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基 因 指导蛋白质的合成
第 1 节
学习目标
1、识记DNA与RNA的异同点，RNA的三种类型及功能。
2、识记转录的概念及过程
3、识记并理解转录与复制的异同
4、识记翻译与密码子的概念，密码子的特点
5、中心法则。
自学指导：
请认真阅读课本P63-69内容，边思考边在课本上标画出下列各题答案。8分钟后比谁能正确回答下列各题:
1、DNA与RNA的异同点是什么？
2、RNA的三种类型是什么？功能各是什么？
3、转录的概念、场所、模板、原料、酶及过程各是什么？
4、什么是翻译？什么是密码子？密码子的特点是什么？
5、中心法则是什么
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
蛋白质的合成
指导
基因是有_________的_____片段； DNA 主要存在于________中，而蛋白质的合成是在_______中进行的。
细胞核中的DNA如何指导细胞质中的蛋白质的合成
遗传效应
DNA
细胞核
细胞质
以_____为媒介
RNA
6
§ 4.1 基因指导蛋白质的合成
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
DNA,RNA 的主要区别
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
A T C G
A U C G
多为双链结构
多为单链结构
细胞核
细胞质
7
问题1：为什么RNA适于做DNA的信使呢？
1、RNA是由基本单位——核糖核苷酸连接而成，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（穿膜0层）。
3、RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。因此以RNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。
2、RNA的种类：
mRNA tRNA rRNA
分布 部位 常与核糖体结合 细胞质中 与蛋白质合成核糖体
结构
9
mRNA tRNA rRNA
功能 翻译时作模板 翻译时作运 氨基酸的工具 参与核糖
体的组成
联系 ①组成相同：4种核糖核苷酸 ②来源相同：都由转录产生 ③功能协同：都与翻译有关
一、转录
场所：
产物：
模板：
原料：
能量：
碱基互补配对：
主要是细胞核，线粒体、叶绿体等
游离的四种核糖核苷酸
DNA的一条链
mRNA
ATP
G－C、C－G、T－A、A－U
遗传信息流动：
DNA　　 mRNA
酶：
RNA聚合酶
无需解旋酶
RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶
以DNA一条链为模板合成的，这一过
程叫作转录
T
G
C
A
C
T
A
A
T
核孔
DNA
双螺旋
细胞质
细胞核
DNA
双螺旋
A
C
G
T
G
A
T
T
A
DNA
双螺旋
T
G
C
A
C
T
A
A
T
A
G
C
U
G
A
C
G
U
U
U
DNA
游离的核糖核苷酸
以DNA的一条链为模板合成RNA
T
G
C
A
C
T
A
A
T
RNA
聚合酶
A
G
C
A
G
A
C
G
U
U
U
T
G
C
A
C
T
A
A
T
A
U
A
G
C
G
A
C
G
U
U
组成RNA的核糖核苷酸一个个连接起来
T
G
C
A
C
T
A
A
T
A
U
A
G
C
G
A
C
G
U
U
T
G
C
A
C
T
A
A
T
A
U
G
A
G
C
G
C
G
U
U
G
A
U
G
A
G
C
G
C
U
U
A
G
C
G
C
U
U
T
G
C
A
C
T
A
A
T
T
G
C
A
C
T
A
A
T
G
A
U
G
A
A
G
C
G
C
U
T
G
C
A
C
T
A
A
T
G
A
U
G
A
A
G
C
G
C
U
U
T
G
C
A
C
T
A
A
T
G
A
U
G
A
U
A
G
C
G
C
T
G
C
A
C
T
A
A
T
G
A
U
G
A
U
A
U
C
C
T
G
C
A
C
T
A
A
T
G
A
U
G
A
U
A
U
C
T
G
C
A
C
T
A
A
T
G
A
U
G
A
U
A
U
C
DNA的一条单链
mRNA
T
G
C
A
C
T
A
A
T
细胞质
细胞核
mRNA通过核孔进入细胞质
A
C
G
U
G
A
U
U
A
T
G
C
A
C
T
A
A
T
A
C
G
U
G
A
U
U
A
mRNA
细胞质
细胞核
mRNA通过核孔进入细胞质
解旋：氢键断裂
配对：遵循碱基互补配对原则
连接：RNA聚合酶的催化
释放：mRNA通过核孔从细胞核到细胞质
RNA
A — A — G — A — A — A — G — T — T
DNA
mRNA
T — T — C — T — T — T — C — A — A
A — A — G — A — A — A — G — U — U
T — T — C — T — T — T — C — A — A
模板
类别
项目

