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基 因 指导蛋白质的合成第第 1 1 节节1基因基因肤色肤色眼皮单双眼皮单双血型血型基因基因有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段控制生物性状控制生物性状在染色体上呈在染色体上呈线性排列线性排列DNA2房房祖祖名名成成龙龙3基因基因控制生物控制生物性状性状指导指导指导指导合成合成合成合成蛋白质蛋白质体现者体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。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？问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？1.DNA1.DNA1.DNA1.DNA主要存在哪里？主要存在哪里？主要存在哪里？主要存在哪里？2.2.2.2.蛋白质在哪里合成？蛋白质在哪里合成？蛋白质在哪里合成？蛋白质在哪里合成？4DNA蛋白质合成（细胞核）（细胞核）（细胞质）（细胞质）核孔核孔mRNA5DNA 与与RNA比比较较表表脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖A A T T C G C GA A U U C GC G一般为双链结构一般为双链结构多为单链结构多为单链结构细胞核细胞核细胞质细胞质储存储存遗传信息遗传信息传递传递遗传信息遗传信息一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录6为什么为什么RNA适于作适于作DNA的信使？的信使？RNA可以传递可以传递遗传信息遗传信息，也遵循，也遵循“碱基互补配对碱基互补配对原原则则”，RNA能能通过核孔通过核孔，从细胞核转移到细胞质。，从细胞核转移到细胞质。7三种三种RNA示意图示意图信使信使RNARNA：转录遗传信息，翻译的模板转录遗传信息，翻译的模板核糖体核糖体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8构成人体的核酸有两种，构成人体构成人体的核酸有两种，构成人体核酸的基本单位核酸的基本单位核苷酸核苷酸有（）有（）A.2A.2种种B.4B.4种种C.5C.5种种D.8D.8种种D问题：问题：DNA的遗传信息是怎样传给的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？的呢？9 转录转录：在：在细细胞核胞核中，以中，以DNA的一条的一条链链为为模板，合成模板，合成mRNA的的过过程。程。（课课文文P63）10ACGTG TTT ADNA的平面结构图TG C AC A A A T 解旋酶解旋酶转录的过程：转录的过程：11AGCAGACGGUUUDNA游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸RNA 聚合酶TG C AC A A A T 1、DNA解旋，碱基暴露解旋，碱基暴露12TG C AC A A A T AGCGACGGUUA2 2、游离的核糖核苷酸与、游离的核糖核苷酸与DNADNA随机碰撞，氢键结合随机碰撞，氢键结合13TG C AC A A A T AGCGACGGUUAU14TG C AC A A A T AGCGACGGUUAU3 3、连接成、连接成mRNAmRNA。15TG C AC A A A T GCGACGGUUAUG16TG C AC A A A T GCGACGUUGAUG17TG C AC A A A T GCGACGUGAUGU18TG C AC A A A T GCGACGUGAUGU19TG C AC A A A T GCGACGGAUGU U20TG C AC A A A T GCGACGGAUGU UA21TG C AC A A A T GCGCGGAUGU UA U22TG C AC A A A T GGCGGAUGU UA U C23RNA 聚合酶TG C AC A A A T GGCGGAUGU UA U C形成形成 mRNA mRNA 链，链，DNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上mRNADNA24TG C AC A A A T 细胞质细胞质 细胞核细胞核 核核孔孔DNADNAACGUGU UUAmRNAmRNAACGTGTT AT4 4、mRNAmRNA释放，释放，DNADNA双链恢复双链恢复ACGUGU UUAmRNAmRNA252.2.场所：场所：主要在细胞核主要在细胞核3.3.过程：过程：4 4步步:解旋、碱基互补配对、连接、释放解旋、碱基互补配对、连接、释放4.4.条件条件模板：模板：酶：酶：原料：原料：能量：能量：5.5.结果：结果：1、转录的概念：在、转录的概念：在细胞核细胞核中，以中，以DNA的一条链的一条链为为模板，合成模板，合成mRNA的过程。的过程。