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1、基因指导蛋白质的合成一轮复习基因基因控制生物控制生物性状性状指导指导指导指导合成合成合成合成蛋白质蛋白质体现者体现者基因指导蛋白质合成的过程,叫基因的表达。基因指导蛋白质合成的过程,叫基因的表达。问题:什么是基因的表达?问题:什么是基因的表达?思考:思考:有两种核酸,如何判断是有两种核酸,如何判断是DNA还是还是RNA?比较比较RNA与与DNA结构的不同结构的不同 比较项目比较项目DNARNA结结 构构基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基主要存在部位主要存在部位小飞守角制作脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖核核 糖糖A T C GA U C G 双链双链 单链单链
2、细胞核细胞核细胞质细胞质二、遗传信息的转录二、遗传信息的转录场所场所细胞核(主要),线粒体,细胞核(主要),线粒体,叶绿体叶绿体概念:概念:细胞核以细胞核以DNADNA的一条链的一条链为模板合成为模板合成RNARNA的过的过程程过程:过程:教材教材P63图图4-4拟核拟核真核生物真核生物原核生物原核生物时间:时间:生长发育的整个历程中生长发育的整个历程中ACGTG T TT ADNA的平面结构图TG C AC A A A T 转录的过程转录的过程解旋AGCAGACGGUUUDNA游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸RNA 聚合酶TG C AC A A A T 1、DNA解旋,碱基暴露解旋,碱基暴露
3、TG C AC A A A T AGCGACGGUUA2 2、游离的核糖核苷酸与、游离的核糖核苷酸与DNADNA随机碰撞,核糖核苷随机碰撞,核糖核苷酸与酸与DNADNA的碱基互补时,氢键结合的碱基互补时,氢键结合TG C AC A A A T AGCGACGGUUA UTG C AC A A A T AGCGACGGUUA U3 3、核糖核苷酸连接成、核糖核苷酸连接成mRNAmRNA。TG C AC A A A T GCGACGGUUA UGTG C AC A A A T GCGACGUUGA UGTG C AC A A A T GCGACGUGA UGUTG C AC A A A T GCG
4、ACGUGA UGUTG C AC A A A T GCGACGGA UGU UTG C AC A A A T GCGACGGA UGU UATG C AC A A A T GCGCGGA UGU UA UTG C AC A A A T GGCGGA UGU UA U CRNA 聚合酶TG C AC A A A T GGCGGA UGU UA U C形成形成 mRNA mRNA 链,链,DNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上mRNADNATG C AC A A A T 细胞质细胞质细胞核细胞核 核孔核孔DNADNAACGUG U UUAmRNAmRNAACGT
5、GTT AT4 4、mRNAmRNA释放,释放,DNADNA双链恢复双链恢复ACGUG U UUAmRNAmRNA产物:产物:碱基互补配对:碱基互补配对:游离的4种核糖核苷酸RNA (mRNA tRNA rRNA)ATPATPGC、CG、TA、A AU U遗传信息流动:遗传信息流动:DNAmRNA二、遗传信息的转录二、遗传信息的转录RNA聚合酶DNA双链中的一条链模板:模板:原料:原料:条件条件酶:酶:能量:能量:特点:特点:边解旋边转录边解旋边转录类别类别项目项目复制复制转录转录场所场所解旋解旋模板模板原料原料酶酶能量能量碱基碱基配对配对产物产物细胞核细胞核只解有遗传效应的片段只解有遗传效应
