基因指导蛋白质的合成

基因指导蛋白质的合成第1页，共37页，2023年，2月20日，星期一第4章基因的表达第2页，共37页，2023年，2月20日，星期一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？小飞守角制作第3页，共37页，2023年，2月20日，星期一第1节基因指导蛋白质的合成学习目标：1、概述遗传信息的转录和翻译；2、运用数学方法，分析碱基和氨基酸的对应关系。小飞守角制作第4页，共37页，2023年，2月20日，星期一1.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(核糖体)进行指导通过RNA问题：2、为什么RNA适于做DNA的信使呢？1、DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来的呢？小飞守角制作第5页，共37页，2023年，2月20日，星期一

(一)RNA的结构、分类和作用当生物的核酸中只有RNA时，它是遗传物质；当细胞中含有DNA时，RNA主要是负责DNA遗传信息的翻译和转录。DNARNA脱氧核糖核糖第6页，共37页，2023年，2月20日，星期一比较RNA与DNA结构的不同

比较项目DNARNA基本单位五碳糖含氮碱基结构主要存在部位脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖ATCGAUCG双链结构多为单链结构细胞核细胞质第7页，共37页，2023年，2月20日，星期一RNA的种类信使RNA(mRNA)核糖体RNA(rRNA)转运RNA(tRNA)将DNA的遗传信息转录下来，以遗传密码的形式传递至细胞质的核糖体上，成为蛋白质合成的模板。氨基酸的运载工具。（一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸。核糖体的组成部分第8页，共37页，2023年，2月20日，星期一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？第9页，共37页，2023年，2月20日，星期一1．构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位——核苷酸有多少种？碱基有多少种？[]A．2种4种B．4种4种C．5种5种D．8种5种D2．果蝇的遗传物质由

种核苷酸组成[]A．2B．4C．5D．8B3．烟草、烟草花叶病毒、T2噬菌体中含有的物质，下列叙述正确的是[]A．核酸的种类依次是2、1、2B．核苷酸的种类依次是8、5、4C．五碳糖的种类依次是2、2、1D．含N碱基的种类依次是5、4、4D智力闯关第一关小飞守角制作第10页，共37页，2023年，2月20日，星期一

(二)转录的具体过程问题1：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？请同学们阅读教材P63，以及图4–4，遗传信息的转录过程并填写下列内容。第11页，共37页，2023年，2月20日，星期一（１）转录的定义：（２）转录的场所：（３）转录的模板：（４）转录的原料：（５）转录的条件：（６）转录时的碱基配对:（7）转录的结果：在细胞核中以DNA的一条链为模板,按碱基互补配对原则，合成mRNA的过程细胞核DNA的一条链四种核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶和ATP碱基互补配对原则（A—U，G—C，T—A,C—G）RNA小飞守角制作第12页，共37页，2023年，2月20日，星期一(一)转录小飞守角制作第13页，共37页，2023年，2月20日，星期一（1）DNA的两条链都能转录吗？（2）DNA链完全解开吗？（3）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊情况？A—U、T—A、G—C、C—G思考2:转录与DNA复制有什么异同点?思考1：小飞守角制作第14页，共37页，2023年，2月20日，星期一转录与DNA分子复制的区别复制转录时间场所原料模板条件配对原则特点产物意义有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期生长发育过程主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体T—A、G—C、A—T、C—GA—U、C—G、T—A、G—C边解旋边复制、半保留复制边解旋边转录两个双链DNA分子RNA复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代传递遗传信息，为翻译做准备四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸DNA的两条链DNA中的一条链模板、原料、ATP、酶第15页，共37页，2023年，2月20日，星期一1、DNA分子的解旋发生在___过程中()A复制B转录

C翻译D复制和转录D2、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[]A．50%B．25%C．30%D．35%C智力闯关第二关3.已知DNA片段的碱基对顺序,写出对应的mRNA的碱基顺序(以链1为模板进行转录)。

