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基因指导蛋白质的合成课件 新人教版必修2


基因的表达


基因指导蛋白质的合成

生物呈现多样性

生物呈现多样性
性状的直接体现者? 性状的最终决定者?
蛋白质 基因

DNA

RNA
(细胞核)
核孔

蛋白质合成
(细胞质)

r />
(一)

RNA的结构
RNA

DNA

脱氧核糖

核糖

当生物体内只有RNA时,它是遗传物质;当细胞 中含有DNA时,RNA主要是负责DNA遗传信息 的翻译和转录。

DNA与RNA比较

DNA脱氧核糖核酸 主要存在部位 细胞核 双链 脱氧核苷酸 AG CT 脱氧核糖 磷酸

RNA核糖核酸 细胞质 单链 核糖核苷酸 AGCU 核糖 磷酸

结构 基本单位
碱基 五碳糖 无机酸

为什么RNA适于作DNA的信使?
RNA由基本单位——核苷酸连接而成,也 可以储存遗传信息;
RNA能通过核孔,从细胞核转移到细胞质。

RNA遵循“碱基互补配对原则”,以RNA为 媒介可将遗传信息传递到细胞质中。

信使 RNA(mRNA) 将DNA的遗传信息转录下来,以遗传密码 的形式传递至细胞质的核糖体上,成为蛋 白质合成的模板。 转运 RNA(tRNA) 氨基酸的运载工具。 (一种转运RNA只能 识别和转运一种氨基 酸。 核糖体 RNA(rRNA) 核糖体的组成部分

RN A 的种 类

DNA的遗传信息是怎么传给mRNA的? 1、转录:在细胞核中,以DNA的一 条链为模板,合成mRNA的过程。 (课文P63)

细胞核 内,以DNA的 模板 ______为 ______, 一条链 (一)转录:在_______ 碱基互补配对 按照 ____________的原则合成 _____的过程。 RNA

DNA的平面结构图

A A T C A A T A G T T A G A T A T C

以DNA的一条链为模板合成RNA
DNA

A A T C A A T A G

G
游离的核糖核苷酸

A A T C A A T A G
RNA 聚合酶

G
DNA与RNA的碱基互补配对:A——U;T——C;C——G;T—A

A A T C A A T A G U U

G
组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来

A A T C A A T A G U U A

G

A A T C A A T A G U U A G U

G

A A T C A A T A G U U A G U U

G

A A T C A A T A G U U A G U U A U C

G

DNA

A A T C A A T A G U U A G U U A U C
RNA

G

形成的 mRNA 链,DNA上的遗传信息就传递到mRNA上

一、遗传信息的转录
1、转录的概念:在细胞核中,以DNA的一条链为 模板,合成mRNA的过程。

2.场所:主要在细胞核 3.过程:4步:解旋、碱基互补配对、连接、释放 模板: DNA的一条链 4.条件 原料:游离的四种核糖核苷酸 能量: ATP 酶: DNA解旋酶、RNA聚合酶等 5.结果: 形成一条mRNA

mRNA通过核孔进入细胞质
细胞核

A A T C A A T A G

核孔

U U A G U U A U C

细胞质

mRNA

转录与DNA分子复制的区别 复制 时间 场所 原料
有丝分裂间期和减数 第一次分裂间期

转录 生长发育过程

主要在细胞核,少部分在线粒体和叶绿体

模板 条件 模板、原料、ATP、酶 T—A、 G—C A—U、 C—G 配对原则 边解旋边复制、半保留复制 边解旋边转录 特点 两个双链DNA分子 产物 一条单链mRNA 复制遗传信息,使遗传信 传递遗传信息,为 意义
息从亲代传给子代 翻译做准备

四种脱氧核苷酸 DNA的两条链

四种核糖核苷酸 DNA中的一条链

巩固练习
1、DNA的复制和转录有何异同之处?

2、构成人体的核酸有两种,构成核酸的基本单位 ---核苷酸有多少种?碱基有多少种?( D ) A.2种 4种 B.4种 4种 C.5种 5种 D.8种 5种 3、下列哪一组物质是RNA的组成成分( C ) A.脱氧核糖核酸和磷酸 B.脱氧核糖﹑碱基和磷酸 C.核糖﹑碱基和磷酸 D.核糖﹑嘧啶和核酸

3 DNA 分子的解旋发生在 ___过程中( D ) A 复制 B 转录 C 翻译 D 复制和转录 4 一个DNA 分子转录出多少种多少个 mRN A ( C ) A一 种一个 B一 种多个 C 多 种多个 D 无数种无数个

5、 mRNA上有25%的腺嘌呤,35%的尿嘧啶, 则转录该mRNA的DNA分子上腺嘌呤占碱基 总数的( )C A 50% B 25% C 30% D 35% 6、烟草、烟草花叶病毒中,所含的核苷酸种 类和碱基种类各有多少?

