基因指導蛋白質的合成—

1、第第4 4章章 基因的表達基因的表達 第第1 1節(jié)節(jié) 基因指導蛋白質的合成基因指導蛋白質的合成 人教版必修人教版必修2 2 利用已滅絕的生物的利用已滅絕的生物的dna分子，真的能夠使分子，真的能夠使 滅絕的生物復活嗎？滅絕的生物復活嗎？ 遺傳信息是如何傳遞到細胞質的？遺傳信息是如何傳遞到細胞質的？ 細胞核（細胞核（dna） 細胞質（蛋白質）細胞質（蛋白質） 細胞核（細胞核（dna） 細胞質（蛋白質）細胞質（蛋白質） 信使信使？mrna dnadnarnarna 結構結構 組成單位組成單位 堿基堿基 嘌呤嘌呤a、ga、g 嘧啶嘧啶c、t c、 五碳糖五碳糖 無機酸無機酸磷酸磷酸磷酸磷酸 主要主要

2、存在存在部位部位 規(guī)則的雙螺旋規(guī)則的雙螺旋通常為單鏈通常為單鏈 脫氧核苷酸脫氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸 u (尿嘧啶尿嘧啶) 脫氧核糖脫氧核糖核糖核糖 細胞核細胞核細胞質細胞質 vrnarna是由四種是由四種核糖核苷酸核糖核苷酸連接而成，能儲存遺連接而成，能儲存遺 傳信息。傳信息。 vrnarna一般為一般為單鏈單鏈，比，比dnadna短，能通過核孔，從短，能通過核孔，從 細胞核轉移到細胞質中。細胞核轉移到細胞質中。 vrnarna與與dnadna之間也遵循之間也遵循“堿基互補配對原則堿基互補配對原則”。 組成核糖體組成核糖體( (r rrnarna和蛋白質和蛋白質) ) 在細胞核中，以在細

3、胞核中，以dnadna的一條鏈為模板，合成的一條鏈為模板，合成m mrnarna的過的過程程 堿基互補配對堿基互補配對 a-u、t-a、 g-c、c-g。 定義：定義： 場所：場所：真核生物：主要在細胞核內（線粒體、葉綠體）真核生物：主要在細胞核內（線粒體、葉綠體） 原核生物：擬核原核生物：擬核 能量：能量： atp 遺傳信息傳遞方向：遺傳信息傳遞方向：dna mrna 時期：時期： 生長發(fā)育的過程中生長發(fā)育的過程中 原則：原則： 四、遺傳信息的轉錄四、遺傳信息的轉錄 過程：過程： 解旋酶解旋酶 堿基堿基 堿基互補配對堿基互補配對 一條鏈一條鏈 核糖核苷酸核糖核苷酸 mrnamrna dnad

4、na鏈鏈 雙解旋雙解旋 同一個體，不同的細胞中同一個體，不同的細胞中dna（ ），），rna（ ） 相同相同不同不同 六、遺傳信息的翻譯六、遺傳信息的翻譯 游離在細胞質中各種氨基酸，就以游離在細胞質中各種氨基酸，就以mrnamrna為為 模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質，這一模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質，這一 過程叫做過程叫做翻譯。翻譯。 翻譯實質上是將（翻譯實質上是將（ ）中的堿基序列）中的堿基序列 翻譯為蛋白質的（翻譯為蛋白質的（ ）序列。）序列。 mrna合成以后，就通過核孔進入細胞質中。合成以后，就通過核孔進入細胞質中。 mrna 氨基酸氨基酸 mrna上的堿基上的堿基氨基酸氨

5、基酸 對應關系？對應關系？ 1、dna和和rna都只含有都只含有4種堿基，而組成生物體蛋白種堿基，而組成生物體蛋白 質的氨基酸有質的氨基酸有20種。這種。這4種堿基是怎么決定蛋白質的種堿基是怎么決定蛋白質的20 種氨基酸的呢？種氨基酸的呢？ 2、如果、如果1個堿基決定一個氨基酸，那么，個堿基決定一個氨基酸，那么，4種堿基只能種堿基只能 決定決定4種氨基酸。種氨基酸。 3、如果、如果2個堿基決定一個氨基酸，那么，最多能決定個堿基決定一個氨基酸，那么，最多能決定 多少種氨基酸？多少種氨基酸？ 4、決定一個氨基酸至少需要多少個堿基，才足以組合、決定一個氨基酸至少需要多少個堿基，才足以組合 出構成蛋白

6、質的出構成蛋白質的20種氨基酸？種氨基酸？ 實驗驗證：實驗驗證：19611961年英國的克里克用實驗證明一個氨基酸年英國的克里克用實驗證明一個氨基酸 是由是由m mrnarna的的3 3個堿基決定，即個堿基決定，即三聯體密碼子三聯體密碼子。 信使信使rnarna上上3 3個相鄰的堿基個相鄰的堿基決定決定1 1個氨基酸，個氨基酸， 每每3 3個這樣的堿基又稱做個這樣的堿基又稱做1 1個密碼子。個密碼子。 1 1、密碼子、密碼子: : 決定氨基酸的密碼子共有多少種？決定氨基酸的密碼子共有多少種？ ucaug a uua mrnamrna 密碼子密碼子 密碼子密碼子密碼子密碼子 2020種氨基酸的密

