基因指导蛋白质的合成基础配套

1、基因指导蛋白质的合成基础配套知识体系的构建知识体系的构建第1页/共36页中心法则的图解拓展中心法则的图解拓展 第2页/共36页DNA和和RNADNA和和RNA1结合中心法则考虑结合中心法则考虑DNA、RNA产生的途径有哪些？产生的途径有哪些？2DNA和和RNA在真核细胞中存在部位有何区别？在真核细胞中存在部位有何区别？3若某生物全部核酸中嘌呤若某生物全部核酸中嘌呤嘧啶，则可能是哪类生物，不可能嘧啶，则可能是哪类生物，不可能是哪类生物？是哪类生物？4若某生物遗传物质中嘌呤若某生物遗传物质中嘌呤嘧啶，则可能是哪类生物，不可能嘧啶，则可能是哪类生物，不可能是哪类生物？是哪类生物？5若某些核酸中共有若

2、某些核酸中共有8种核苷酸，种核苷酸，5种碱基，种碱基，4条链，则推断可能条链，则推断可能的核酸情况。的核酸情况。1.产生DNA的途径有DNA复制和逆转录；产生RNA的途径有RNA复制和转录。2.共有细胞结构细胞核、叶绿体和线粒体，而RNA可存在于核糖体中。3可能是细胞生物或RNA病毒，不可能是DNA类病毒，如噬菌体等。4.可能是RNA类病毒，如HIV、SARS、烟草花叶病毒等；不可能是细胞生物和DNA类病毒。5.1个DNA分子2个RNA分子。第3页/共36页判一判判一判1若核酸中出现碱基若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖，则必为或五碳糖为脱氧核糖，则必为DNA()2若若AT、CG，则为单链，

3、则为单链DNA；若；若AT、CG，则一般认为是双链，则一般认为是双链DNA()3若出现碱基若出现碱基U或五碳糖为核糖，则必为或五碳糖为核糖，则必为RNA()4要确定是要确定是DNA还是还是RNA，必须知道碱基的种类或五碳糖的种类，是单链还是双链，必须知道碱基的种类或五碳糖的种类，是单链还是双链，还必须知道碱基比率，还必须知道碱基比率()1.2.3.4.第4页/共36页DNA分子的结构及相关计算分子的结构及相关计算1分析下列分析下列DNA分子的构成过程，探讨下列问题：分子的构成过程，探讨下列问题：(1)DNA的基本结构单位是_种_。(2)DNA分子中的_和_交替连接，排列在_侧，构成DNA分子的

4、基本骨架。(3)DNA分子的两条链通过_键连接；按_平行方式盘旋成_结构。(4)配对的碱基，A与T之间形成_个氢键，G与C之间形成_个氢键。CG比例越大，DNA结构越_。1(1)4脱氧核苷酸(2)脱氧核糖磷酸外(3)氢反向双螺旋(4)23稳定第5页/共36页2DNA分子中碱基数量计算的规律规律一：在DNA双链中，A_，G_，AG_C_CT_50%，_。规律二：在DNA双链中，一条单链的(AG)/(TC)的值与另一条互补链的(AG)/(TC)的值互为_关系。规律三：在DNA双链中，一条单链的(AT)/(GC)的值与另一条互补链的(AT)/(GC)的值是_的，也与整个DNA分子中的(AT)/(GC

5、)的值是_的。2TCTAG1倒数相等相等思维拓展思维拓展1基本组成单位基本组成单位4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 (A)腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸 (G)鸟嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸 (C)胞嘧啶胞嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸 (T)胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸2每条脱氧核苷酸链上都只每条脱氧核苷酸链上都只有有 一一个游离的磷酸基，因此个游离的磷酸基，因此DNA分子中含分子中含有有 2 个游离个游离的磷酸基。的磷酸基。3互补配对碱基之和所占比例互补配对碱基之和所占比例“三不变三不变”，即在一条链中，即在一条链中互补配对互补配对碱基之和所占该链碱基之和所占该链碱基的比例，等于其在互补链

6、中的比例，也等于在整个碱基的比例，等于其在互补链中的比例，也等于在整个DNA分子中所占比例及在分子中所占比例及在mRNA中所占比例。中所占比例。第6页/共36页DNA分子的复制及相关计算分子的复制及相关计算观察观察DNA复制的过程，回答下列问题：复制的过程，回答下列问题：1DNA分子复制准确进行的原因是什么？2DNA复制的两个特点是什么？3某动物一DNA复制时，若从一端开始复制，理论上完成复制约需30s，而实际上只需12s左右，由此推测，DNA分子的复制是_(单、多)起点复制。1 1准确进行的原因如下：准确进行的原因如下：DNADNA独特双螺旋结构为复制提供精确模板；碱基互补配对独特双螺旋结构

