第一節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成 Microsoft PowerPoint 幻燈片

第四章基因的表達(dá)（1）概念：基因通過(guò)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來(lái)控制性狀，這一過(guò)程稱(chēng)為基因的表達(dá)。（2）步驟：包括遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和遺傳信息的翻譯兩個(gè)步驟。第一節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成一、RNA的組成與種類(lèi)1.RNA由四種核糖核苷酸連接而成，一般是單鏈。2.RNA有三種：（1）mRNA：信使RNA，充當(dāng)DNA與蛋白質(zhì)之間的信使，將DNA的遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì)。（2）tRNA：轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，搬運(yùn)氨基酸的搬運(yùn)工。（3）rRNA：核糖體RNA，核糖體的組成成分。二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1.概念：在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板，合成mRNA的過(guò)程。2.場(chǎng)所：主要在細(xì)胞核內(nèi)。3.條件①模板：DNA分子的一條鏈②原料：四種核糖核苷酸③能量：ATP④酶：包括解旋酶、RNA聚合酶⑤堿基配對(duì)：DNA分子中的A與RNA中的U配對(duì)，即A—U、T—A、G—C、C—G4.過(guò)程第一步：DNA雙鏈解開(kāi)，堿基得以暴露；第二步：游離的核糖核苷酸隨機(jī)地與DNA鏈上的

堿基碰撞，當(dāng)核糖核苷酸與DNA鏈上的堿基

互補(bǔ)時(shí)，兩者以氫鍵結(jié)合；

第三步：新結(jié)合的核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下連接到正在合成的mRNA分子上；第四步：合成的mRNA從DNA鏈上釋放，然后，DNA雙鏈恢復(fù)。5.產(chǎn)物：mRNA。D說(shuō)明:①轉(zhuǎn)錄的過(guò)程是邊解旋邊轉(zhuǎn)錄的過(guò)程，DNA雙鏈解開(kāi)一點(diǎn)，就轉(zhuǎn)錄一點(diǎn)。（DNA的復(fù)制是：邊解螺旋邊復(fù)制）②解旋酶作用于堿基之間的氫鍵，而RNA聚合酶的作用是連接核糖和磷酸，形成核糖核苷酸鏈。（DNA聚合酶的作用是連接脫氧核糖和磷酸，形成脫氧核糖核苷酸鏈）

1.密碼子（1）概念：信使RNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基（三聯(lián)體密碼）。（2）分類(lèi)①起始密碼子：2種，AUG、GUG，同時(shí)分別

編碼甲硫氨酸、纈氨酸；②普通密碼子：59種，只編碼氨基酸；③終止密碼子：3種，UAA、UGA、UAG，不編碼氨基酸，只是終止信號(hào)。61種編碼氨基酸的密碼子

2.反密碼子（1）概念：在tRNA上，與密碼子發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)的三個(gè)堿基。（2）tRNA（如圖所示）

tRNA即轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，其作用是在蛋白質(zhì)合成中識(shí)別氨基酸，并作為各個(gè)氨基酸的載體將其轉(zhuǎn)運(yùn)給mRNA。tRNA分子比mRNA小得多；tRNA含有許多堿基，折疊成三葉草的葉形，一端是攜帶氨基酸的部位，另一端的3個(gè)堿基叫反密碼子（與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)）。tRNA共有61種，對(duì)應(yīng)編碼氨基酸的61種密碼子。密碼子和反密碼子mRNAtRNA64613個(gè)相鄰的堿基（終止密碼子除外）密碼子

說(shuō)明:（1）所有生物共用一套密碼子。（2）一種密碼子決定一種氨基酸，一種氨基酸可由一種或多種密碼子決定。密碼子的改變不一定導(dǎo)致氨基酸的改變。（3）一種tRNA只能運(yùn)載一種氨基酸，一種氨基酸可由一種或多種tRNA運(yùn)載。（4）密碼子（或遺傳密碼）在mRNA上，而遺傳信息在DNA上，兩者不能混淆。三、遺傳信息的翻譯

1.概念：在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上，以信使RNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。

2.場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)的核糖體。3.條件①模板：mRNA②原料：20種氨基酸③能量：ATP④酶、tRNA等⑤堿基配對(duì)：mRNA與tRNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)，即A—U、U—A、G—C、C—G4.過(guò)程：（如圖所示）

