.蛋白质在哪里合成？DNA主要在细胞核蛋白质的合成在细胞质进行指导通过RNA问题：为什么RNA适于作DNA的信使？RNA是由基本单位——核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息。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与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。因此以RNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。为什么mRNA适于作DNA的信使？因为它是遗传信息的传递者，所以叫做信使RNA。它是DNA的信使。mRNA为什么叫做信使RNA？它是谁的信使？RNA有三种：信使RNA，也叫mＲＮＡ；转运ＲＮＡ，也叫tＲＮＡ；核糖体ＲＮＡ，也叫rＲＮＡ。三、三种RNA的比较mRNAtRNArRNA分布部位常与核糖体结合细胞质中与蛋白质结合形成核糖体功能翻译时作模板翻译时作搬运氨基酸的工具翻译时核糖体为场所结构单链单链，常有部分碱基配对形成三叶草结构单链共同点①都是转录产物②基本单位相同③都与翻译过程有关RNA和DNA的比较DNARNA基本单位五碳糖含N碱基单双链？分子大小脱氧核苷酸脱氧核糖A、T、G、C双链核糖核苷酸核糖A、U、G、C单链很大比较小1高等生物基因中遗传信息的表达发生在哪个过程（）A．减数分裂过程

B．个体发育过程

C．DNA复制过程

D．受精过程2、mRNA在细胞核中完成，它从细胞核中出来与核糖体结合，要通过几层选择透过性膜（）A．0

B．1

C．2

D．3BA构成人体的核酸有两种，构成人体核酸的基本单位－－核苷酸有（）

A.2种B.4种C.5种D.8种D问题：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？1.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，叫做转录。AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUUAG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUURNA聚合酶AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUUAG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUUGUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUGUUAUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAUAG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCAG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCmRNA问题：1、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？2、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？类别项目

复制

转录场所解旋模板原料酶能量碱基配对产物主要在细胞核只解有遗传效应的片段只有DNA的一条链四种核糖核苷酸DNA解旋酶、RNA聚合酶ATPA-UG-CT-AC-GmRNA主要在细胞核完全解旋DNA的两条链四种脱氧核苷酸DNA解旋酶、DNA聚合酶ATPA-TC-GT-AG-C子代DNA3、下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中不正确的是（）A．转录尚未结束，翻译即已开始B．多个核糖体同时进行多条多肽链的翻译C．图中表示4条多肽链正在合成D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链C巩固提高：(1)在玉米的叶肉细胞，则能够进行该生理过程的细胞结构有

、

、

。(2)转录过程中DNA首先在[]

催化的作用下，由

提供能量，将DNA分子中碱基对内的

断开，该过程称为

。

细胞核线粒体叶绿体5解旋酶ATP氢键解旋4、下图表示以DNA为模板转录RNA的过程图解。图中4、5表示两种功能不同的酶，请据图分析回答下列问题：(3)然后在[

]

的催化作用下，以其中的

链作为信息模板，以[

]

。为原料，由

提供能量，按照

.原则，合成出[

]

。(4)通过转录，DNA分子中的遗传信息被准确地转移到

中(5)在真核细胞的细胞核中，转录的产物通过

.进入细胞质中，与

结合在一起直接指导蛋白质的生物合成过程。9、分析回答下面的问题：4RNA聚合酶甲3游离的四种核糖核苷酸ATP碱基互补配对mRNA2核孔核糖体mRNA转录场所：产物：模板：原料：条件：碱基互补配对：细胞核核糖核苷酸DNA的一条链mRNAATP、酶G－C、C－G、T－A、A－U遗传信息流动：DNA

mRNA练习：1、mRNA上有25％的腺嘌呤，35％的尿嘧啶，则转录该mRNA的DNA分子上腺嘌呤占碱基总数的（）A50％B25％C30％D35％C2、烟草、烟草花叶病毒中，所含的核苷酸种类和碱基种类各有多少？烟草中的核苷酸种类有8种，碱基种类有5种。烟草花叶病毒中所含的核苷酸种类有4种，碱基种类有4种。2、遗传信息的翻译游离在细胞质中的各种氨基酸就以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。mRNA：碱基的数量排列顺序种类蛋白质：氨基酸的数量排列顺序种类决定决定决定?种?种4种20种讨论：一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基才能够决定20种不同的氨基酸？UUAGAUAUCmRNA密码子密码子密码子三个碱基决定一个氨基酸，43=64密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。密码子表UUAGAUAUCmRNA遗传密码的特性：1、有3个终止密码，没有对应的氨基酸，所以，在64个遗传密码中，能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。2、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。3、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？tRNA——“搬运工”游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的“生产线----核糖体”上？ACU