烟草中的核苷酸种类有8种,碱基种类有5种。 烟草花叶病毒中所含的核苷酸种类有4种,碱 基种类有4种。

二、翻译
1、概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以 2、场所: 3、模板: 4、原料: 5、产物:
核糖体 mRNA 20种游离的氨基酸 多肽链

mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺 序的蛋白质的过程

6、运载工具: tRNA
7、配对原则: A-U,U-A,C-G,G-C


蛋白质是由20种氨基酸组成的,而信使 RNA上的碱基只有四种(A、G、C、U), 那么,这四种碱基是怎样决定蛋白质上的 20种氨基酸的呢?

如果1个碱基决定1个氨基酸,4种碱基能决定多少种氨基酸

4种碱基只能决定4种氨基酸,41=4。
如果2个碱基编码一个氨基酸,最多能编码多少种氨基酸?

二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种,42=16。
如果一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基,才足以组合 出构成蛋白质的20种氨基酸?

三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种,43=64,足够有余。

码子



密码子:遗传学上把信使RNA(mRNA)上决 定一个氨基酸的3个相邻的碱基叫做一个密码子。

密码子

密码子

密码子

U U A G A U A U C

mRNA

P65思考与讨论1.
..A U G G A A G C A U G U C C G A G C A A G C C G..

甲 硫 氨 酸

谷 氨 酸

丙 氨 酸

半 胱 氨 酸

脯 氨 酸

丝 氨 酸

赖 氨 酸

脯 氨 酸

密码子总数是 64种, 但决定氨基酸的密码子是 61 种。 所有生物的密码子是 相同 的。 一种密码子决定一种氨基酸, 但一种氨基酸可以由 1种或多种不同的 密码子决定。 P65思考与讨论2.3

? 遗传密码的特性:
? 1、有3个终止密码,没有对应的氨基酸, 所以,在64个遗传密码中,能决定氨基酸 的遗传密码子只有61个。 ? 2、通用性:地球上几乎所有的生物共用 一套密码子表。 ? 3、简并性:一种氨基酸有两种以上的密 码子的情况 。在一定程度上能防止由于碱 基的改变而导致的遗传信息的改变。

2.地球上几乎所有的生物都共用一套密码子,这一事实 说明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系, 或者生物都具有相同的遗传语言,或者生命在本质上是 统一。 3.从密码的简并性我们能认识到;如果密码子中的一个 碱基发生变化,可能影响到蛋白质氨基酸的种类,也 有可能蛋白质氨基酸的种类不发生变化(GAU→GAC 都决定天冬氨酸),这就保证了生物遗传的相对稳定 性,又使生物出现变异,从而促进生物的发展进化 。

问题:氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢?

tRNA——“搬运工”
天门冬 酰氨

游离在细胞质中的氨基酸,是怎样运送 到合成蛋白质的“生产线----核糖体”上?

每种tRNA只能识别并转运 一种特定的氨基酸!

C U A
反密码子 与密码子相互配对,转运的氨 基酸由配对的密码子决定

一共有多少种tRNA? 决定氨基酸的密码子有61种, 所以tRNA 有61种

密码子与反密码子

亮氨酸

天冬氨酸

A A U

C U A

异亮氨酸

U A G
一种tRNA只能携带一种氨基酸? 一种氨基酸只能由一种tRNA携带?

氨基酸

核糖体

tRNA

mRNA

核糖体

U U A G A U A U C

亮氨酸

A A U U U A G A U A U C

亮氨酸

天门冬 氨酸

A A U C U A U U A G A U A U C

肽键

亮氨酸

天门冬
氨酸

A A U C U A U U A G A U A U C

亮氨酸

天门冬
氨酸

异亮氨酸

C U A U A G U U A G A U A U C

肽键
亮氨酸

天门冬
氨酸

异亮氨酸

C U A U A G U U A G A U A U C

亮氨酸

天门冬 氨酸

异亮氨酸

U A G U U A G A U A U C

U U A G A U A U C

DNA
转 录

A—C—T—G—G—A—T—C —T T—G—A—C—C—T—A—G—A A—C—U—G—G—A—U—C —U
苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸 U–G–A C–C–U A–G–A
肽键 肽键

