第一节 基因指导蛋白质的合成

(共67张PPT)
问题一：在现实生活中，我们能不能像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？
问题二：如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？
电影《侏罗纪公园》中恐龙复活的场景
第4章的章图
请同学们阅读章图中的文字和图解，你们看懂了什么，又产生了哪些问题。
基因
肤色
眼皮单双
血型
基因
有遗传效应的DNA片段
控制生物性状
在DNA上呈线性排列
§ 4.1 基因指导蛋白质的合成
第四章 基因的表达
蛋白质是生命活动的______者和_____者
性状的形成离不开________(特别是酶)的作用
______控制生物体的性状
基因_________蛋白质_______来_____性状！
体现
承担
蛋白质
基因
通过指导
的合成
控制
基因指导蛋白质的合成:
一 遗传信息的转录
二 遗传信息的翻译
问题１：DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来的呢？
问题２：为什么RNA适于做DNA的信使呢？
　问题３：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？
比较RNA与DNA结构的不同
比较项目 DNA RNA
基本单位
五碳糖
含氮碱基
结构
主要存在部位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
A T C G
A U C G
双链结构
多为单链结构
细胞核
细胞质
RNA
的种类
信使 RNA(mRNA)
核糖体 RNA(rRNA)
转运 RNA(tRNA)
转录
场所：
产物：
模板：
原料：
条件：
碱基互补配对：
细胞核
四种核糖核苷酸
DNA的一条链
mRNA
ATP、酶:解旋酶、RNA聚合酶
G－C、C－G、T－A、A－U
遗传信息流动：
DNA　　mRNA
一.遗传信息的转录
在_______内，以DNA的______为______， 按照____________的原则合成_____的过程。
细胞核
一条链
模板
碱基互补配对
RNA
能量： ATP
(一)转录
在_______内，以DNA的______为______， 按照____________的原则合成_____的过程。
细胞核
一条链
模板
碱基互补配对
RNA
请同学们阅读课本P63的第四自然段和图4-4，然后完成下列填空。
（１）转录的定义：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿　　　　　　　　
（２）转录的场所：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿　　　　　　　　　　
（３）转录的模板：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
（４）转录的原料：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
（５）转录的条件：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
（６）转录时的碱基配对＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
U
G
A
C
G
G
U
U
U
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
U
G
A
C
G
G
U
U
U
RNA 聚合酶
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
U
U
G
U
U
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
U
G
U
U
A
U
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
A
U
U
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
A
U
U
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
C
G
G
U
U
A
U
U
A
U
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
G
C
G
G
U
U
A
U
U
A
U
C
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
G
C
G
G
U
U
A
U
U
A
U
C
mRNA
１、DNA→RNA如何转录，特点是什么？
问题：
2、转录的单位是什么？
3、DNA的两条链都能转录吗？
4、DNA链完全解开吗？
5、在转录过程中碱基互补配对原 则有什么特殊情况？
RNA聚合酶沿这一条模板DNA的3’端向5’端移行，一方面使DNA双链陆续解开，同时将与模板DNA上的核苷酸互补的核糖核苷酸顺序连接起来。而成RNA链。
DNA的两条链都能转录吗？
RNA聚合酶沿这一条模板DNA的3’端向5’端移行，一方面使DNA双链陆续解开，同时将与模板DNA上的核苷酸互补的核糖核苷酸顺序连接起来。而成RNA链。
和DNA 聚合酶一样，RNA聚合酶只能在RNA的3’端连接新的核苷酸，也就是说mRNA分子是按5’——3’的方向延长的，这就说明了为什么DNA两条链为什么只有一条链可作为模板。
转录与DNA分子复制的区别
复制 转录
时间
场所
原料
模板
条件
配对原则
特点
产物
意义
有丝分裂间期和减数第一次分裂间期
生长发育过程
主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体
T—A、 G—C
A—U、 C—G
边解旋边复制，半保留复制
边解旋边转录
两个双链DNA分子
一条单链mRNA
复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代
传递遗传信息，为翻译做准备
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
DNA的两条链
DNA中的一条链
模板、原料、ATP、酶
问题4：转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？
问题5：mRNA如何将信息翻译成蛋白质？
实验验证：1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由mRNA的3个碱基决定，即三联体密码子
信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基
密码子:
决定氨基酸的密码子共有多少种？
氨基酸有多少种
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密码子
密码子
密码子
mRNA：
碱基的数量
排列顺序
种类
蛋白质：
氨基酸的数量
排列顺序
种类
决定
决定
决定
种
种
4种
20种
讨论：至少要多少个碱基的不同排列顺序才能够决定
　　　20种不同的氨基酸？
U
U
A
G
A
U
A
U
C
mRNA
密码子
密码子
密码子
三个碱基决定一个氨基酸，43=64
密码子表
U
U
A
G
A
U
A
U
C
mRNA
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。
问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？
A
U
G
G
A
U
A
U
C
mRNA
？
甲硫氨酸
C
U
A
反密码子
核糖体
二 遗传信息的翻译
在细胞质中,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
转运RNA(tRNA)
密码子与反密码子
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天冬氨酸
一种tRNA只能携带一种氨基酸
一种氨基酸可由一种或两种以上tRNA携带
A
U
G
异亮氨酸
翻 译
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
细胞质
细胞质中的mRNA
U
C
A
U
G
A
U
U
A
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
核糖体
mRNA 与核糖体结合.