6、的片段只有只有DNADNA的一条链的一条链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸RNARNA聚合酶聚合酶ATPATPA-U G-C T-A C-GA-U G-C T-A C-GmRNAmRNA细胞核细胞核完全解旋完全解旋DNADNA的两条链的两条链四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶ATPATPA-T C-G T-A G-CA-T C-G T-A G-C子代子代DNADNA思考:转录与思考:转录与DNA复制的异同点复制的异同点三、密码子和反密码子三、密码子和反密码子1.1.密码子密码子概念:概念:mRNAmRNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3 3个相邻的碱基个相邻
7、的碱基与氨基酸的对应关系:与氨基酸的对应关系:种类(种类(6464种)种)3种称为终止密码子,不编码氨基酸种称为终止密码子,不编码氨基酸可编码氨基酸可编码氨基酸61种能编码氨基酸(种能编码氨基酸(2种为种为起始密码起始密码)一个密码子只能编码一种氨基酸,一种氨基酸一个密码子只能编码一种氨基酸,一种氨基酸可以对应多个密码子。这体现了可以对应多个密码子。这体现了简并性简并性。通用性通用性三、密码子和反密码子三、密码子和反密码子2.2.反密码子反密码子概念:概念:与氨基酸的对应关系:与氨基酸的对应关系:种类:种类:tRNAtRNA上上可以与可以与密码子密码子互补配对的这三个碱基。互补配对的这三个碱基
8、。6161种(理论上)种(理论上)每种每种tRNAtRNA只能转运只能转运1 1种氨种氨基酸。每种氨基酸可能有基酸。每种氨基酸可能有多种多种tRNAtRNA。注:反密码子从注:反密码子从tRNAtRNA携带氨基酸的一端开始阅读携带氨基酸的一端开始阅读四、遗传信息的翻译四、遗传信息的翻译场所:场所:概念:概念:过程:过程:游离在细胞质中的各种氨基酸,以游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNAmRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白蛋白质质的过程。的过程。细胞质中的核糖体细胞质中的核糖体教材教材P63图图4-4第第1 1步:步:mRNAmRNA进入细胞质,与进入细胞质
9、,与核糖体核糖体结合。携结合。携带甲硫氨酸的带甲硫氨酸的tRNAtRNA,通过与碱基,通过与碱基AUGAUG互补配对,互补配对,进入位点进入位点1 1。起始码(甲硫氨酸)第第2 2步:携带组氨酸的步:携带组氨酸的tRNAtRNA以同样的方式进以同样的方式进入位点入位点2 2。第第3 3步:甲硫氨酸通过与组氨酸步:甲硫氨酸通过与组氨酸形成形成肽键肽键而而转移到占据位点转移到占据位点2 2的的tRNAtRNA上。上。形成肽键第第4 4步:核糖体读取下一个密码子,原占据位点步:核糖体读取下一个密码子,原占据位点1 1的的tRNAtRNA离开核糖体,占据位点离开核糖体,占据位点2 2的的tRNAtRN
10、A进入位点进入位点1 1,一个,一个新的携带氨基酸的新的携带氨基酸的tRNAtRNA进入位点进入位点2 2,继续肽链的合成。,继续肽链的合成。重复步骤重复步骤2 2、3 3、4 4,直至核糖体读取到,直至核糖体读取到mRNAmRNA的的终止密终止密码码。终止密码产物:产物:思考:这样合成的多条多肽链是否相同?为什么思考:这样合成的多条多肽链是否相同?为什么?这样合成有什么意义?这样合成有什么意义?模板:模板:原料:原料:条件条件酶酶能量能量特点:特点:四、遗传信息的翻译四、遗传信息的翻译游离的20种氨基酸多肽链(经加工修饰为蛋白质)多肽链(经加工修饰为蛋白质)mRNA核糖体沿着核糖体沿着mRN
11、A移动移动一个一个mRNA分子上结分子上结合多个核糖体,同时合多个核糖体,同时合成多条肽链(合成多条肽链(核糖核糖体移动方向:肽链短体移动方向:肽链短的到肽链长的的到肽链长的)产物:产物:碱基互补配对:碱基互补配对:遗传信息流动:遗传信息流动:模板:模板:原料:原料:条件条件酶酶能量能量特点:特点:四、遗传信息的翻译四、遗传信息的翻译游离的20种氨基酸多肽链(经加工修饰为蛋白质)多肽链(经加工修饰为蛋白质)GC、CG、UA、A AU UmRNA 蛋白质mRNA核糖体沿着核糖体沿着mRNA移动移动一个一个mRNA分子上结分子上结合多个核糖体,同时合多个核糖体,同时合成多条肽链(合成多条肽链(核糖
