基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第1頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第4章基因的表達(dá)第2頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一基因控制生物性狀指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)者基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程，叫基因的表達(dá)。問題：基因是怎樣指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成呢？小飛守角制作第3頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯；2、運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，分析堿基和氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系。小飛守角制作第4頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一1.DNA主要存在哪里？2.蛋白質(zhì)在哪里合成？DNA主要在細(xì)胞核蛋白質(zhì)的合成在細(xì)胞質(zhì)(核糖體)進(jìn)行指導(dǎo)通過RNA問題：2、為什么RNA適于做DNA的信使呢？1、DNA在細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)合成是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的，兩者如何聯(lián)系起來的呢？小飛守角制作第5頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一

(一)RNA的結(jié)構(gòu)、分類和作用當(dāng)生物的核酸中只有RNA時(shí)，它是遺傳物質(zhì)；當(dāng)細(xì)胞中含有DNA時(shí)，RNA主要是負(fù)責(zé)DNA遺傳信息的翻譯和轉(zhuǎn)錄。DNARNA脫氧核糖核糖第6頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一比較RNA與DNA結(jié)構(gòu)的不同

比較項(xiàng)目DNARNA基本單位五碳糖含氮堿基結(jié)構(gòu)主要存在部位脫氧核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖核糖ATCGAUCG雙鏈結(jié)構(gòu)多為單鏈結(jié)構(gòu)細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)第7頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一RNA的種類信使RNA(mRNA)核糖體RNA(rRNA)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)將DNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄下來，以遺傳密碼的形式傳遞至細(xì)胞質(zhì)的核糖體上，成為蛋白質(zhì)合成的模板。氨基酸的運(yùn)載工具。（一種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA只能識(shí)別和轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。核糖體的組成部分第8頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一RNA是由基本單位——核苷酸連接而成，跟DNA一樣能儲(chǔ)存遺傳信息。RNA一般為單鏈，比DNA短，能通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”。因此以RNA為媒介可將遺傳信息傳遞到細(xì)胞質(zhì)中。為什么mRNA適于作DNA的信使？因?yàn)樗沁z傳信息的傳遞者，所以叫做信使RNA。它是DNA的信使。mRNA為什么叫做信使RNA？它是誰的信使？第9頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一1．構(gòu)成人體的核酸有兩種，構(gòu)成核酸的基本單位——核苷酸有多少種？堿基有多少種？[]A．2種4種B．4種4種C．5種5種D．8種5種D2．果蠅的遺傳物質(zhì)由

種核苷酸組成[]A．2B．4C．5D．8B3．煙草、煙草花葉病毒、T2噬菌體中含有的物質(zhì)，下列敘述正確的是[]A．核酸的種類依次是2、1、2B．核苷酸的種類依次是8、5、4C．五碳糖的種類依次是2、2、1D．含N堿基的種類依次是5、4、4D智力闖關(guān)第一關(guān)小飛守角制作第10頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一

(二)轉(zhuǎn)錄的具體過程問題1：DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材P63，以及圖4–4，遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程并填寫下列內(nèi)容。第11頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一（１）轉(zhuǎn)錄的定義：（２）轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所：（３）轉(zhuǎn)錄的模板：（４）轉(zhuǎn)錄的原料：（５）轉(zhuǎn)錄的條件：（６）轉(zhuǎn)錄時(shí)的堿基配對(duì):（7）轉(zhuǎn)錄的結(jié)果：在細(xì)胞核中以DNA的一條鏈為模板,按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，合成mRNA的過程細(xì)胞核DNA的一條鏈四種核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶和ATP堿基互補(bǔ)配對(duì)原則（A—U，G—C，T—A,C—G）RNA小飛守角制作第12頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一(一)轉(zhuǎn)錄小飛守角制作第13頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一（1）DNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？（2）DNA鏈完全解開嗎？（3）在轉(zhuǎn)錄過程中堿基互補(bǔ)配對(duì)原則有什么特殊情況？A—U、T—A、G—C、C—G思考2:轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有什么異同點(diǎn)?思考1：小飛守角制作第14頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一轉(zhuǎn)錄與DNA分子復(fù)制的區(qū)別復(fù)制轉(zhuǎn)錄時(shí)間場(chǎng)所原料模板條件配對(duì)原則特點(diǎn)產(chǎn)物意義有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期生長(zhǎng)發(fā)育過程主要在細(xì)胞核，少部分在線粒體和葉綠體T—A、G—C、A—T、C—GA—U、C—G、T—A、G—C邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄兩個(gè)雙鏈DNA分子RNA復(fù)制遺傳信息，使遺傳信息從親代傳給子代傳遞遺傳信息，為翻譯做準(zhǔn)備四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸DNA的兩條鏈DNA中的一條鏈模板、原料、ATP、酶第15頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一1、DNA分子的解旋發(fā)生在___過程中()A復(fù)制B轉(zhuǎn)錄

C翻譯D復(fù)制和轉(zhuǎn)錄D2、mRNA上有25％的腺嘌呤，35％的尿嘧啶，則轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子上腺嘌呤占?jí)A基總數(shù)的[]A．50%B．25%C．30%D．35%C智力闖關(guān)第二關(guān)3.已知DNA片段的堿基對(duì)順序,寫出對(duì)應(yīng)的mRNA的堿基順序(以鏈1為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄)。

DNA鏈1：……TACTATCCCTTT……

鏈2：……ATGATAGGGAAA……mRNA

……

……

AUGAUAGGGAAA小飛守角制作第16頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一問題2：轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？(三)遺傳信息的翻譯mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，開始它新的歷程——翻譯。小飛守角制作第17頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一遺傳學(xué)上把以信使RNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程叫做翻譯。

