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1、4.5基因指导蛋白质的合成,一.基因 1、概念：,基因是决定生物性状的基本单位。,基因是有遗传效应的片段。(本质）,1条染色体上,2、基因、DNA和染色体三者之间的关系,基因与遗传信息：基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息； 遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中。,思考：DNA分子上所有的碱基序列都是遗传信息吗？,不是,不是所有的DNA都是基因，基因不是连续在 DNA上分布的，而是由碱基序列将不同的基因分隔开的。,. 储存遗传信息（碱基排列顺序）.,基因的表达：基因可以使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上，从而使后代表现出与亲代相似的性状。,3、基因的功能：,. 传递遗传信息（复制）
2、.,. 表达遗传信息（转录、翻译）.,二、 RNA,1.组成元素：C H O N P 2.组成单位：核糖核苷酸（4种） 组成：磷酸 核糖 含氮碱基 碱基：A U C G 3.结构：一般是单链 4.功能：,a.某些生物的遗传物质 b.参与蛋白质的合成 c.少数有催化作用,（2）密码子：mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基。,（1）功能： 遗传信息传递的媒介，翻译中的模板。,5、RNA种类,1）、信使RNA（单链）：,关于密码子：,（1）、种类,终止密码子： 、 、_ a.种类 起始密码子： （甲硫氨酸） （ 种） _（缬氨酸） 编码氨基酸的密码子_种 所有生物的密码子是 的。 b.作用：识别反
3、密码子，决定氨基酸排列顺序,61,64,c.与氨基酸对应关系：一种密码子决定一种氨基酸， 但一种氨基酸可以由 不同的密码子决定。,1种或几种,相同,AUG,GUG,UAA,UAG,UGA,（2）通用性自然界中的各种生物共用一套密码子表。,（3）连续性密码子是连续的，中间无其它碱基隔开。,（1）简并性 一种氨基酸具有两个或多个密码子的现象。,d. 特点：,2、转运RNA（tRNA）：,种类： 61种,功能： 转运氨基酸的工具，识别mRNA上的遗传密码。,形态结构：三叶草形,有臂,一端可携带氨基酸,有环,另一端有三个碱基叫反密码子,有氢键,与氨基酸对应关系：一种tRNA只能转运一种氨基酸（特异性）
4、； 一种氨基酸可以由几种tRNA转运,反密码子,1.概念 ： tRNA上与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基。 2.种类：61种 3.作用：识别密码子，将运载的氨基酸安放到相应位置上,3、核糖体RNA（单链）： 与蛋白质构成核糖体， 参与蛋白质的合成。,判断 1构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等。() 2基因是有遗传效应的DNA片段。() 3不同DNA分子携带遗传信息不同的根本原因在于碱基排列顺序不同。() 4DNA的多样性主要取决于碱基排列顺序的多样性。(),练习： 1、下列对转运RNA的描述，正确的是（ ） A.每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸 B.每种氨基酸只有一种转运R
5、NA能转运它 C.转运RNA能识别信使RNA上的密码子 D.转运RNA转运氨基酸到细胞核内 答案：C,2、下列有关RNA的叙述中错误的是（） A有些生物中的RNA具有催化作用 B转运RNA的碱基组成不仅仅有三个 C信使RNA上有多少个密码子就有多少个转运RNA与之对应 DRNA通常只有一条链，它的碱基组成与DNA不完全相同,C,3、下列有关RNA的叙述错误的是（ ） A.主要有mRNA，tRNA和rRNA三类 B.胞质中只有mRNA和tRNA C.tRNA是细胞内分子量最小的一种RNA D.rRNA可与蛋白质结合 E.RNA并不全是单链结构,B,4、如图所示为真核细胞蛋白质合成过程中必需的两种
6、物质(甲、乙)，下列有关叙述中正确的是（ ）,C,小结：DNA与RNA的比较,比较项目,DNA,RNA,全称,脱氧核糖核酸,核糖核酸,分布,主要存在于细胞核中,主要存在于细胞质中,化学组成,基本组成单位,碱基,五碳糖,无机酸,嘌呤,脱氧核糖核苷酸,核糖核苷酸,腺嘌呤A、鸟嘌呤G,腺嘌呤A、鸟嘌呤G,胞嘧啶C、胸腺嘧啶T,胞嘧啶C、尿嘧啶U,脱氧核糖,核糖,磷酸,磷酸,空间结构,规则的双螺旋结构,通常呈单链结构,分类,通常只有一类,mRNA、tRNA、rRNA三类,功能,主要的遗传物质，只要生物体内存在DNA，DNA就是遗传物质,嘧啶,生物体内若无DNA时，RNA是遗传物质；若存在DNA时，RN
7、A辅助DNA完成功能少数RNA具有催化作用,相同点： 化学组成成分中都有磷酸及碱基A、C、G 二者都是核酸，核酸中的碱基序列就是遗传信息,联系：RNA是以DNA的一条链为模板转录产生的，即RNA的遗传信息来自DNA,1.RNA是由基本单位核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息； 2.RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中； 3.RNA转录过程严格遵循“碱基互补配对原则”。,延伸思考： 为什么mRNA适于作DNA的信使？,三、基因控制蛋白质合成的过程,(一）转录（见教材P77图4-12）,转录方向,（1）DNA的两条链都能转录吗？ （2）DNA链完全解开吗？是从一端
