2012届高三一轮复习生物课件(人教山西用)必修2第17讲_基因指导蛋白质的合成和基因对性状的控制.ppt

1、1,遗传与进化,第 17 讲,基因指导蛋白质的合成和基因对性状的控制,必修2,2,1遗传信息的转录和翻译。 2基因对性状的关系。,3,1(2010天津)根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是( ) A.TGU B.UGA C.ACU D.UCU,C,4,mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称作1个密码子。根据mRNA的密码子和tRNA上的反密码子互补配对，可推知mRNA的密码子最后一位碱基为U。DNA的一条链为TG，另一条链为AC，若DNA转录时的模板链为TG链，则mRNA的密码子为ACU；若DNA转录时的模板链为AC链，则mRNA的密码子为UGU。,5,2(2010广

2、东)下列叙述正确的是( ) ADNA 是蛋白质合成的直接模板 B每种氨基酸仅由一种密码子编码 CDNA 复制就是基因表达的过程 DDNA是主要的遗传物质,D,6,本题考查学生的理解能力。蛋白质合成的直接模板是mRNA；一种氨基酸可由一种或多种密码子编码；基因具有两个基本功能，即复制和表达，基因的复制是以DNA为基本单位进行的；基因的表达分为转录和翻译两个过程；由于绝大多数生物的遗传物质都是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。,7,3(2010江苏)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性

3、序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题：,8,9,(1)图中甘氨酸的密码子是 ，铁蛋白基因中决定甘天色的模板链碱基序列为 。 (2)Fe3浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了 ，从而抑制了翻译的起始；Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免 对细胞的毒性影响，又可以减少 。,GGU,CCACTGACC,核糖体在mRNA上的结合与

4、移动,Fe3,细胞内物质和能量的 浪费,10,(3)若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是 。 (4)若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由 。,mRNA 两端存在不翻译的序列,CA,11,(1)根据携带甘氨酸的tRNA的反密码子CCA可以判断甘氨酸的密码子为GGU，甘天色对应的密码子为GGUGACUGG，判断模板链碱基序列为CCACTGACC。,12,(2)当Fe3浓度较低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合，从而阻止核糖体与mRNA的结合和在mRN

5、A上的移动，遏制铁蛋白的合成。由于Fe3具有很强的氧化性，因此这种机制能减少其毒性，又能在其含量较低时减少铁蛋白的合成，从而减少细胞内物质和能量的消耗。,13,(3)由图示可知，mRNA起始密码子和终止密码子的两端还有碱基序列。 (4)色氨酸密码子为UGG，对应模板链碱基序列为ACC，当第二个碱基CA时，此序列为AAC，对应的密码子变为UUG，恰为亮氨酸密码子。,14,一、基因控制蛋白质的合成 1.细胞中两种核酸的比较,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,脱氧核糖,核糖,A、U、C、G,15,2.基因控制蛋白质合成过程：包括转录和翻译两个阶段。 (1)转录：主要在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基

6、互补配对原则，合成RNA的过程。 场所：细胞核(主要)； 模板：DNA解旋，以其中的一条链为模板； 原料：4种核糖核苷酸； 产物：单链的； 条件：. 等。,mRNA,ATP、DNA解旋酶、 RNA聚合酶,16,(2)翻译：在细胞质的核糖体上，以 为模板，以转运RNA为运载工具，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 过程：核糖体与mRNA结合，第一个携带氨基酸的tRNA的反密码子与mRNA的第一个密码子互补配对，进入核糖体上的位点1。,信使RNA,17,第二个携带氨基酸的tRNA的反密码子与mRNA的第二个密码子互补配对，进入核糖体上的位点2。两个氨基酸脱水缩合，第一个氨基酸通过肽键转移到位点

7、2的tRNA上。核糖体沿着mRNA移动一个密码子的位置，位点1的tRNA离开核糖体，位点2的tRNA进入位点1，第三个携带氨基酸的tRNA的反密码子与mRNA的密码子互补配对，进入位点2，继续肽链的合成，直到读取到mRNA的终止密码为止。一个mRNA分子可以与多个核糖体结合，同时进行多条肽链的合成。,18,肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合物上脱离，经过盘曲和折叠等方式形成具有一定空间结构和功能的蛋白质分子。 主要场所：细胞质的核糖体； 模板：以为模板； 原料：20种氨基酸(由tRNA转运)； 产物：有一定氨基酸顺序的肽链(蛋白质)。,mRNA,19,3.密码子：上三个相邻的碱基。 4.反密