DNA链1：……TACTATCCCTTT……

链2：……ATGATAGGGAAA……mRNA

……

……

AUGAUAGGGAAA小飞守角制作第16页，共37页，2023年，2月20日，星期一问题2：转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？(三)遗传信息的翻译mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程——翻译。小飞守角制作第17页，共37页，2023年，2月20日，星期一遗传学上把以信使RNA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。

碱基与氨基酸之间的对应关系思考与讨论

DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定蛋白质的20种氨基酸的？翻译:第18页，共37页，2023年，2月20日，星期一4种碱基只能决定4种氨基酸，41=4。二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种，42=16。三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种，43=64，足够有余。如果一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸第19页，共37页，2023年，2月20日，星期一

密码子

密码子

密码子UCAUGAUUAmRNA

密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基。第20页，共37页，2023年，2月20日，星期一第21页，共37页，2023年，2月20日，星期一2.地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事实说明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一。3.从密码的简并性我们能认识到；如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也有可能蛋白质氨基酸的种类不发生变化（GAU→GAC都决定天冬氨酸），这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化。思考与讨论教材P65,1、2、3题

1、甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—丝氨酸—赖氨酸—脯氨酸第22页，共37页，2023年，2月20日，星期一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”上的呢？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种第23页，共37页，2023年，2月20日，星期一密码子与反密码子AAU亮氨酸ACU天冬氨酸一种tRNA只能携带一种氨基酸?一种氨基酸只能由一种tRNA携带?AUG异亮氨酸（对）（错）判断第24页，共37页，2023年，2月20日，星期一翻译的具体过程：1.翻译的场所：2.翻译时的模板：3.翻译的原料：4.翻译的条件:5.翻译的工具:6.翻译的产物:核糖体mRNA游离的氨基酸tRNA肽链酶，ATP、模板、原料请同学们阅读教材P66，以及图4–6遗传信息的翻译过程，并填写下列内容。第25页，共37页，2023年，2月20日，星期一1.翻译的起始码有:个，终止码有:个2.决定氨基酸的密码子种。3.翻译时的碱基配对：4.肽链由各相邻的氨基酸通过

连接形成。5.翻译的条件：3

61肽键2AUCGmRNA─┴─┴─┴─┴─tRNA─┴─┴─┴─┴─酶、ATP、模板、原料UAGC第26页，共37页，2023年，2月20日，星期一翻译第27页，共37页，2023年，2月20日，星期一DNA(基因)蛋白质RNA转录翻译基因指导蛋白质合成的过程第28页，共37页，2023年，2月20日，星期一从基因的表达过程可以看出：DNA（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使RNA中

的排列顺序，进而决定

的排列顺序，最终决定了

的结构和功能特异性。核糖核苷酸/密码子氨基酸蛋白质第29页，共37页，2023年，2月20日，星期一阶段项目转录翻译定义场所模板遗传信息传递的方向原料产物实质在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程细胞核细胞质的核糖体DNA的一条链信使RNADNA→mRNAmRNA→蛋白质含A、U、C、G的4种核糖核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸信使RNA有一定氨基酸排列顺序的多肽，进一步加工为蛋白质是遗传信息的转录是遗传信息的表达第30页，共37页，2023年，2月20日，星期一当堂检测：1．DNA复制、转录、翻译分别形成[]A．DNA、RNA、蛋白质B．RNA、DNA、多肽C．RNA、DNA、核糖体D．RNA、DNA、蛋白质A2．遗传密码位于[]A．蛋白质分子上B．DNA分子上C．RNA分子上D．信使RNA分子上D小飞守角制作第31页，共37页，2023年，2月20日，星期一A密码子精氨酸氨基酸tRNAGmRNAGGDNA双链3．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小飞守角制作第32页，共37页，2023年，2月20日，星期一4.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＝6：3：1小飞守角制作第33页，共37页，2023年，2月20日，星期一5．若某肽链的第一个氨基酸的密码子为AUG，那么控制这个氨基酸的DNA模板链上相应的三个碱基的顺序应为[]A．UACB．AUGC．ATGD．TACDD6．一个转运RNA的3个碱基为CGA，此RNA运