mRNA
翻 译

蛋白质

tRNA
密码子

ACU

GGA

UCU

课堂巩固
蛋白质种氨基酸数目与mRNA、DNA中碱基数目的关系

1、如果某蛋白质中有n个氨基酸,则指导该 蛋白质合成的mRNA的碱基数目为 3n ,

控制该蛋白质合成的DNA(基因)中的碱基 数目为

6n



1∶3∶6 比例是_________

阶段 项目

转录
在细胞核中,以DNA的一 条链为模板合成mRNA的过 程。 细胞核 DNA的一条链 DNA→mRNA

翻译
以信使RNA为模板,合成具 有一定氨基酸顺序的蛋白质 的过程 细胞质的核糖体

定义

场所 模板 遗传信息传 递的方向 原料 产物 实质

信使RNA
mRNA→蛋白质

含A、U、C、G的4种核 糖核苷酸
信使RNA

合成蛋白质的20种氨基 酸
有一定氨基酸排列顺序的多肽, 进一步加工为蛋白质

是遗传信息的转录

是遗传信息的表达

小结

基因

转录 细胞核

RNA

翻译 细胞质

蛋白质

转录、翻译与DNA复制的比较
场所 DNA复制: 细胞核 DNA DNA 模板 原料 产物 DNA
遗传信息 传递方向

亲代DNA的 游离的脱 每一条链 氧核苷酸

DNA→DNA

转录: 游离的核 DNA 的一条链 细胞核 DNA RNA (模板链) 糖核苷酸 翻译: 细胞质 RNA Pro

mRNA DNA→mRNA

mRNA

游离的 氨基酸

蛋白质 mRNA→Pro

1、遗传密码的组成是( )
A、由A、T、G、C四种碱基中任何三个做 排列组合。 B、由A、U、G、C四种碱基中任何三个做 排列组合。 C、由A、T、G、C、U五种碱基中任何三 个做排列组合。 D、由A、U、G、T四种碱基中任何三个 做排列组合。

答案:B

2、DNA决定RNA的性质是通过( )
A、信使RNA的密码 B、DNA特有的自我复制 C、碱基互补配对原则 D、转运RNA的媒介
答案:C

3、已知某转运RNA的一端的三个碱基 顺序是GAU,它所转运的氨基酸是亮 氨酸,那么决定此氨基酸的密码是由 下列哪个转录来的( )
A、GAT B、GAA C、GUA D、CTA

答案:A

4、信使RNA中核苷酸的顺序是由 下列哪项决定的( )
A、转运RNA中核苷酸的排列顺序 B、蛋白质分子中氨基酸的排列顺序 C、核糖体上的RNA核苷酸的排列顺序 D、DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序

答案:D

5、在遗传信息的转录和翻译过程中, 起翻译者作用的是( ) A. 转运RNA B. 核糖体RNA C. 信使RNA D. 氨基酸
答案:B

6、已知一段mRNA含有30个碱基,其中A和G 有12个,转录该段mRNA的DNA分子中应 有C和T的个数是( ) A. 12 B. 24 C. 18 D. 30

2、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 3、某生物基因单链的一段是┅G–C–A–G–A–C–A–A–A┅ 若以此链为模板,经转录翻译形成的多肽链上所对应 的氨基酸顺序是 ①苯丙氨酸UUU; ②天冬氨酸GAC; ③亮氨酸CUG; ④赖氨酸AAA; ⑤精氨酸CGU; ⑥丙氨酸GCA A.①③⑤ B.⑥②④ C.②④⑥ D.⑤③①

4、在人体中,由A、T、C三种碱基参与构成的核苷酸共 A. 2种 B. 4种 C. 5种 D. 6种 5、DNA分子的基本功能是遗传信息的 A.贮存和表达 B.传递和表达 C.贮存和传递 D.转录和翻译 6、某种蛋白质中含200个氨基酸,在控制此蛋白质合成 的DNA中,最少应有( )个脱氧核苷酸 A.1200 B.600 C.400 D.200 7、DNA复制,转录和翻译后所形成的产物分别是 A.DNA,RNA,蛋白质 B.DNA,RNA和氨基酸 C.RNA,DNA和核糖 D.RNA,DNA和蛋白质