7、为复制提供精确模板；碱基互补配对原则保证复制能够准确地进行。原则保证复制能够准确地进行。2 2DNADNA复制的两个特点是：边解旋边复制；半保留复制。前者指的是复制过程特点，后复制的两个特点是：边解旋边复制；半保留复制。前者指的是复制过程特点，后者指的是复制的结果特点。者指的是复制的结果特点。3 3多多第7页/共36页思维拓展思维拓展1一个一个DNA分子复制分子复制n次后，得到的次后，得到的DNA分子数量分子数量为为 2n，增加的，增加的DNA分子数为分子数为2n1，第，第n次复制增加的次复制增加的DNA分子数为分子数为2n2n12n1，如图所示：，如图所示：2某某DNA分子中含某种碱基分子中

8、含某种碱基a个，则复制个，则复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a(2n1)；第第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a2n1。3若以被同位素标记的若以被同位素标记的DNA分子的两条链为模板，复制分子的两条链为模板，复制n次后，标记次后，标记DNA分子占分子占2/2n，标记的标记的DNA单链占所有单链的单链占所有单链的1/2n ；若用同位素标记原料，则复制；若用同位素标记原料，则复制n次后，标记次后，标记DNA分分子占子占100% ，标记的单链占，标记的单链占11/2n。第8页/共36页基因与脱氧核苷酸、基因与脱氧核苷酸、DN

9、A和染色体之间的关系和染色体之间的关系分析基因与其它三者的关系，完成下面关分析基因与其它三者的关系，完成下面关系图：系图：1染色体、染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系、基因和脱氧核苷酸的关系2基因、染色体、蛋白质、性状的关系1 1染色体染色体1 1或或2 2DNADNA许多功许多功能结构脱氧核苷酸许多能结构脱氧核苷酸许多2.DNA2.DNA蛋白质线性蛋白质线性第9页/共36页思维拓展思维拓展1在基因、在基因、DNA与染色体关系上，明确基因是与染色体关系上，明确基因是DNA的一部分，的一部分，DNA是染色体的组成是染色体的组成部分，部分，DNA是重要的遗传物质，全部基因的集合不是所有的是重要

10、的遗传物质，全部基因的集合不是所有的DNA，染色体染色体不是遗传不是遗传物质，只是遗传物质物质，只是遗传物质DNA的主要载体。的主要载体。2对于原核细胞来说，拟核中的对于原核细胞来说，拟核中的DNA分子或者质粒分子或者质粒DNA均是均是裸露裸露的，没有与的，没有与蛋白质蛋白质一起构成染色体。一起构成染色体。3一个一个DNA分子由分子由n对碱基组成，则碱基排列顺序对碱基组成，则碱基排列顺序有有 4n种，排列遗传信息种类最多种，排列遗传信息种类最多有有 4n种。种。DNA控制蛋白质的合控制蛋白质的合成成1转录、翻译过程中有关转录、翻译过程中有关图形解读图形解读(1)转录：转录：RNA是在是在细胞核

11、细胞核中，以中，以DNA的的一条链一条链为模板合为模板合成的，这一过程称为转录成的，这一过程称为转录(如如左下图左下图)。(2)翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程(如右上图)。提醒提醒碱基配对双方是碱基配对双方是mRNA上的上的密码子密码子和和tRNA上的上的反密码子反密码子，故，故AU，UA配对，不能出现配对，不能出现 T。第10页/共36页一个核糖体与一个核糖体与mRNA的结合部位形成的结合部位形成 2个个tRNA结合位点。结合位点。翻译起点：翻译起点：起始密码子起始密码子同时决定的是甲硫氨酸同时决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。或缬氨酸。翻译终

12、点：识别到翻译终点：识别到终止密码子终止密码子(不决定氨基酸不决定氨基酸)翻翻译停止。译停止。翻译进程：翻译进程：核糖体核糖体沿着沿着mRNA移动，读取下一移动，读取下一个密码子，但个密码子，但mRNA不移动。不移动。(3)mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图数量关系：一个mRNA可同时结合 多 个核糖体。目的、意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。方向：从左向右(见上图)，判断依据是根据多肽链的长短，长的翻译在前。结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。提醒提醒图示中图示中4个核糖体合成的个核糖体合成的4条多肽链因为模板条多肽链因为

13、模板mRNA相同，所以合成了相同，所以合成了4条相同的肽链，而不是条相同的肽链，而不是4个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不是合成出个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不是合成出4条不同的肽链。条不同的肽链。第11页/共36页比比较较项项目目概念概念作用作用存在位存在位置置种类、数种类、数量量特点特点相互联系相互联系遗遗传传信信息息基因基因中脱中脱氧核苷酸氧核苷酸的排列顺的排列顺序序控制生物的遗传控制生物的遗传性状性状DNA不同基因不同基因中脱氧核中脱氧核苷酸的数苷酸的数量、排列量、排列顺序不同，顺序不同，决定遗传决定遗传信息特异信息特异性性DNA两两条链上条链上的碱基的碱基互补互补基因基因中脱