(1)起始階段：利用ATP供能，攜帶甲硫氨酸的tRNA識(shí)別位于核糖體位點(diǎn)1上的mRNA上的起始密碼子AUG，mRNA、tRNA與核糖體三者相結(jié)合，翻譯開(kāi)始。(2)延伸階段①進(jìn)位：攜帶著特定氨基酸的tRNA按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則識(shí)別并進(jìn)入位點(diǎn)2。②轉(zhuǎn)肽：下一個(gè)氨基酸通過(guò)與前一個(gè)氨基酸（甲硫氨酸）形成肽鍵而轉(zhuǎn)移到占據(jù)位點(diǎn)2的tRNA上。③移位：核糖體讀取下一個(gè)密碼子，原占據(jù)位點(diǎn)1的tRNA離開(kāi)核糖體，去轉(zhuǎn)運(yùn)下一個(gè)甲硫氨酸，占據(jù)位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1，一個(gè)新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2，繼續(xù)肽鏈的合成。④以后依次在多肽鏈上每增加一個(gè)氨基酸都需要經(jīng)過(guò)進(jìn)位、轉(zhuǎn)肽和移位三個(gè)步驟，并不斷重復(fù)這三個(gè)步驟，直到讀取到mRNA上的終止密碼。

(3)終止階段：當(dāng)讀至UGA、UAA、UAG中任一密碼子時(shí)，多肽鏈合成終止并脫離核糖體。

(4)多肽鏈從核糖體上脫離后，盤(pán)曲折疊成一定的空間結(jié)構(gòu)，形成具有特定功能的蛋白質(zhì)分子。

5.產(chǎn)物：具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)。說(shuō)明:

一個(gè)mRNA分子可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成。因此，少量mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。例2．在蛋白質(zhì)合成的翻譯過(guò)程中，堿基互補(bǔ)配對(duì)發(fā)生于哪兩者之間(

)A．氨基酸與tRNAB．mRNA與tRNAC．DNA與mRNAD．核糖體與mRNAB例3.下列說(shuō)法不正確的是(

)A．一種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸B．一種氨基酸可以含有多種密碼子C．一種氨基酸可以由幾種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)D．一種氨基酸只能由一種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)D例4．下列關(guān)于遺傳密碼子的敘述中，錯(cuò)誤的是(

)A．一種氨基酸可能有多種與之對(duì)應(yīng)的遺傳密碼子B．GTA肯定不是遺傳密碼子C．每種密碼子都有與之對(duì)應(yīng)的氨基酸D．信使RNA上的GCA在人細(xì)胞中和小麥細(xì)胞中決定的是同一種氨基酸C例5.根據(jù)下表中的已知條件，判斷蘇氨酸的密碼子是(

)DNA雙鏈TGmRNAtRNA反密碼子A氨基酸蘇氨酸A.TGUB．UGAC．ACUD．UCUC例6.下圖為人體內(nèi)蛋白質(zhì)合成的一個(gè)過(guò)程，據(jù)圖分析并回答問(wèn)題(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(guò)程中的步驟，是_____________，該步驟發(fā)生在細(xì)胞的________________部分。氨基酸翻譯核糖體(3)圖中Ⅰ是________。按從左到右次序?qū)懗鯥I內(nèi)mRNA區(qū)段所對(duì)應(yīng)的DNA堿基的排列順序：_________________________。(4)該過(guò)程不可能發(fā)生在(

)A．神經(jīng)細(xì)胞

B．肝細(xì)胞C．成熟的紅細(xì)胞

D．脂肪細(xì)胞tRNATGATTCGAAC四、遺傳信息、密碼子（遺傳密碼）、反密碼子的關(guān)系（如圖）五、基因控制蛋白質(zhì)合成過(guò)程中的數(shù)量關(guān)系說(shuō)明:mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，題目中若寫(xiě)明終止密碼子要考慮在內(nèi)，則：（1）氨基酸數(shù)為m，mRNA的堿基數(shù)為(3m+3)；（2）氨基酸數(shù)為m，DNA的堿基數(shù)為(6m+6)。例7．已知AUG、GUG為起始密碼，UAA、UGA、UAG為終止密碼。某原核生物的一個(gè)信使RNA堿基排列順序如下：A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40個(gè)堿基)……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U，此信使RNA控制合成的蛋白質(zhì)含氨基酸的個(gè)數(shù)為(

)A．20個(gè)

B．15個(gè)C．16個(gè)

D．18個(gè)C例8．某個(gè)基因含有6000個(gè)堿基，由它控制合成的一條肽鏈所含的肽鍵應(yīng)是(

)A．999個(gè)

B．1000個(gè)C．1999個(gè)

D．2000個(gè)A例9.某條多肽的相對(duì)分子質(zhì)量為2778，若氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為110，如考慮終止密碼子，則編碼該多肽的基因長(zhǎng)度至少是(

)A．75對(duì)堿基

B．78對(duì)堿基C．90對(duì)堿基

D．93對(duì)堿基D轉(zhuǎn)錄、翻譯與DNA復(fù)制的比較比較項(xiàng)目DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場(chǎng)所主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)的核糖體模板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA原料四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸20種氨基酸其他條件解旋酶，DNA聚合酶，ATP解旋酶，RNA聚合酶，ATP