8、某信使RNA中有碱基40个,其中C+U为15个,那么转录 此RNA的DNA中G+A为 A.15 B.25 C.30 D.40 9、某DNA分子片段中碱基为2400对,则由此片段所控制 合成的多肽链中,最多有氨基酸( )种 A.800 B.400 C.200 D.20 10、已知tRNA一端的三个碱基是CUA,则此tRNA运载的氨 基酸是 A.亮氨酸 B.天冬氨酸 C.丙氨酸 D.缬氨酸

11、在胰蛋白质酶合成过程中,决定它性质的根本因素是 A.mRNA B.tRNA C.DNA D.核糖体

12、设控制某含a条肽链的蛋白质合成的基因含X个碱基 对,氨基酸的平均分子量为Y,则该蛋白质的分子量 约为  X X  x   ? ?   A. ? ? a ? ?18 B. Y   a  18    
?3 ?
3  3  

2 XY  16X ? 18a C. 3

D.

1 XY  6X 3

13、一种人工合成的信使RNA只含有两种核苷酸U和A,其 中U的含量是A的5倍,这种人工合成的信使RNA理论上最 多有多少种可能的密码子 A.4种 B.6种 C.8种 D.无法确定

14、某基因有192个脱氧核苷酸其控制合成的多肽应脱 掉的水分子为 A.191 B.95 C.32 D.31
15、由n个碱基组成的基因,控制合成由1条多肽链组成 的蛋白质,氨基酸的平均分子量为a,则该蛋白质的 分子量最大为 A.na/6 B.na/3-18(n/3-1) C.na-18(n-1) D.na/6-18(n/6-1) 16、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: A.200个 B.400个 C.600个 D.800个

17、DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终 翻译的氨基酸如下表

则右图所示的tRNA所携带的氨基酸是 A.赖氨酸 B.丙氨酸 C.半胱氨酸 D.苏氨酸

18、(04高考江苏)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RNA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

19、(04高考广东)人体中具有生长激素基因和血红 蛋白基因,两者 A. 分别存在于不同组织的细胞中 B.均在细胞分裂前期按照碱基互补配对原则复制 C. 均在细胞核内转录和翻译 D.转录的信使RNA上相同的密码子翻译成相同的氨基酸

20、蚕的丝腺细胞能产生大量蛋白质,这种蛋白质叫 丝蛋白.这些细胞不产生血液中的蛋白质,因此推 测丝腺细胞 A.只有丝蛋白基因 B.丝蛋白基因表达而血液基因不表达 C.比合子的基因少 D.有丝蛋白基因和其他基因,但没有血液蛋白基因

21、人的胰岛素基因的存在部位和表达部位分别是 A.所有体细胞,所有体细胞 B.胰腺细胞,胰腺细胞 C.所有体细胞,胰岛B细胞 D.胰腺细胞,胰岛A细胞 22、(04高考上海)组成人体蛋白质的20种氨基酸所对应 的密码子共有 A、 4个 B、20个 C、61个 D、64个

23、根据转录和翻译过程填充

DNA双链

信使RNA 转运RNA 氨基酸

G C G

C

A

G
C A

T G U

C

丙氨酸(密码 GCA )

24、下列转录的简式中,一共有核苷酸______ 6 种 DNA:G-C-A-C RNA:C-G-U-G

25、一个DNA分子中的碱基A+T为70%,其转录成的信 45% 使RNA上的U为25%,则信使RNA上的碱基A为______
(A1+T1)% =(A2+T2)% = 总(A+T)% =(AR+UR)%

(G1+C1)% = (G2+C2)% = 总(G+C)% =(GR+CR)%

26、已知一段信使RNA有12个A和G,该信使RNA上 共有30个碱基。那么转录成信使RNA的一段DNA分子 中应有C和T_____ 30 个

27、要研究基因控制蛋白质的合成过程,最好选择下列哪 一项作为实验材料 A.成熟的红细胞 B.成熟的白细胞 C.卵细胞 D.受精卵 28、翻译的过程不可能发生在 A.神经细胞 B.肝细胞 C.成熟的红细胞

D.脂肪细胞

29、1976年,美国H.Boyer教授首次将人的生长抑制素释 放因子的基因转入大肠杆菌内并获得表达,这是人类第 一次获得的转基因生物,此文中的表达的标志是指该基 因在大肠杆菌体内 A.能进行DNA复制 B.能进行复制转录和翻译 C.能合成人的生长抑制素释放因子 D.能合成人的生长激素

谢 谢


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