基因指導蛋白質(zhì)的合成課時

1、4.5基因指導蛋白質(zhì)的合成,一.基因1、概念：,基因是決定生物性狀的基本單位。,基因是有遺傳效應(yīng)的ＤＮＡ片段。(本質(zhì)）,,1條染色體上,,2、基因、DNA和染色體三者之間的關(guān)系,基因與遺傳信息：基因中脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息； 遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序中。,思考：DNA分子上所有的堿基序列都是遺傳信息嗎？,不是,不是所有的DNA都是基因，基因不是連續(xù)在

2、DNA上分布的，而是由堿基序列將不同的基因分隔開的。,②. 儲存遺傳信息（堿基排列順序）.,基因的表達：基因可以使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上，從而使后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀。,3、基因的功能：,①. 傳遞遺傳信息（復(fù)制）.,③. 表達遺傳信息（轉(zhuǎn)錄、翻譯）.,二、 RNA,1.組成元素：C H O N P2.組成單位：核糖核苷酸（4種） 組成：磷酸 核糖 含氮堿基 堿基：A U

3、 C G3.結(jié)構(gòu)：一般是單鏈4.功能：,,a.某些生物的遺傳物質(zhì)b.參與蛋白質(zhì)的合成c.少數(shù)有催化作用,（2）密碼子：mRNA上決定1個氨基酸的3個相鄰堿基。,（1）功能： 遺傳信息傳遞的媒介，翻譯中的模板。,5、RNA種類,1）、信使RNA（單鏈）：,關(guān)于密碼子：,（1）、種類,終止密碼子： 、 、_____ a.種類 起始密碼子： （甲硫氨酸）（ 種）

4、_______（纈氨酸） 編碼氨基酸的密碼子______種所有生物的密碼子是 的。b.作用：識別反密碼子，決定氨基酸排列順序,61,64,c.與氨基酸對應(yīng)關(guān)系：一種密碼子決定一種氨基酸， 但一種氨基酸可以由 不同的密碼子決定。,1種或幾種,相同,,AUG,GUG,UAA,UAG,UGA,（2）通用性——自然界中的各種生物共用一套密碼子表。,（3）連續(xù)性——密碼子是連

5、續(xù)的，中間無其它堿基隔開。,（1）簡并性—— 一種氨基酸具有兩個或多個密碼子的現(xiàn)象。,d. 特點：,2、轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）：,種類： 61種,,功能： 轉(zhuǎn)運氨基酸的工具，識別mRNA上的遺傳密碼。,形態(tài)結(jié)構(gòu)：三葉草形,有臂,一端可攜帶氨基酸,有環(huán),另一端有三個堿基叫反密碼子,有氫鍵,與氨基酸對應(yīng)關(guān)系：一種tRNA只能轉(zhuǎn)運一種氨基酸（特異性）； 一種氨基酸可以由幾種

6、tRNA轉(zhuǎn)運,反密碼子,1.概念 ： tRNA上與mRNA上的密碼子互補配對的3個堿基。2.種類：61種3.作用：識別密碼子，將運載的氨基酸安放到相應(yīng)位置上,3、核糖體RNA（單鏈）： 與蛋白質(zhì)構(gòu)成核糖體，參與蛋白質(zhì)的合成。,判斷1．構(gòu)成基因的堿基總數(shù)與DNA分子的堿基總數(shù)相等。(　　)2．基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。(　　)3．不同DNA分子攜帶遺傳信息不同的根本原因在于堿基排列順序不同。(　　)4．DNA的多

7、樣性主要取決于堿基排列順序的多樣性。(　　),√,√,√,×,練習：1、下列對轉(zhuǎn)運RNA的描述，正確的是（ ） A.每種轉(zhuǎn)運RNA能識別并轉(zhuǎn)運多種氨基酸 B.每種氨基酸只有一種轉(zhuǎn)運RNA能轉(zhuǎn)運它C.轉(zhuǎn)運RNA能識別信使RNA上的密碼子 D.轉(zhuǎn)運RNA轉(zhuǎn)運氨基酸到細胞核內(nèi)答案：C,2、下列有關(guān)RNA的敘述中錯誤的是（　?。〢．有些生物中的RNA具有催化作用 B．轉(zhuǎn)