7、碼子表種氨基酸的密碼子表 （1）共（共（ ）種密碼子，其中（）種密碼子，其中（ ）種是終止密碼子，其它（）種是終止密碼子，其它（ ） 種密碼子決定（種密碼子決定（ ）種氨基酸。）種氨基酸。 （2）一種一種 密碼子只決密碼子只決 定（定（ ）種種 氨基酸，氨基酸，一一 種種氨基酸可氨基酸可 以由以由 （ ）種種 密碼子決定。密碼子決定。 64361 20 一一 一或幾一或幾 （3）密碼子的特點：）密碼子的特點： 1、通用性：、通用性：生物界中所有生物共用一套密碼子生物界中所有生物共用一套密碼子 （體現生物具有（體現生物具有親緣親緣關系）關系） 2、簡并性：、簡并性： 1種氨基酸可能有幾個密碼子，

8、增加密碼的容錯性，種氨基酸可能有幾個密碼子，增加密碼的容錯性， 保持生物性狀的穩(wěn)定。保持生物性狀的穩(wěn)定。 3、專一性：、專一性：一個密碼子決定一個密碼子決定1個氨基酸個氨基酸 ucaug a uua 核糖體核糖體 mrna 細胞質中的細胞質中的mrnamrna “生產線生產線” 游離在細胞質中的氨基酸，是怎樣運送游離在細胞質中的氨基酸，是怎樣運送 到生產線上的？到生產線上的？ a a u 亮氨酸亮氨酸 ac u 天冬氨酸天冬氨酸 一種一種trnatrna只能識別并轉運一種氨基酸只能識別并轉運一種氨基酸? ? 一種氨基酸只能由一種一種氨基酸只能由一種trnatrna攜帶攜帶? ? aug 異亮氨

9、酸異亮氨酸 trna有多少種？有多少種？ 3 3、翻譯小結、翻譯小結 定義：以定義：以mrnamrna為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋 白白 質的過程。質的過程。 原料：原料：_2020種氨基酸種氨基酸 場所：場所：_ 過程：過程：_ 細胞質中的核糖體細胞質中的核糖體 起始、延伸、終止起始、延伸、終止 模板：模板： 產物：產物：_ 遺傳信息傳遞方向：遺傳信息傳遞方向：_ mrnamrna 肽鏈肽鏈 mrnamrna肽鏈肽鏈 直接模板：直接模板： 根本模板：根本模板：基因基因 能量：能量：atpatp酶：酶：多種酶多種酶 閱讀教材閱讀教材p66，總結翻譯的過程，總

10、結翻譯的過程 大多數情況下合成的肽鏈需進一步加工形成蛋白質。大多數情況下合成的肽鏈需進一步加工形成蛋白質。 附著型核糖體附著型核糖體分泌蛋白分泌蛋白（內質網、高爾基體加工成熟）（內質網、高爾基體加工成熟） 游離型核糖體游離型核糖體組成型蛋白組成型蛋白（直接加工成熟，不用內質網（直接加工成熟，不用內質網 和高爾基體）和高爾基體） 4 已知已知mrna分子結構不穩(wěn)分子結構不穩(wěn) 定，合成以后一段時間就定，合成以后一段時間就 會分解，會分解，為了保證為了保證mrna 短時間內合成大量蛋白質，短時間內合成大量蛋白質， 可以怎么辦呢？可以怎么辦呢？ 5、一個、一個mrna上可以相繼結合多個核糖體，上可以相

11、繼結合多個核糖體， 同時進行多條肽鏈的合成。同時進行多條肽鏈的合成。 七、復制、轉錄、翻譯的比較七、復制、轉錄、翻譯的比較 項目項目 復復 制制 轉轉 錄錄 翻翻 譯譯 時間時間 場所場所 模板模板 原料原料 堿基堿基 配對配對 分裂間期分裂間期整個生長、發(fā)育過程整個生長、發(fā)育過程 細胞核細胞核細胞核細胞核核糖體核糖體 脫氧核苷酸脫氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸氨基酸 dnadnamrnamrna肽鏈肽鏈 dnadna的兩條鏈的兩條鏈dnadna的一條鏈的一條鏈 mrnamrna a-t、t-a g-c、c-g a-u、t-a g-c、c-g a-u、u-a g-c、c-g 遺傳遺傳 信息