堿基與氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系思考與討論

DNA和RNA都只含有4種堿基，而組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸有20種。這4種堿基是怎樣決定蛋白質(zhì)的20種氨基酸的？翻譯:第18頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一4種堿基只能決定4種氨基酸，41=4。二個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸最多只能編碼16種，42=16。三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸只能決定64種，43=64，足夠有余。如果一個(gè)氨基酸的編碼至少需要多少個(gè)堿基，才足以組合出構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸？如果2個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？如果1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，4種堿基能決定多少種氨基酸第19頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一

密碼子

密碼子

密碼子UCAUGAUUAmRNA

密碼子：mRNA上決定氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基。第20頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第21頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一2.地球上幾乎所有的生物都共用一套密碼子，這一事實(shí)說明地球上的所有生物都有著或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系，或者生物都具有相同的遺傳語言，或者生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一。3.從密碼的簡(jiǎn)并性我們能認(rèn)識(shí)到；如果密碼子中的一個(gè)堿基發(fā)生變化，可能影響到蛋白質(zhì)氨基酸的種類，也有可能蛋白質(zhì)氨基酸的種類不發(fā)生變化（GAU→GAC都決定天冬氨酸），這就保證了生物遺傳的相對(duì)穩(wěn)定性，又使生物出現(xiàn)變異，從而促進(jìn)生物的發(fā)展進(jìn)化。思考與討論教材P65,1、2、3題

1、甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—絲氨酸—賴氨酸—脯氨酸第22頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一tRNA——“搬運(yùn)工”游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸，是怎樣運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線----核糖體”上的呢？ACU

天門冬酰氨一共有多少種tRNA?反密碼子（與密碼子相互配對(duì),轉(zhuǎn)運(yùn)的氨基酸由配對(duì)的密碼子決定）每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種特定的氨基酸!決定氨基酸的密碼子有61種,所以tRNA有61種第23頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一密碼子與反密碼子AAU亮氨酸ACU天冬氨酸一種tRNA只能攜帶一種氨基酸?一種氨基酸只能由一種tRNA攜帶?AUG異亮氨酸（對(duì)）（錯(cuò)）判斷第24頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一翻譯的具體過程：1.翻譯的場(chǎng)所：2.翻譯時(shí)的模板：3.翻譯的原料：4.翻譯的條件:5.翻譯的工具:6.翻譯的產(chǎn)物:核糖體mRNA游離的氨基酸t(yī)RNA肽鏈酶，ATP、模板、原料請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材P66，以及圖4–6遺傳信息的翻譯過程，并填寫下列內(nèi)容。第25頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一1.翻譯的起始碼有:個(gè)，終止碼有:個(gè)2.決定氨基酸的密碼子種。3.翻譯時(shí)的堿基配對(duì)：4.肽鏈由各相鄰的氨基酸通過

連接形成。5.翻譯的條件：3

61肽鍵2AUCGmRNA─┴─┴─┴─┴─tRNA─┴─┴─┴─┴─酶、ATP、模板、原料UAGC第26頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一翻譯第27頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一DNA(基因)蛋白質(zhì)RNA轉(zhuǎn)錄翻譯基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程第28頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一從基因的表達(dá)過程可以看出：DNA（基因）中脫氧核苷酸的排列順序決定了信使RNA中

的排列順序，進(jìn)而決定

的排列順序，最終決定了

的結(jié)構(gòu)和功能特異性。核糖核苷酸/密碼子氨基酸蛋白質(zhì)第29頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一階段項(xiàng)目轉(zhuǎn)錄翻譯定義場(chǎng)所模板遺傳信息傳遞的方向原料產(chǎn)物實(shí)質(zhì)在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過程。以信使RNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)的核糖體DNA的一條鏈信使RNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)含A、U、C、G的4種核糖核苷酸合成蛋白質(zhì)的20種氨基酸信使RNA有一定氨基酸排列順序的多肽，進(jìn)一步加工為蛋白質(zhì)是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是遺傳信息的表達(dá)第30頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一當(dāng)堂檢測(cè)：1．DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯分別形成[]A．DNA、RNA、蛋白質(zhì)B．RNA、DNA、多肽C．RNA、DNA、核糖體D．RNA、DNA、蛋白質(zhì)A2．遺傳密碼位于[]A．蛋白質(zhì)分子上B．DNA分子上C．RNA分子上D．信使RNA分子上D小飛守角制作第31頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一A密碼子精氨酸氨基酸t(yī)RNAGmRNAGGDNA雙鏈3．根據(jù)在蛋白質(zhì)生物合成中遺傳信息傳遞的規(guī)律，在下面表格數(shù)碼中填入相應(yīng)的字母：CCCAAT

C

GU

C

G小飛守角制作第32頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一4.某基因中含有1200個(gè)堿基，則由它控制合成的一條肽鏈的最多含有肽鍵的個(gè)數(shù)是(

)A．198個(gè)B．199個(gè)

C．200個(gè)D．201個(gè)B基因中堿基數(shù)：mRNA中堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)＝6：3：1小飛守角制作第33頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一5．若某肽鏈的第一個(gè)氨基酸的密碼子為AUG，那么控制這個(gè)氨基酸的DNA模板鏈上相應(yīng)的三個(gè)堿基的順序應(yīng)為[]A．UACB．AUGC．ATGD．TACDD6．一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的3個(gè)堿基為CGA，此RNA運(yùn)