8、運RNA的堿基組成不僅僅有三個 C．信使RNA上有多少個密碼子就有多少個轉(zhuǎn)運RNA與之對應(yīng) D．RNA通常只有一條鏈，它的堿基組成與DNA不完全相同,C,3、下列有關(guān)RNA的敘述錯誤的是（ ）    A.主要有mRNA，tRNA和rRNA三類    B.胞質(zhì)中只有mRNA和tRNA   C.tRNA是細胞內(nèi)分子量最小的一種R

9、NA   D.rRNA可與蛋白質(zhì)結(jié)合    E.RNA并不全是單鏈結(jié)構(gòu),B,4、如圖所示為真核細胞蛋白質(zhì)合成過程中必需的兩種物質(zhì)(甲、乙)，下列有關(guān)敘述中正確的是 （ ）,C,小結(jié)：DNA與RNA的比較,比較項目,DNA,RNA,全稱,脫氧核糖核酸,核糖核酸,分布,主要存在于細胞核中,主要存在于細胞質(zhì)中,化學組成,基本組成單位,堿基,五碳糖,無機酸,嘌呤,,脫氧核糖核苷酸,

10、核糖核苷酸,腺嘌呤A、鳥嘌呤G,腺嘌呤A、鳥嘌呤G,胞嘧啶C、胸腺嘧啶T,胞嘧啶C、尿嘧啶U,脫氧核糖,核糖,磷酸,磷酸,空間結(jié)構(gòu),規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu),通常呈單鏈結(jié)構(gòu),分類,通常只有一類,mRNA、tRNA、rRNA三類,功能,主要的遺傳物質(zhì)，只要生物體內(nèi)存在DNA，DNA就是遺傳物質(zhì),嘧啶,①生物體內(nèi)若無DNA時，RNA是遺傳物質(zhì)；若存在DNA時，RNA輔助DNA完成功能②少數(shù)RNA具有催化作用,相同點： ①化學組成成分中都有磷酸及堿基

11、A、C、G ②二者都是核酸，核酸中的堿基序列就是遺傳信息,聯(lián)系：RNA是以DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的，即RNA的遺傳信息來自DNA,,1.RNA是由基本單位核苷酸連接而成，跟DNA一樣能儲存遺傳信息；2.RNA一般為單鏈，比DNA短，能通過核孔，從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中；3.RNA轉(zhuǎn)錄過程嚴格遵循“堿基互補配對原則”。,延伸思考：為什么mRNA適于作DNA的信使？,,,三、基因控制蛋白質(zhì)合成的過程,(一）轉(zhuǎn)

12、錄（見教材P77圖4-12）,,轉(zhuǎn)錄方向,（1）DNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？（2）DNA鏈完全解開嗎？是從一端解開嗎？（3）在轉(zhuǎn)錄過程中堿基互補配對原則有什么特殊情況？,A—U、T—A、 G—C、 C—G,……A－T－T－C－A－G－A－T－G…………T－A－A－G－T－C－T－A－C……,DNA,,a鏈b鏈,……A－U－U－C－A－G－A－U－G……,假設(shè)以b鏈為模板，則轉(zhuǎn)錄出的RNA堿基排列為,(4)解旋的DNA鏈在結(jié)束后會

13、發(fā)生怎樣的變化？（5）如何判斷轉(zhuǎn)錄的方向?,不完全解開的，只解開要轉(zhuǎn)錄的部分。,不是，只有一條鏈轉(zhuǎn)錄,RNA聚合酶的位置指明箭頭的方向,恢復(fù)到初始狀態(tài),概念：地點：模板：原料：條件：原則：產(chǎn)物：過程：,主要在細胞核，另外還有線粒體、葉綠體,DNA的一條鏈,4 種核糖核苷酸,RNA,解旋酶、RNA聚合酶、ATP、PH,小結(jié),在細胞核內(nèi)以DNA的一條鏈為模板按照堿基互補配對原則合成RNA 的過程。,解旋----配對---

14、-連接------釋放、DNA恢復(fù),,(二)翻譯 P80教材圖4-16,,指游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)的過程。,6.原則：堿基互補配對原則（A—U G—C）,2.場所：,細胞質(zhì)的核糖體上,3.條件：,模板—,原料—,能量—,酶——,運載工具—,4.過程：,起始階段—延伸階段—終止階段,5.產(chǎn)物：,多肽,mRNA,20種氨基酸,ATP,多種蛋白質(zhì)合成酶,tRNA,翻譯,,,,,,,,多肽