8、码子：tRNA上的三个相邻碱基，可以与mRNA上的密码子互补配对。 密码子共有64种，其中61种控制20种氨基酸，另外3种(UAG、UAA、UGA)不编码任何氨基酸，被称为终止密码。,mRNA,20,5.复制、转录、翻译的比较,21,二、中心法则 1.概念：中心法则是遗传信息的转录和翻译过程。包括4条途径： (1)DNA的自我复制：从DNA流向DNA； (2)转录：从DNA流向RNA； (3)翻译：RNA流向蛋白质； (4)RNA的自我复制：从RNA流向RNA；,22,(5)逆转录：从RNA流向DNA。 修改后的中心法则如下图：,23,2.中心法则是表示整个生物界遗传信息流动方向的图解。实线表

9、示遗传信息的一般流动方向，发生在绝大多数生物中；虚线表示在某些病毒中遗传信息的流动方向，是对中心法则的补充和发展。,24,三、基因控制生物性状的途径 1.基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状。 2.基因通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。,25,1.如何理解转录时，只以DNA的一条链为模板来合成mRNA？ 转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。在基因的表达过程中，不能两条链都作为模板来转录产生两种不同的mRNA。因为基因中的两条链中有有义链和无义链之分，一般只有无义链有转录产生mRNA的功能。合成mRNA时，对每个基因来说仅以其无义链为模板进行，但在整个DNA分

10、子中，在生物的整个生活史中，不一定总是以同一条链为模板合成mRNA。,26,因此，有义链和无义链之分仅相对特定基因转录产生mRNA而言，不同基因的无义链是不同的。因此，DNA两条链均含有不同的遗传信息。编码链=信息链=有义链；非编码链=模板链=无义链。(如图所示：不同基因的无义链示意图),27,2.关于信使RNA、转运RNA和核糖体RNA。 (1)信使RNA(mRNA)：单链结构，遗传信息的携带者，由基因中的无义链转录产生，其上具有多个密码子，具有特异性。 (2)转运RNA(tRNA)：三叶草结构，氨基酸的运载者，其上具有反密码子，其中反密码子与mRNA上密码子互补，具有专一性。 (3)核糖体

11、RNA(rRNA)：核糖体的组分，由核仁DNA转录产生，含量最多。,28,3.关于遗传信息、遗传密码和反密码子。 (1)存在的位置不同：遗传信息是指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序；遗传密码又称密码子，是指信使RNA上决定一个氨基酸或决定终止的三个相邻碱基。反密码子是tRNA分子上与mRNA分子中互补配对的三个碱基。,29,(2)作用不同：遗传信息是指肽链中特定氨基酸顺序的最终决定者，而遗传密码仅能决定某一氨基酸及其位置。反密码子仅与密码子碱基互补配对，保证氨基酸与密码子的一一对应。 (3)特点不同：遗传信息具有特异性，而遗传密码具有通用性；连续性；专一性。,30,4.基因表达中相关数量计算。 (

12、1)已知蛋白质中的氨基酸数(或基因中的碱基数)，求控制这个蛋白质合成的基因中的碱基数(或蛋白质中的氨基酸数)。 基因控制蛋白质的合成要通过转录和翻译两个过程。,31,转录是以基因中的一条脱氧核苷酸链为模板，按碱基互补配对原则合成信使RNA的过程，因此转录形成的信使RNA中的碱基数是相应基因中的碱基数的一半；翻译是指以信使RNA为模板合成蛋白质的过程，由于信使RNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，因此蛋白质中的氨基酸数是信使RNA中的碱基数的三分之一；因此基因中的碱基数信使RNA中的碱基数蛋白质中的氨基酸数=631。,32,由此可知：已知蛋白质中的氨基酸数为n(基因中的碱基数为6n)，则控制它合

