基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

第4章基因的表達(dá)美國科幻電影《侏羅紀(jì)公園》曾轟動一時。影片圍繞著虛構(gòu)的“侏羅紀(jì)公園”展現(xiàn)了豐富而新奇的科學(xué)幻想：各種各樣的恐龍飛奔跳躍、相互爭斗，而這些復(fù)活的恐龍是科學(xué)家利用提取的恐龍DNA還原而來的討論：從原理上分析，利用已滅絕的生物的DNA，真的能夠是它們復(fù)活嗎？一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄核糖脫氧核糖RNA的基本元素：CHONPRNA的基本組成單位：核糖核苷酸RNA的種類：mRNA、tRNA、rRNA三種RNA的示意圖項目mRNAtRNArRNA名稱信使RNA轉(zhuǎn)運RNA核糖體RNA結(jié)構(gòu)單鏈單鏈，呈三葉草型，一端攜帶特定的氨基酸，另一端有反密碼子單鏈功能傳遞遺傳信息，蛋白質(zhì)合成的模板識別mRNA上的密碼子并轉(zhuǎn)運氨基酸參與構(gòu)成核糖體分布細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞質(zhì)中核糖體共同點都經(jīng)過轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生，基本單位相同，都與翻譯的過程有關(guān)三種RNA的比較RNA和DNA的比較比較項目DNARNA結(jié)構(gòu)通常呈雙螺旋結(jié)構(gòu)通常呈單鏈結(jié)構(gòu)分類通常為一類mRNAtRNArRNA三類基本單位脫氧核苷酸核糖核苷酸堿基嘌呤腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）嘧啶胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）五碳糖脫氧核糖核糖存在部位主要存在細(xì)胞核中，線粒體和葉綠體中也存在主要存在細(xì)胞質(zhì)中功能主要的遺傳物質(zhì)，儲存和傳遞遺傳信息某些RNA病毒的遺傳物質(zhì)；mRNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成；tRNA識別并轉(zhuǎn)運氨基酸；rRNA是核糖體的組成成分；少數(shù)RNA具有催化作用聯(lián)系RNA可由DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生為什么RNA適合作為DNA的信使？①RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。②RNA也是由基本單位－－核苷酸組成，由核糖、磷酸、含氮堿基：A、G、C、U共同組成，也能儲存遺傳信息。③在RNA和DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補(bǔ)配對原則”A=U，G=C。④RNA完成使命后，易迅速降解，保證生命活動的有序進(jìn)行1、轉(zhuǎn)錄的概念：RNA是在細(xì)胞核中，通過RNA聚合酶，以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫做轉(zhuǎn)錄2、轉(zhuǎn)錄的場所：3、轉(zhuǎn)錄的過程：4、條件模板：DNA的一條鏈原料：4種核糖核苷酸能量：ATP酶:RNA聚合酶5、產(chǎn)物：mRNArRNAtRNA主要是細(xì)胞核，在線粒體和葉綠體中也會發(fā)生轉(zhuǎn)錄解旋配對連接釋放CGATACTAAGCGAACUUAGTTCCGAAUUUGmRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)核孔mRNADNA細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)AATCGAAGCCTTAGUUCAAUUGTCGGAAUC細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)mRNAmRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)核孔二、遺傳信息的翻譯1、翻譯的概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)，這一過程叫做翻譯2、密碼子：mRNA上三個相鄰的堿基決定1個氨基酸，每3個這樣的堿基叫做1個密碼子密碼子的示意圖3、反密碼子：每個tRNA的這3個堿基可以與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對，叫做反密碼子tRNA的示意圖21種氨基酸的密碼子表第1步mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合。攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過與堿基AUG互補(bǔ)配對，進(jìn)入位點1蛋白質(zhì)合成示意圖M代表甲硫氨酸，H、W代表其他不同的氨基酸第2步攜帶某個氨基酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點2第3步甲硫氨酸與這個氨基酸形成肽鍵，從而轉(zhuǎn)移到位點2的tRNA上第4步核糖體沿mRNA移動，讀取下一個密碼子。原位點1的tRNA離開核糖體，原位點2的tRNA進(jìn)入位點1，一個新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點2，繼續(xù)肽鏈的合成4、翻譯的實質(zhì)：將mRNA的堿基序列翻譯成蛋白質(zhì)的氨基酸序列5、翻譯的場所：細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上5、翻譯方向的判斷：根據(jù)肽鏈長度判斷翻譯進(jìn)行的方向，越長的肽鏈，翻譯開始的時間越早，即圖中翻譯的方向是從左到右項目DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時間場所原料模板能量酶多種酶模板去向分別進(jìn)入兩個子代DNA中模板鏈與非模板鏈重新組成雙螺旋結(jié)構(gòu)分解成單個核糖核苷酸特點邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，DNA雙鏈全保留一個mRNA分子可結(jié)合多個核糖體，同時合成多條相同的肽鏈DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯之間的比較項目DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時間主要發(fā)生在有絲分裂前的間期和減數(shù)分裂Ⅰ的間期生長發(fā)育的整個過程中場所主要在細(xì)胞核中，少部分在線粒體和葉綠體中細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上原料4種脫氧核糖核甘酸4中核糖核苷酸21種氨基酸模板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA能量ATP酶解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶多種酶模板去向分別進(jìn)入兩個子代DNA中模板鏈與非模板鏈重新組成雙螺旋結(jié)構(gòu)分解成單個核糖核苷酸特點邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，DNA雙鏈全保留一個mRNA分子可結(jié)合多個核糖體，同時合成多條相同的肽鏈DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯之間的比較三、中心法則1、中心法則的概念：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復(fù)制；也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯中心法則的圖解1、下列關(guān)于洋蔥根尖細(xì)胞遺傳信息轉(zhuǎn)錄過程的敘述,正確的是()A.一個DNA可轉(zhuǎn)錄出多個不同類型的RNAB.以完全解開螺旋的一條脫氧核苷酸鏈為模板C.轉(zhuǎn)錄終止時成熟的RNA從模板鏈上脫離下來D.可發(fā)生在該細(xì)胞的細(xì)胞核、線粒體和葉綠體中課堂練習(xí)2、關(guān)于復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和逆轉(zhuǎn)錄的敘述，下列說法錯誤的是()A.逆轉(zhuǎn)錄和DNA復(fù)制的產(chǎn)物都是DNAB.轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶，逆轉(zhuǎn)錄需要逆轉(zhuǎn)錄酶C.轉(zhuǎn)錄和逆轉(zhuǎn)錄所需要的反應(yīng)物都是核糖核苷酸D.細(xì)胞核中的DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄都以DNA為模板AC3、下圖表示人體細(xì)胞內(nèi)基因的轉(zhuǎn)錄過程。下列敘述正確的是()