DNADNA的一条链的一条链游离的游离的4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸ATPATP解旋酶、解旋酶、RNARNA聚合酶等聚合酶等形成一条形成一条mRNAmRNA一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录碱基互补配对原则碱基互补配对原则（A=U,T=A;G=C,C=G）26思考：思考：转录转录与与DNA复制的异同点复制的异同点相同点相同点：都需要模板、都需要模板、酶酶、能量等；、能量等；都遵循碱基互都遵循碱基互补补配配对对原原则则意意义义：碱基互：碱基互补补配配对规对规律能律能够够保保证遗传证遗传信息信息传递传递的准确性。的准确性。不同点不同点：274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DNA的两条链的两条链DNADNA中的一条链中的一条链两个双链两个双链DNA分子分子单链单链RNARNAA TA A U U不同不同点点：解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶解旋酶、解旋酶、RNARNA聚合酶聚合酶28A1、对比、对比RNA和和DNA化学成分，化学成分，RNA特有的是特有的是A.核糖和尿嘧啶核糖和尿嘧啶B.脱氧核糖和尿嘧啶脱氧核糖和尿嘧啶C.核糖和胸腺嘧啶核糖和胸腺嘧啶D.脱氧核糖和胸腺嘧啶脱氧核糖和胸腺嘧啶D2、DNA分子的解旋发生在哪一过程中分子的解旋发生在哪一过程中A.复制复制B.转录转录C.翻译翻译D.复制和转录复制和转录293 3：mRNAmRNA上有上有2525的腺嘌呤，的腺嘌呤，3535的尿的尿嘧啶，则转录该嘧啶，则转录该mRNAmRNA的的DNADNA片段上腺嘌片段上腺嘌呤占碱基总数的（呤占碱基总数的（）A 50A 50 B 25B 25 C 30C 30 D 35D 35CDNA单链单链D30问题情境 转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质，那么mRNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸酸的种类数目和排列顺序呢？mRNA如何将遗传信息翻译成蛋白质？UCAUGA UUAmRNA31二、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。32RNA RNA 蛋白质蛋白质RNA四种碱基四种碱基蛋白质蛋白质20种氨基酸种氨基酸思考：思考：mRNAmRNA的四种碱基如何决定的四种碱基如何决定2020种氨基酸种氨基酸?碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的?A U C G33A AC CU UG GA AC CU UG G 氨基酸氨基酸A AC CU UG GA AC CU UG G 氨基酸氨基酸A AC CU UG GA AC CU UG G 氨基酸氨基酸1 1 1 1个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，2 2 2 2个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，3 3 3 3个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，4(A.U.C.G)4(A.U.C.G)4(A.U.C.G)AAAUACAGCACUCCCGU AU UU CU GG AG UG CG G只能决定只能决定只能决定只能决定4 4 4 4种种种种只能决定只能决定只能决定只能决定4 4 4 42 2 2 216161616种种种种只能决定只能决定只能决定只能决定4 4 4 43 3 3 364646464种种种种A U CG34信使信使RNARNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基密码子密码子:UCAUGA UUAmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子35遗传密码的特性：遗传密码的特性：共共6464个遗传密码，其个遗传密码，其中有中有3 3个终止密码个终止密码，没有对应的氨基酸。没有对应的氨基酸。能决定氨基酸的遗能决定氨基酸的遗传密码子只有传密码子只有6161个个。2 2、通用性、通用性：地球上：地球上几乎所有的生物共几乎所有的生物共用一套密码子表。用一套密码子表。3 3、简并性、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况：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。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。终止终止终止1 1、专一性、专一性一个密码子只对应一一个密码子只对应一种氨基酸种氨基酸36mRNAC CA AC CG GU UG G A A U UU UA A U U A A A AU UA AC CU UA AAUG GUGUAA UAG UGA甲硫氨酸甲硫氨酸终止密码子终止密码子缬氨酸缬氨酸 起始密码子起始密码子编码氨基酸的密码子有编码氨基酸的密码子有6161种种氨基酸氨基酸氨基酸 氨基酸37问题：mRNA进入细胞质后与核糖体结合，合成生产蛋白质的“生产线”，那么游离在细胞之中的氨基酸是如何运到合成蛋白质的“生产线”上的呢？