13、成的基因中的碱基数至少为6n(蛋白质中的氨基酸数至多为n)。因真核细胞的基因中不仅存在非编码区，而且在编码区中还含有不能编码蛋白质的序列(内含子)，信使RNA中存在着终止密码。因此实际上基因中的碱基数大于6n，信使RNA中的碱基数大于3n。因此，一般题干中有“最多”、“至少”等字样。在计算中通常按基因中的碱基数mRNA上的碱基数肽链中的氨基酸数=631的比值来计算。,33,(2)已知蛋白质的相对分子质量(n)，由a条肽链构成，氨基酸的平均相对分子质量(m)，求控制它合成的基因中的至少碱基数。 先求组成这个蛋白质的氨基酸数(X个)。因氨基酸脱水缩合成蛋白质的过程中要失去X-a分子的水，因此n=X

14、m-(X-a)18，X=(n-18a)/(m-18)个；再求基因中的碱基数。基因中的至少碱基数=6X=6(n-18a)/(m-18)个。,34,(3)已知基因中的碱基数(6n个)，氨基酸的平均相对分子质量(m)，求它控制合成的蛋白质的最大相对分子质量(假设此蛋白质由a条肽链构成)。 先求它控制合成的蛋白质的氨基酸数。氨基酸数=6n6=n个；再求它控制合成的蛋白质的最大相对分子质量。蛋白质的最大相对分子质量=nm-(n-a)18，其中n-a为失去的水分子数。,转录是以DNA的一条链为模板 mRNA的核苷酸序列与() A.DNA分子的两条链的核苷酸序列互补 B.DNA分子的一条链的核苷酸序列互补

15、C.某一tRNA分子的核苷酸序列互补 D.所有的tRNA分子的核苷酸序列互补 mRNA的核苷酸序列与DNA分子的一条链的核苷酸序列互补，这条链称为模板链。,B,36,已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C与T的个数之和是() A.12B.24 C.18D.30 信使RNA是以基因(DNA)的一条链为模板，按照碱基互补配对关系合成的。信使RNA有30个碱基，则基因的模板链的碱基数目一定为30个，基因有两条链且碱基互补配对，所以整个基因的碱基数目为60个，双链DNA中A=T，C=G，所以C+T=G+A=60/2=30。,D,37,信使RNA、转运R

16、NA和核糖体RNA 遗传学上将某种分子上决定一个氨基酸的三个相邻碱基称为“密码子”，这种分子是() A.肽链B.DNA C.信使RNA D.转运RNA mRNA上的三个相邻碱基称为一个密码子。,C,38,下列关于转运RNA的叙述中，不正确的是() A.转运RNA能运输氨基酸 B.与64种密码子对应中，转运RNA共有64种 C.转运RNA的基本组成单位是核糖核苷酸 D.转运RNA上的与密码子配对的碱基叫反密码子,B,39,密码子共有64种，由于三个终止密码子不决定氨基酸，所以，转运RNA共有61种。 每种转运RNA能识别并转运一种氨基酸，每种氨基酸有一种或几种转运RNA能转运它，转运RNA转运氨

17、基酸到细胞质内。,40,复制、转录和翻译的比较 (2009海南)有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是( ) A两种过程都可在细胞核中发生 B两种过程都有酶参与反应 C两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料 D两种过程都以DNA为模板,C,41,DNA的复制和转录都是以DNA为模板，都可在细胞核、线粒体和叶绿体中进行。复制和转录的原料不同，复制的原料是脱氧核糖核苷酸，转录的原料是核糖核苷酸。,42,下图为细胞中多聚核糖体合成某种蛋白质的示意图，下列说法正确的是() A.该过程的模板是脱氧核苷酸，原料是20种游离的氨基酸 B.最终合成的链在结构上各不相同 C.合成的场所在细胞质 D.该

18、过程表明生物体内少量的 mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质,D,43,该过程的模板是mRNA，原料是游离的氨基酸；以同一mRNA为模板合成，最终结构相同；是mRNA，在细胞核中合成。,44,基因表达中相关数量计算 由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均相对分子质量为a，则该蛋白质的相对分子质量最大为() A. B.-18(-1) C.na-18(n-1)D.-18(-1),D,45,氨基酸数目mRNA碱基数目基因的碱基数目=136，n个碱基的基因，对应的氨基酸数目是n/6，因氨基酸平均相对相对分子质量为a，则氨基酸总相对分子质量n/6a，n/6个氨基酸形成一条肽链脱去(n/6-1)个水分子，脱去水的相对分子质量为：18(n/6-1)，则脱去水后形成的蛋白质相对分子质量为：氨基酸总相对分子质量-脱去水的相对分子质量=-