8、解开吗？ （3）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊情况？,AU、TA、 GC、 CG,ATTCAGATG TAAGTCTAC,DNA,a链 b链,AUUCAGAUG,假设以b链为模板，则转录出的RNA碱基排列为,(4)解旋的DNA链在结束后会发生怎样的变化？ （5）如何判断转录的方向?,不完全解开的，只解开要转录的部分。,不是，只有一条链转录,RNA聚合酶的位置 指明箭头的方向,恢复到初 始状态,概念： 地点： 模板： 原料： 条件： 原则： 产物： 过程：,主要在细胞核，另外还有线粒体、叶绿体,DNA的一条链,4 种核糖核苷酸,RNA,解旋酶、RNA聚合酶、ATP、PH,小结,在细胞核内
9、以DNA的一条链为模板按照碱基互补配对原则合成RNA 的过程。,解旋-配对-连接-释放、DNA恢复,(二)翻译 P80教材图4-16,指游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程。,6.原则：碱基互补配对原则（AU GC）,2.场所：,细胞质的核糖体上,3.条件：,模板,原料,能量,酶,运载工具,4.过程：,起始阶段延伸阶段终止阶段,5.产物：,多肽,mRNA,20种氨基酸,ATP,多种蛋白质合成酶,tRNA,翻译,多肽链,终止信号,起始信号,注意：（1）mRNA与核糖体结合,结合部位会形成2 个tRNA的结合位点。 （2）翻译的起点由起始密码子决定，翻译
10、的终点是识别到终止密码子。 （3）核糖体移动，mRNA不移动,5、一个mRNA可同时结合多个核糖体，合成多条相同的肽链。这样，提高翻译效率，但不能缩短每条肽链的合成时间。 （切记：不是多个核糖体共同完成一条多肽链的合成）,翻译方向：根据是多肽链的长短，长的翻译在前。 6、产物：合成的仅是多肽链。,7、遗传信息传递方向：_,1.下图为人体内蛋白质合成的一个过程。据图分析并回答问题： （1）图中所合成肽链的原料是_ _ （2）图中所示属于基因控制蛋白质合成过程中 的 步骤，该步骤发生在细胞的_部分。 （3）图中（）是_。 按从左到右次序读出 （）_ 内mRNA区段所对应的 DNA碱基的排列顺 序_
11、。 （4）该过程不可能发生在（） A.神经细胞 B.肝细胞 C.成熟的红细胞 D.脂肪细胞,氨基酸,翻译 细胞质（或核糖体）,tRNA（转运RNA）,核糖体,TGATTCGAA,C,转录和翻译的比较,细胞核,核糖核苷酸,核糖体,mRNA,氨基酸,tRNA,U,T,U,U,DNA的一条链,真核生物先转录后翻译,原核生物转录、翻译同时进行,DNA碱基数mRNA碱基数氨基酸数,6:3:1,基因表达中相关碱基数量计算,基因 mRN A 蛋白质,6 3 1,蛋白质中的氨基酸数,控制该蛋白质合成的基因中的碱基的最小值,翻译出该蛋白质的mRNA中的碱基的最小值,DNA碱基数mRNA碱基数氨基酸数6:3:1,
12、1、一条多肽链上有氨基酸300个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA分子和转录信使RNA的DNA分子至少要有碱基多少个？ A.300；600 B.900；1800 C.900；900 D.600；900,2、已知一个蛋白质由2条肽链组成，连接氨基酸的肽 键共有198个，翻译该蛋白质的mRNA中有A和G共200个，则该mRNA中的C和U不能少于： A200个 B400个C600个 D800个,复制,四、中心法则,以DNA为遗传物质的生物(细胞、噬菌体等）,以RNA为遗传物质（逆转录）的病毒， 如：HIV和ROSE肉瘤病毒,以RNA为遗传物质（非逆转录）病毒生物 如：烟草花叶病毒,五、基因对性状的
13、控制途径,1、间接途径：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。如；酪氨酸酶与白化病。,食物中的蛋白质经消化、吸收和水解后产生出苯丙氨酸，首先苯丙氨酸在(1)苯丙氨酸羟化酶的作用下变成酪氨酸，然后酪氨酸转化为3，4双羟苯丙氨酸，3，4双羟苯丙氨酸在(2)酪氨酸酶的作用下，可以生成黑色素。,2、直接途径：基因通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。 例如：镰刀型细胞贫血症,规范表述：“控制”,1. DNA分子有碱基108个，指导合成蛋白质的过程中脱水-个 2. 3个DNA分子共有碱基24000个，指导合成的蛋白质有氨基酸-种 3. 3个DNA分子共有碱基24000个，指导合成的蛋白质有氨基酸-个,练习,4. mRNA有200个碱基，期中A占25%，U占15%，那么 转录mRNA的DNA片段有C+G多少个？,5. mRNA有200个碱基，期中A占25%，G占15%，那么 转录mRNA的DNA片段有A+G多少个？,4. 解：mRNA A+U:40%, 则DNA一条单链（非转录链） A+T:40%， 则DNA A+T:40%, 则DNA G+C:60%,即240个。,17 20 4000,5. A+G: 50%, 即200。,答案,
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