12、信息 傳遞傳遞 表達表達 小結小結 產物產物 原原 核核 生生 物？物？ a ac cu ug gg ga au uc cu u mrnamrna 蘇氨酸蘇氨酸甘氨酸甘氨酸絲氨酸絲氨酸 轉錄轉錄翻譯翻譯 蛋白質蛋白質 密碼子密碼子 acu gga ucuacu gga ucu dnadna a ac ct tg gg ga at tc ct t t tg ga ac cc ct ta ag ga a 肽鍵肽鍵 肽鍵肽鍵 八、八、基因表達過程中的有關計算基因表達過程中的有關計算 雙雙 單單 1/2 1/2 3 3 1/3 1/3 6311 6311 a a 3 3、人體中具有胰島素基因和血紅蛋白

13、、人體中具有胰島素基因和血紅蛋白 基因，兩者基因，兩者 a.a.均在細胞核內轉錄和翻譯均在細胞核內轉錄和翻譯 b.b.均在細胞分裂前期按照堿基互補配對原均在細胞分裂前期按照堿基互補配對原 則復制則復制 c.c.分別存在于不同組織的細胞中分別存在于不同組織的細胞中 d.d.轉錄的信使轉錄的信使rnarna上相同的密碼子翻譯成相上相同的密碼子翻譯成相 同的氨基酸同的氨基酸 4 4、某、某dnadna片段中共片段中共24002400個堿基對，則由此片個堿基對，則由此片 段所控制合成的多肽鏈中，最多有氨基酸段所控制合成的多肽鏈中，最多有氨基酸 （ ）種）種 a a800800 b b400400 c

14、c200200 d d2020 5 5、已知某蛋白質由、已知某蛋白質由2 2條肽鏈組成，共有肽鍵條肽鏈組成，共有肽鍵 198198個，翻譯該蛋白質的個，翻譯該蛋白質的mrnamrna中有中有a a和和g g共共 200200個，則轉錄該個，則轉錄該mrnamrna的基因中的基因中c c和和t t的數目的數目 為（為（ ） a.200a.200個個b.400b.400個個c.600c.600個個d.800d.800個個 6 6、dnadna分子模板鏈上的堿基序列攜帶的遺傳信息分子模板鏈上的堿基序列攜帶的遺傳信息 最終翻譯的氨基酸如下表最終翻譯的氨基酸如下表 則右圖所示的則右圖所示的trnatrn

15、a所攜帶的氨基酸是所攜帶的氨基酸是 a a賴氨酸賴氨酸 b b丙氨酸丙氨酸 c c半胱氨酸半胱氨酸 d d蘇氨酸蘇氨酸 7 7、下列對轉運、下列對轉運rnarna的描述，正確的是的描述，正確的是 a.a.每種轉運每種轉運rnarna能識別并轉運多種氨基酸能識別并轉運多種氨基酸 b.b.每種氨基酸只有一種轉運每種氨基酸只有一種轉運rnarna能轉運它能轉運它 c.c.轉運轉運rnarna能識別信使能識別信使rnarna上的密碼子上的密碼子 d.d.轉運轉運rnarna轉運氨基酸到細胞核內轉運氨基酸到細胞核內 8 8、已知、已知trnatrna一端的三個堿基是一端的三個堿基是cuacua，則此，則

16、此trnatrna運載的氨運載的氨 基酸是基酸是 a a亮氨酸亮氨酸 b b天冬氨酸天冬氨酸c c丙氨酸丙氨酸 d d纈氨酸纈氨酸 9 9、在胰蛋白質酶合成過程中，決定它性質的根本因素是、在胰蛋白質酶合成過程中，決定它性質的根本因素是 a amrnamrna b btrnatrna c cdnadna d d核糖體核糖體 1010、一條多肽鏈上有氨基酸、一條多肽鏈上有氨基酸300300個，則作為合成該多肽個，則作為合成該多肽 鏈模板的信使鏈模板的信使rnarna分子和轉錄信使分子和轉錄信使rnarna的的dnadna分子至少分子至少 要有堿基多少個？要有堿基多少個？ a.300a.300；60

17、0 b.900600 b.900；18001800 c.900 c.900；900 d.600900 d.600；900900 1 11 1、某生物基因單鏈的一段是、某生物基因單鏈的一段是 gcagacaaa gcagacaaa 若以此鏈為模板，若以此鏈為模板， 經轉錄翻譯形成的多肽鏈上所對應的氨基酸順序是經轉錄翻譯形成的多肽鏈上所對應的氨基酸順序是 苯丙氨酸苯丙氨酸uuuuuu； 天冬氨酸天冬氨酸gacgac； 亮氨酸亮氨酸cugcug； 賴氨酸賴氨酸aaaaaa； 精氨酸精氨酸cgucgu； 丙氨酸丙氨酸gcagca a.a. b.b. c. c. d.d. 1212、在人體中，由、在人體中，由a a、t t、c c三種堿基參與構成的核苷酸共三種堿基參與構成的核苷酸共 a a2 2種種 b b4 4種種 c c5 5種種 d d6 6種種 1313、dnadna分子的基本功能是遺傳信息的分子的基本功能是遺傳信息的 a a貯存和表達貯存和表達 b b傳遞和表達傳遞和表達 c c貯存和傳遞貯存和傳遞 d d轉錄和翻譯轉錄和翻譯 141