A.該過程主要發(fā)生在細(xì)胞核中,直接產(chǎn)物是mRNAB.RNA聚合酶具有解開DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的功能C.基因可以從多個不同的堿基位點同時進(jìn)行轉(zhuǎn)錄D.合成的RNA中,嘌呤堿基的數(shù)量與嘧啶堿基的數(shù)量相同B4、下列有關(guān)生物體內(nèi)遺傳信息傳遞和表達(dá)的描述，正確的是()A.遺傳信息一定貯藏在DNA分子中B.DNA轉(zhuǎn)錄時，所有氫鍵都要斷裂C.除了少數(shù)RNA病毒，所有RNA分子都來自DNA的轉(zhuǎn)錄D.翻譯時每種氨基酸都可由多種密碼子決定5、對一個動物個體來說，幾乎所有的體細(xì)胞都含有相同的基因，但細(xì)胞與細(xì)胞之間存在功能的差異，這是因為它們合成不同的()A.轉(zhuǎn)運RNA B.信使RNA C.組蛋白 D.核糖體BC6、已知AUG、GUG為起始密碼，UAA、UGA、UAG為終止密碼。假設(shè)編碼某多肽分子的基因中一條鏈的堿基排列順序為ACCACAGTC…AGGAACTTCGAT(其中“…”表示省略了214個堿基，并且不含有編碼終止密碼的序列)，若以此鏈為模板轉(zhuǎn)錄，最終形成的多肽分子中肽鍵的數(shù)目最多是(

)A．74B．75C．77 D．767、某DNA分子片段含900個堿基，問該片斷所控制合成肽鏈中，最多有多少種氨基酸