15、鏈,,終止信號,起始信號,注意：（1）mRNA與核糖體結(jié)合,結(jié)合部位會形成2 個tRNA的結(jié)合位點。（2）翻譯的起點由起始密碼子決定，翻譯的終點是識別到終止密碼子。（3）核糖體移動，mRNA不移動,5、一個mRNA可同時結(jié)合多個核糖體，合成多條相同的肽鏈。這樣，提高翻譯效率，但不能縮短每條肽鏈的合成時間。（切記：不是多個核糖體共同完成一條多肽鏈的合成）,翻譯方向：根據(jù)是多肽鏈的長短，長的翻譯在前。6、產(chǎn)物：合成的僅是多肽鏈。,7

16、、遺傳信息傳遞方向：__________________,1.下圖為人體內(nèi)蛋白質(zhì)合成的一個過程。據(jù)圖分析并回答問題：                           

17、60;                         （1）圖中所合成肽鏈的原料是__ ___（2）圖中所示屬于基因控制蛋白質(zhì)合成過程中的

18、 步驟，該步驟發(fā)生在細胞的________部分。（3）圖中（Ⅰ）是________。按從左到右次序讀出（?、颉。_______內(nèi)mRNA區(qū)段所對應(yīng)的DNA堿基的排列順序________。（4）該過程不可能發(fā)生在（　?。〢.神經(jīng)細胞            B.肝細胞C.成熟的紅細胞  

19、;      D.脂肪細胞,氨基酸,翻譯　 細胞質(zhì)（或核糖體）,tRNA（轉(zhuǎn)運RNA）,核糖體,TGATTCGAA,C,轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較,細胞核,,核糖核苷酸,,核糖體,,mRNA,氨基酸,,tRNA,,,,,,U,T,U,U,DNA的一條鏈,,真核生物先轉(zhuǎn)錄后翻譯,原核生物轉(zhuǎn)錄、翻譯同時進行,DNA

20、堿基數(shù)︰mRNA堿基數(shù)︰氨基酸數(shù)〓,6:3:1,基因表達中相關(guān)堿基數(shù)量計算,基因 mRN A 蛋白質(zhì),6 3 1,蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù),控制該蛋白質(zhì)合成的基因中的堿基的最小值,翻譯出該蛋白質(zhì)的mRNA中的堿基的最小

21、值,,,DNA堿基數(shù)︰mRNA堿基數(shù)︰氨基酸數(shù)〓6:3:1,,1、一條多肽鏈上有氨基酸300個，則作為合成該多肽鏈模板的信使RNA分子和轉(zhuǎn)錄信使RNA的DNA分子至少要有堿基多少個？ A.300；600 B.900；1800 C.900；900 D.600；900,2、已知一個蛋白質(zhì)由2條肽鏈組成，連接氨基酸的肽 鍵共有198個，翻譯該蛋白質(zhì)的m

22、RNA中有A和G共200個，則該mRNA中的C和U不能少于： A．200個　 B．400個　　C．600個　 D．800個,復(fù)制,四、中心法則,以DNA為遺傳物質(zhì)的生物(細胞、噬菌體等）,以RNA為遺傳物質(zhì)（逆轉(zhuǎn)錄）的病毒， 如：HIV和ROSE肉瘤病毒,以RNA為遺傳物質(zhì)（非逆轉(zhuǎn)錄）病毒生物 如：煙

23、草花葉病毒,五、基因?qū)π誀畹目刂仆緩?1、間接途徑：基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物的性狀。如；酪氨酸酶與白化病。,食物中的蛋白質(zhì)經(jīng)消化、吸收和水解后產(chǎn)生出苯丙氨酸，首先苯丙氨酸在(1)苯丙氨酸羥化酶的作用下變成酪氨酸，然后酪氨酸轉(zhuǎn)化為3，4雙羥苯丙氨酸，3，4雙羥苯丙氨酸在(2)酪氨酸酶的作用下，可以生成黑色素。,2、直接途徑：基因通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)來直接影響性狀。 例如：鐮刀型細胞貧血癥,規(guī)范表述：“控制

24、”,1. DNA分子有堿基108個，指導合成蛋白質(zhì)的過程中脫水---個2. 3個DNA分子共有堿基24000個，指導合成的蛋白質(zhì)有氨基酸---種3. 3個DNA分子共有堿基24000個，指導合成的蛋白質(zhì)有氨基酸---個,練習,4. mRNA有200個堿基，期中A占25%，U占15%，那么 轉(zhuǎn)錄mRNA的DNA片段有C+G多少個？,5. mRNA有200個堿基，期中A占25%，G占15%，那么 轉(zhuǎn)錄mRNA的DNA片段