天门冬酰氨一共有多少种tRNA?反密码子与密码子相互配对,转运的氨基酸由配对的密码子决定每种tRNA只能识别并转运一种特定的氨基酸!决定氨基酸的密码子有61种,所以tRNA

有61种AUGGAUAUCmRNA？甲硫氨酸CUA反密码子核糖体

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。UCAUGAUUAmRNA

细胞质细胞质中的mRNAUCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天门冬酰氨

核糖体mRNA与核糖体结合.UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天门冬酰氨

tRNA上的反密码子与

mRNA上的密码子互补配对.UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸

tRNA

将氨基酸转运到

mRNA上的相应位置.UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸

两个氨基酸分子缩合缩合UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸

核糖体随着

mRNA滑动.

另一个

tRNA上的碱基与mRNA上的密码子配对.

UCAUGAUUA

亮氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸

一个个氨基酸分子缩合成链状结构UCAUGAUUA

亮氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸tRNA离开，再去转运新的氨基酸UCAUGAUUA

亮氨酸

天门冬酰氨

异亮氨酸以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质.翻译场所：产物：模板：原料：条件：细胞质（核糖体）mRNA蛋白质氨基酸ATP、酶、转运RNA（tRNA）碱基互补配对：G－C、C－G、U－A、A－U遗传信息流动：mRNA蛋白质基因控制蛋白质合成过程中的几种数量关系：合成的蛋白质中的氨基酸数量：mmRNA上的碱基数量：mRNA上的密码子数量：基因中编码蛋白质的碱基数量：参与转运氨基酸的tRNA数量：合成的蛋白质中含有的肽键数：合成蛋白质过程中脱去的水分子数：m3m6mmm-nm-n肽链数10、与构成蛋白质的20种氨基酸相对应的密码子有（

）

A．4个

B．20个

C．61个

D．64个11、一种动物体内的某种酶由150个氨基酸组成，在控制这个酶合成的基因中，核苷酸的最少个数是（

）A．300个

B．450个

C．600个

D．900个12、在下列细胞结构中，能发生碱基互补配对行为的一组是①细胞核②中心体③叶绿体④线粒体⑤高尔基体⑥内质网⑦核糖体（

）A．①②③④B．③④⑤⑥C．③④⑥⑦D．①③④⑦CDD3、设控制某含a条肽链的蛋白质合成的基因含X个碱基对，氨基酸的平均分子量为Y，则该蛋白质的分子量为

。（X/3）Y—（X/3—a）18

4、某基因中含有1200个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是()A．198个B．199个

C．200个D．201个B基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6：3：1A密码子精氨酸氨基酸转运RNAG信使RNAGGDNA双链5、根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：CCCAAT

C

GU

C

G练习6.某基因中含有1200个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是(

)A．198个B．199个

C．200个D．201个B

基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6：3：17、某DNA片段所转录的mRNA中U%＝28%，A%＝18%，则个DNA片段中T%和G%分别占（）。A.46%,54%B.23%,27%C.27%,23%D.46%,27%BA1T2T1A2G1C1C2G212(A1＋T1)%=(A2+T2)%=(A总+T总)%(G1＋C1)%=(G2+C2)%=(G总+C总)%AmUmGmCmmRNA=(Am+Um)%=(Gm+Cm)%练习各类生物遗传信息的传递过程：1、真核生物：2、原核生物：3、DNA病毒：4、RNA病毒：5、逆转录病毒：转录DNARNA翻译蛋白质RNA翻译蛋白质转录DNARNA翻译蛋白质RNA逆转录（遗传物质为DNA的生物）DNA—蛋白质—性状的关系DNA的多样性蛋白质的多样性生物界的多样性决定导致根本原因直接原因/物质基础表现形式（长沙一中08）一段信使RNA上有300个碱基，其中A和C有120个，转录出该信使RNA的DNA片段中C和T的个数以及指导合成一条多肽链时脱去的水分子数分别是