14、氧核苷酸中脱氧核苷酸的序列决定的序列决定mRNA中核糖核苷酸的序中核糖核苷酸的序列，列，mRNA中碱基中碱基序列与基因模板链序列与基因模板链中碱基序列互补配中碱基序列互补配对，对，密码子密码子与相应与相应反密码子反密码子的序列互的序列互补配对补配对密密码码子子mRNA中中决定一个决定一个氨基酸的氨基酸的三个相邻三个相邻碱基碱基直接决定蛋白质直接决定蛋白质中的氨基酸序列中的氨基酸序列mRNA64种种(3种种终止密码终止密码子、子、61种种决定氨基决定氨基酸的密码酸的密码子子)与与DNA模板链模板链上的碱上的碱基互补基互补(T被被U取取代代)反反密密码码子子tRNA中中与与mRNA密码子互密码子互

15、补配对的补配对的三个碱基三个碱基识别密码子，转识别密码子，转运氨基酸运氨基酸tRNA理论上理论上61种种(实际不实际不详详)与与mRNA的碱基的碱基互补互补思维拓展1.遗传信息、密码子、反密码子的比较第12页/共36页2.(1)基因表达的含义：包括基因表达的含义：包括转录转录和和翻译翻译两个过程；表达的产物为两个过程；表达的产物为蛋白质蛋白质(包括包括结构蛋白结构蛋白和和有催化作用的有催化作用的蛋白质类蛋白质类酶、激素酶、激素)。(2)转录的产物有三种转录的产物有三种RNA，但只有，但只有mRNA携带遗传信息，并且携带遗传信息，并且三种三种RNA都参与翻译过程，只是分工不同。都参与翻译过程，只

16、是分工不同。(3)密码子的专一性和简并性保证翻译的准确性和蛋白质结构及密码子的专一性和简并性保证翻译的准确性和蛋白质结构及遗传性状的稳定性。遗传性状的稳定性。第13页/共36页练习1、 下列左图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，右图是一个家族中该病的遗传系谱图（控制基因为B与b），请据图回答：（已知谷氨酸的密码子是GAA，GAG） (1)图中表示的遗传信息流动过程分别是：_；_。（2）链碱基组成为_，链碱基组成为_。（3）镰刀型细胞贫血症的致病基因位于_染色体上，属于_性遗传病。（4）6基因型是_，6和7婚配后生一患病男孩的概率是_，要保证9婚配后子代不患此病，从理论上说其配偶的基因型必须为_。

17、（5）镰刀型细胞贫血症是由_产生的一种遗传病，从变异的种类来看，这种变异属于_。该病十分罕见，严重缺氧时会导致个体死亡，这表明基因突变的特点是_和_。答案、（1）复制转录（2）CATGUA（3）常隐（4）Bb1/8BB(5)基因突变可遗传变异低频性多害少利性第14页/共36页第15页/共36页第16页/共36页第17页/共36页第18页/共36页第19页/共36页第20页/共36页第21页/共36页第22页/共36页第23页/共36页第24页/共36页第25页/共36页第26页/共36页第27页/共36页第28页/共36页第29页/共36页4、根据转录和翻译过程填充 DNA双链 G 信使RNA

18、 转运RNA 氨基酸 丙氨酸（密码 GCA ） C C A A C C G G T T G G C C A A C C G G U U第30页/共36页2DNA分子中碱基数量计算的规律规律一：在DNA双链中，A_，G_，AG_C_CT_50%，_。规律二：在DNA双链中，一条单链的(AG)/(TC)的值与另一条互补链的(AG)/(TC)的值互为_关系。规律三：在DNA双链中，一条单链的(AT)/(GC)的值与另一条互补链的(AT)/(GC)的值是_的，也与整个DNA分子中的(AT)/(GC)的值是_的。2TCTAG1倒数相等相等思维拓展思维拓展1基本组成单位基本组成单位4种脱氧核苷酸种脱氧核苷

19、酸 (A)腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸 (G)鸟嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸 (C)胞嘧啶胞嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸 (T)胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸2每条脱氧核苷酸链上都只每条脱氧核苷酸链上都只有有 一一个游离的磷酸基，因此个游离的磷酸基，因此DNA分子中含分子中含有有 2 个游离个游离的磷酸基。的磷酸基。3互补配对碱基之和所占比例互补配对碱基之和所占比例“三不变三不变”，即在一条链中，即在一条链中互补配对互补配对碱基之和所占该链碱基之和所占该链碱基的比例，等于其在互补链中的比例，也等于在整个碱基的比例，等于其在互补链中的比例，也等于在整个DNA分子中所占比例及在分子中所占比例及在mRNA中所占比例。中所占比例。第31页/共36页DNA分子的复制及相关计算分子的复制及相关计算观察观察DNA复制的过程，回答下列问题：复制的过程，回答下列问题：1DNA分子复制准确进行的原因是什么？2DNA复制的两个特点是什么？3某动物一DNA复制时，若从一端开始复制，理论上完成复制约需30s，而实际上只需