U
C
A
U
G
A
U
U
A
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
tRNA 上的反密码子与 mRNA上的密码子互补配对 .
U
C
A
U
G
A
U
U
A
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
A
U
G
异亮氨酸
tRNA 将氨基酸转运到 mRNA上的 相应位置 .
U
C
A
U
G
A
U
U
A
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
A
U
G
异亮氨酸
两个氨基酸分子缩合
缩合
U
C
A
U
G
A
U
U
A
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
A
U
G
异亮氨酸
核糖体随着 mRNA滑动. 另一个 tRNA 上的碱基与mRNA上的 密码子配对.
U
C
A
U
G
A
U
U
A
亮氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
A
U
G
异亮氨酸
一个个氨基酸分子缩合成链状结构
U
C
A
U
G
A
U
U
A
亮氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
A
U
G
异亮氨酸
tRNA离开，再去转运新的氨基酸
U
C
A
U
G
A
U
U
A
亮氨酸
天门冬酰氨
异亮氨酸
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 .
翻译
场所：
产物：
模板：
原料：
条件：
细胞质（核糖体）
mRNA
蛋白质
氨基酸
ATP、酶
、转运RNA（tRNA）
碱基互补配对：
G－C、C－G、U－A、A－U
遗传信息流动：
mRNA
蛋白质
转录、翻译与DNA复制的比较
场所 模板 原料 产物 遗传信息传递方向
DNA复制：
DNA DNA
转录：
DNA RNA
翻译：
RNA Pro
游离的脱
氧核苷酸
游离的核
糖核苷酸
游离的 氨基酸
DNA
mRNA
蛋白质
DNA→DNA
DNA→mRNA
亲代DNA的 每一条链
DNA的一条链（模板链）
mRNA
小结
RNA
基因
蛋白质
转录
翻译
细胞核
细胞质
细胞核
细胞核
细胞质
mRNA→Pro
基因控制蛋白质合成的过程
DNA的遗传信息
mRNA的遗传信息
蛋白质的氨基酸排列顺序
转录
翻译
数量
n
3n
6n
A
密码子
精氨酸
氨基酸
转运RNA
G
信使RNA
G
G
DNA
双链
1、根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：
C
C
C
A
A
T
C
G
U
C
G
练习
2. 某基因中含有1200个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是 ( 　 )
A．198个 B．199个
C．200个 D．201个
B
　基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数
＝　　　6 　　： 　　3 　　　：　　　 1
3、某DNA片段所转录的mRNA中U%＝28%，A%＝18%，则个DNA片段中T%和G%分别占（　 ）。
A. 46%,54% B.23%,27% C.27%,23% D.46%,27%
B
A1
T2
T1
A2
G1
C1
C2
G2
1
2
(A1＋ T1)%= (A2+ T2)%= (A总+T总)%
(G1＋C1)%= (G2+C2)%= (G总+C总)%
Am
Um
Gm
Cm
mRNA
= (Am+Um)%
= (Gm+Cm)%
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 ，控制该蛋白质合成的DNA（基因）中的碱基数目为 。
3n
6n
比例是_________
1∶3∶6
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
A. B.
C. D.
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
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
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
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 G
信使RNA
转运RNA
氨基酸 丙氨酸（密码 GCA ）
C
A
C
G
T
G
C
A
C
G
U
24、下列转录的简式中，一共有核苷酸______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
使RNA上的U为25%，则信使RNA上的碱基A为______
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_____个
6
45%
(A1+T1)% =(A2+T2)% = 总(A+T)%
(G1+C1)% = (G2+C2)% = 总(G+C)%
=（AR+UR）%
=（GR+CR）%
30
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
A—C—U—G—G—A—U—C —U
mRNA
tRNA
U–G–A C–C–U A–G–A
苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸
转录
翻译
蛋白质
密码子
ACU GGA UCU
DNA
A—C—T—G—G—A—T—C —T
T—G—A—C—C—T—A—G—A
肽键 肽键