A．300个、100个

B．300个、99个

C．180个、99个

D．129个、100个BDNA（基因）mRNA蛋白质转录翻译(细胞核内)(细胞质内核糖体上)脱氧核苷酸序列核糖核苷酸序列氨基酸序列遗传信息遗传密码小结：A．深紫色B．浅紫色C．紫色(不变)D．白色（师大附中09）．双链RNA在生物体内是存在的，是一种自然现象，经酶切后会形成很多小片段，这些小片段一旦与mRNA中的同源序列互补结合，形成双链RNA,导致mRNA失去功能，即不能翻译产生蛋白质，也就是使基因“沉默”了。已知控制矮牵牛紫色花的基因为…TGGGAACTTA…(模板链片段)。若将产生紫色素的基因…ACCCTTGAAT…(模板链片段)转入开紫色花的矮牵牛花中，则矮牵牛花的花色最可能为D考点二.基因控制生物的性状DNA片段转录RNA翻译蛋白质遗传信息传递方向逆转录中心法则17、根据下列图解回答下列问题：⑴此图解全过程叫_________________。⑵图中①的生理过程叫_____________，进行的场所是细胞的_______________内，进行的时间是细胞分裂的__________期。⑶图中②的生理过程叫_____________，进行的场所是细胞的_______________内。⑷图中③的生理过程叫_____________，该过程需要在_________作用下才能进行。⑸图中④的生理过程叫_____________，该过程的发现，说明RNA也可作为生物的_____________。⑹图中⑤的生理过程叫______________，进行的场所是细胞内的_______________。⑺从DNA的功能看，图中①过程属于DNA的___________________功能，图中②和⑤过程属于DNA的____________________功能。中心法则及其扩展DNA的复制细胞核间转录细胞核逆转录逆转录酶RNA的复制遗传物质翻译核糖体（或细胞质）遗传信息的传递遗传信息的表达人的白化病病因分析控制酶形成的基因异常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素缺乏黑色素而表现为白化病控制酶形成的基因正常酪氨酸酶正常合成酪氨酸能正常转化为黑色素表现正常囊性纤维病CFTR基因缺失了3个碱基CFTR蛋白结构异常，导致功能异常患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染基因

酶结构蛋白细胞代谢性状细胞结构性状一是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状。二是通过控制蛋白质的结构来直接影响性状。基因对性状的控制小结基因与基因基因与基因产物基因与环境生物性状相互作用精细调控（长沙一中08）右图是某高等动物细胞内通过一系列酶将原料合成它所需要的氨基酸C，该氨基酸是细胞正常生活所必需的，而食物中又没有。下列说法正确的是A．亲本为AaBbCc的个体自交，其后代中有1/9的个体能正常生活B．基因对性状的控制都是通过控制酶的合成来控制代谢过程实现的C．图中①过程包含转录和翻译过程D．图中②过程叫脱氨基作用C

基因1基因2↓↓酶1酶2（师大附中08）人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病，下图表示苯丙氨酸在人体代谢中产生这两类疾病的过程。下列相关叙述错误的是食物蛋白质苯丙氨酸酪氨酸黑色素基因3↓酶3酶4↓基因4

苯丙酮酸多巴胺A．人患苯丙酮尿症时一般不患白化病，是因为酪氨酸可以由食物获得B．由图可见一个基因可能控制多个性状，同时一个性状也可以被多个基因控制C．基因2突变导致人患白化病，基因1突变会导致人患苯丙酮尿症D．图示表明基因通过控制蛋白质合成直接控制生物的性状D（长沙一中08）遗传学家曾做过这样的实验：长翅果绳幼虫正常的培养温度为25℃，如果将孵化后4—7天的长翅果蝇幼虫在35℃—37℃处理6—24小时，得到了某些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是长翅果蝇。(1)请结合基因与酶的关系及酶的特性对上述现象作出合理的解释。翅的发育需要经过酶的作用，酶的合成由基因控制，温度影响酶的活性。长翅果蝇的基因指导合成的酶在正常温度下催化反应使幼虫发育成长翅果蝇。而在较高的温度下，酶的活性受到影响，一些反应不能进行，造成长翅果蝇幼虫发育成残翅果蝇。残翅果蝇体内的基因没有改变，仍然是长翅果蝇的基因，所以在正常温度下产生的后代是长翅果蝇。（长沙一中08）遗传学家曾做过这样的实验：长翅果绳幼虫正常的培养温度为25℃，如果将孵