ACGUGA UUA异亮氨酸甲硫氨酸谷氨酸亮氨酸38tRNA“搬运工搬运工”1、细胞中的、细胞中的tRNA有多少种？有多少种？61种种2、tRNA和氨基酸转运有何对应关系？和氨基酸转运有何对应关系？每种每种tRNA只能识别并转运一种氨基只能识别并转运一种氨基酸。酸。每种氨基酸可由一种或几种每种氨基酸可由一种或几种tRNA转转运。运。与mRNA上的密码子碱基互补配对专一性：39灵活运用灵活运用：一个一个tRNA一端的三个碱基是一端的三个碱基是CGA，另一端携，另一端携带带的氨基酸是（的氨基酸是（）A.精氨酸（精氨酸（CGA）B.丙氨酸丙氨酸(GCU)C.脯氨酸脯氨酸（CCU）40ACGUG A UUAUA C甲硫氨酸甲硫氨酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸核糖体核糖体核糖体与核糖体与mRNA结合，核糖体占据两个密码子位点结合，核糖体占据两个密码子位点翻译的过程：翻译的过程：41ACGUG A UUAU UA AC C甲硫氨酸甲硫氨酸A AC CU U天门冬天门冬氨酸氨酸携带甲硫氨酸的携带甲硫氨酸的tRNA通过与碱基通过与碱基AUG互补配对进入位点互补配对进入位点142AC CG GU UG GA AU UU UA AU UA AC甲硫氨酸甲硫氨酸A AC CU U天门冬天门冬氨酸氨酸A AU UG G异亮氨酸异亮氨酸携带天门冬氨酸的携带天门冬氨酸的tRNA进入位点进入位点243ACGUG A UUAU A C甲硫氨酸甲硫氨酸AC U天冬天冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸肽键肽键甲硫氨酸与天门冬氨酸形成肽键，核糖体转移到占据位甲硫氨酸与天门冬氨酸形成肽键，核糖体转移到占据位点点2的的tRNA上。上。44ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天冬天冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸核糖体读取下一个密码子，原占据位点核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的的tRNA离开核糖体，占据位点离开核糖体，占据位点2的核糖体进入位点的核糖体进入位点1。45ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天冬天冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸肽键肽键一个新的携带氨基酸的一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点进入位点246ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天冬天冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸重复步骤重复步骤1、2、3、4,肽链延长肽链延长47ACGUG A UUAU A CAC UAUG甲硫氨甲硫氨酸酸天冬天冬氨酸氨酸异亮氨酸异亮氨酸肽链肽链直到核糖体读取到直到核糖体读取到mRNA的终止密码的终止密码48一个一个mRNA分子同分子同时结时结合多个核糖体合多个核糖体意义：少量的少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质分子就可以迅速合成出大量的蛋白质49翻译场所：场所：产物：产物：模板：模板：原料：原料：其他条件：其他条件：细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）mRNA蛋白质氨基酸氨基酸ATP、酶酶、转运转运RNARNA（tRNAtRNA）碱基互补配对：碱基互补配对：GC、CG、U UA A、A AU U遗传信息流动：遗传信息流动：mRNA蛋白质蛋白质50真核细胞中复制、转录、翻译的比较真核细胞中复制、转录、翻译的比较细胞分裂间期细胞分裂间期主要是细胞核主要是细胞核DNADNA的两条链的两条链四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等聚合酶等ATPATPA-TA-T、T-AT-AC-GC-G、G-CG-C半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制2 2个子代个子代DNADNA分子分子生长发育过程生长发育过程主要是细胞核主要是细胞核基因的一条链基因的一条链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸RNARNA聚合酶等聚合酶等ATPATPA-UA-U、T-AT-AG-C G-C、C-GC-G边解旋边转录边解旋边转录RNARNA生长发育过程生长发育过程细胞质细胞质mRNAmRNA二十种氨基酸二十种氨基酸特定的酶等特定的酶等ATPATP多个特定氨基酸顺序的多个特定氨基酸顺序的蛋白质蛋白质A-UA-U、U-AU-AG-C G-C、C-GC-G一个一个mRNAmRNA可结合多个核糖体可结合多个核糖体同时翻译多个蛋白质同时翻译多个蛋白质DNADNADNADNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质51DNADNA的碱基数：的碱基数：mRNAmRNA的碱基数：蛋白质中氨基酸数的碱基数：蛋白质中氨基酸数 6:3:6:3:1 1 DNA DNA的碱基数、的碱基数、mRNAmRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？