复制

转录
场所
解旋
模板
原料
酶
能量
碱基
配对
产物
细胞核
只解有遗传效应的片段
只有DNA的一条链
四种核糖核苷酸
RNA聚合酶
ATP
A-U G-C T-A C-G
mRNA
细胞核
完全解旋
DNA的两条链
四种脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶
ATP
A-T C-G T-A G-C
子代DNA
思考讨论
二、遗传信息的翻译
1、 定义： 游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫作翻译。
碱基与氨基酸之间的对应关系
mRNA只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有21种。这4种碱基是怎样决定蛋白质的21种氨基酸的？
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？
如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？
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21种氨基酸？
4种碱基只能决定4种氨基酸，41=4。
2个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种，
42=16。
三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种，
43=64，足够有余。
密码子
A
C
G
U
G
A
U
U
A
mRNA
密码子
密码子
2、遗传密码：
遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基排列顺序，叫做“遗传密码”。把其中决定一个氨基酸的相邻的三个碱基称为密码子。
密码子的碱基是连续的，没有间隔也没有重复
b、一般一个密码子只和一种氨基酸相对应
a、氨基酸的种类；21种
密码子的种类：64种
编辑氨基酸的密码子：62种
d、起始密码子：2种；终止密码子：3种
c、一种氨基酸可以和一个或多个密码子相对应
双功能
密码子
遗传密码的特性：
1、有2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62个。
2、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套遗传密码， 说明生物有共同的起源，生命在本质上是同一的。
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性状的改变。
问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？
思考讨论
三叶草形
有臂
有环
一端可携带氨基酸
另一端有三个碱基
起始
进位
缩合
场所：核糖体 能量：ATP
模板：mRNA 工具：tRNA
原料：21种氨基酸 产物：多肽链
移位
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
C
U
天门冬酰氨
A
A
U
亮氨酸
U
C
A
U
G
A
U
U
A
A
A
U
A
C
U
天门冬酰氨
A
U
G
异亮氨酸
亮氨酸
脱水缩合
U
C
A
U
G
A
U
U
A
亮氨酸
A
C
U
A
U
G
异亮氨酸
天门冬酰氨
脱水缩合
U
C
A
U
G
A
U
U
A
亮氨酸
天门冬酰氨
异亮氨酸
A
C
U
蛋白质高效合成：
1、可转录出多条mRNA （高效转录）
2、一个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时合成多条肽链（高效翻译）
如何确定转录、翻译进行的方向？
方向：短 长
数量：核糖体数
种类：1种多肽链
时间
场所
模板
原料
酶
产物
碱基配对
复制
转录
翻译
个体生长发育的整个过程
细胞质的核糖体
DNA的一条链
mRNA
4种脱氧核苷酸
21种氨基酸
多肽（蛋白质）
有丝分裂和减数第一次分裂前的间期
主要在细胞核
主要在细胞核
DNA的两条链
4种核糖核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
酶
2 个双链DNA
mRNA
A-T、T-A
C-G、G-C
A-U、U-A
C-G、G-C
A-U、T-A
C-G、G-C
DNA分子的复制、转录、翻译的比较
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
基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系的计算
关键是碱基互补配对原则，同时注意RNA与DNA中有一个嘧啶不同。
（1）转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。基因模板上的A+T与RNA分子中的U+A相等。
（2）翻译过程中，信使RNA中每三个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目1/3 。
（3）基因中碱基数目：RNA分子中的碱基数目：蛋白质分子中氨基酸的数之比为6：3：1 。
三、中心法则
克里克：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。
补充：少数生物的遗传信息可以从RNA RNA如烟草花叶病毒或RNA DNA，如HIV。
遗传信息是物质、能量和信息的统一体
当堂训练
1、经分析某生物的一个核酸分子的碱基比率为A:G:T:C=26:25:36:16，这种核酸是（ ）
A. 单链DNA B. 单链RNA
C. 双链DNA D. 双链RNA
A
2、某一DNA分子含有20%的A+T，那么它转录成的信使RNA中的G+C的含量为：
A、40% B、80%
C、60% D、20%
B
3、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
4、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
B
D
54
5、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
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
C
A
A
55
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．21
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
D
D
B

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