数三者之间有何数量关系？说明：因为基因中存在终止密码子等片段，实说明：因为基因中存在终止密码子等片段，实际上基因（际上基因（DNADNA）上所含有的碱基数要大于）上所含有的碱基数要大于6n,6n,或氨或氨基酸数目小于基酸数目小于n n。因此一般题目中带有。因此一般题目中带有“至少至少”或或“最多最多”字样。字样。n nDNADNA3n3n3n3n3n3n转录转录翻译翻译mRNA蛋白质蛋白质52练习 某基因中含有某基因中含有12001200个碱基，则由它控制合成的个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是一条肽链的最多含有肽键的个数是()A198个个 B199个个 C200个个 D201个个B基因中碱基数：基因中碱基数：mRNAmRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数中碱基数：蛋白质中氨基酸数6 6 ：3 3：1 153 1 1、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条多肽链组条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均分子量为成的蛋白质，氨基酸的平均分子量为a a，则该蛋白质分，则该蛋白质分子量最大为子量最大为 A Ana/6na/6 B Bna/3-18na/3-18（n/3-1n/3-1）C Cna-18(n-1)na-18(n-1)D Dna/6-18(n/6-1)na/6-18(n/6-1)2.2.已知一个蛋白质由已知一个蛋白质由2 2条肽链组成，连接氨基酸的肽条肽链组成，连接氨基酸的肽 键共有键共有198198个，翻译该蛋白质的个，翻译该蛋白质的mRNAmRNA中有中有A A和和G G共共200200 个，则该个，则该mRNAmRNA中的中的C C和和U U不能少于：不能少于：A A200200个个 B B400400个个C C600600个个 D D800800个个54A密码子精氨酸精氨酸氨基酸转运RNAG信使RNAGGDNA双链3.根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的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：规律，在下面表格数码中填入相应的字母：CCCAAT C GU C G554.DNA4.DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终 翻译的氨基酸如下表翻译的氨基酸如下表则右图所示的则右图所示的tRNAtRNA所携带的氨基酸是所携带的氨基酸是A A赖氨酸赖氨酸 B B丙氨酸丙氨酸 C C半胱氨酸半胱氨酸 D D苏氨酸苏氨酸5 5、(04(04高考江苏高考江苏)下列对转运下列对转运RNARNA的描述，正确的是的描述，正确的是 A.A.每种转运每种转运RNARNA能识别并转运多种氨基酸能识别并转运多种氨基酸 B.B.每种氨基酸只有一种转运每种氨基酸只有一种转运RNARNA能转运它能转运它 C.C.转运转运RNARNA能识别信使能识别信使RNARNA上的密码子上的密码子 D.D.转运转运RNARNA转运氨基酸到细胞核内转运氨基酸到细胞核内566 6、（、（0404高考广东）人体中具有生长激素基因和血红高考广东）人体中具有生长激素基因和血红 蛋白基因，两者蛋白基因，两者 A.A.分别存在于不同组织的细胞中分别存在于不同组织的细胞中 B B均在细胞分裂前期按照碱基互补配对原则复制均在细胞分裂前期按照碱基互补配对原则复制 C.C.均在细胞核内转录和翻译均在细胞核内转录和翻译 D D转录的信使转录的信使RNARNA上相同的密码子翻译成相同的氨基酸上相同的密码子翻译成相同的氨基酸 7 7、人的胰岛素基因的存在部位和表达部位分别是、人的胰岛素基因的存在部位和表达部位分别是 A.A.所有体细胞，所有体细胞所有体细胞，所有体细胞 B.B.胰腺细胞，胰腺细胞胰腺细胞，胰腺细胞 C.C.所有体细胞，胰岛所有体细胞，胰岛B B细胞细胞 D.D.胰腺细胞，胰岛胰腺细胞，胰岛A A细胞细胞 8 8、已知一段、已知一段、已知一段、已知一段mRNAmRNA含有含有含有含有3030个碱基，其中个碱基，其中个碱基，其中个碱基，其中A A和和和和GG有有有有1212个，个，个，个，转录该段转录该段转录该段转录该段mRNAmRNA的的的的DNADNA分子中应有分子中应有分子中应有分子中应有C C和和和和T T的个数是（的个数是（的个数是（的个数是（）A.12 B.24 C.18 D.30A.12 B.24 C.18 D.3057
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