12、核糖体移动方向:肽链短体移动方向:肽链短的到肽链长的的到肽链长的)2 2、翻翻 译译 的的 过过 程程基基因因指指导导蛋蛋白白质质合合成成的的过过程程1(2015江苏卷江苏卷)如图是起始甲硫氨酸和相邻如图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图,下列叙述正确的氨基酸形成肽键的示意图,下列叙述正确的是(是()A图中结构含有核糖体图中结构含有核糖体RNAB甲硫氨酸处于图中甲硫氨酸处于图中的的位置位置C密码子位于密码子位于tRNA的环状的环状结构上结构上DmRNA上碱基改变即可改上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类变肽链中氨基酸的种类A2如图是基因指导多肽合成的模式图。据图分如图是基因指导多肽合成
13、的模式图。据图分析正确的是(析正确的是()A因为因为中含有碱基中含有碱基U,所以其上有密码子,所以其上有密码子B和和过程均发生了碱基互补配对过程均发生了碱基互补配对C甲图表示转录过程,乙图表示翻译过程甲图表示转录过程,乙图表示翻译过程DL1是一个具有双螺旋结构的是一个具有双螺旋结构的DNA分子分子 B五、原核生物的转录和翻译五、原核生物的转录和翻译RNA聚合酶聚合酶DNA多肽链多肽链核糖体核糖体mRNA特点:特点:同时同地进行,边转录边翻译同时同地进行,边转录边翻译3某生物基因表达过程如下图所示。下列叙述与某生物基因表达过程如下图所示。下列叙述与该图相符的是(该图相符的是()A在在RNA聚合酶
14、作用下聚合酶作用下DNA双螺旋解开双螺旋解开BDNARNA杂交区域中杂交区域中A应与应与T配对配对CmRNA翻译只能得到一条肽链翻译只能得到一条肽链D该过程发生在真核细胞中该过程发生在真核细胞中A复制复制转录转录翻译翻译时间时间 分裂间期生长发育的整个过程场所场所 细胞核细胞核核糖体模板模板 DNA两条母链DNA的一条链mRNA原料原料 游离脱氧核苷酸4种 游离核糖核苷酸4种 氨基酸约20种条件条件碱基互补配对,酶(解旋酶、DNA聚合酶)、ATP碱基互补配对,酶(RNA聚合酶)、ATP碱基互补配对,tRNA、酶(蛋白质合成的酶)、ATP产物产物 两个相同的DNA一个mRNA多肽蛋白质产物产物去
15、向去向子细胞细胞质细胞组成、功能表现 蛋蛋白白质质中中氨氨基基酸酸数数:mRNA中中核核糖糖核核苷苷酸酸数数或或碱碱基基数数:DNA中中脱脱氧氧核核苷苷酸酸数数或或碱碱基数基数=。六、六、相关数量关系相关数量关系1:3:6注注意意:由由于于基基因因中中有有的的片片段段不不转转录录以以及及转转录录出出来来的的mRNA有有终终止止密密码码子子等等原原因因,所所以以mRNA中中碱碱基基数数至至少少是是氨氨基基酸酸数数的的3倍倍;DNA中碱基数中碱基数至少至少是氨基酸数的是氨基酸数的6倍。倍。4一段原核生物的一段原核生物的mRNA通过翻译可合成通过翻译可合成一条含有一条含有11个肽键的多肽,则此个肽键
16、的多肽,则此mRNA分子分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数以及转录此个数以及转录此mRNA的基因中至少的基因中至少含碱基数依次为(含碱基数依次为()A32,11,66B36,12,72 C12,36,24 D11,36,72B七、七、中心法则中心法则 思思考考:在在DNA复复制制、转转录录、翻翻译译时时遗遗传传信息时怎样流动的?信息时怎样流动的?DNADNA转录转录复复制制蛋白质蛋白质翻译翻译RNARNA1.细胞生物及噬菌体等细胞生物及噬菌体等DNA病毒:病毒:七、七、中心法则中心法则2.烟烟草草花花叶叶病病毒毒等等大大部部分分RNA病
17、病毒毒(非非逆逆转录病毒):转录病毒):蛋白质蛋白质翻译翻译RNARNA复复制制3.HIV等等RNA病毒(逆转录病毒):病毒(逆转录病毒):逆转录逆转录RNARNADNADNA复复制制转录转录蛋白质蛋白质翻译翻译RNARNA七、七、中心法则中心法则DNADNA转录转录复复制制逆转录逆转录蛋白质蛋白质翻译翻译RNARNA复制复制RNARNA5(2015重庆理综重庆理综)结合下图分析,下列叙述结合下图分析,下列叙述错误的是(错误的是()A生物的遗传信息储存在生物的遗传信息储存在DNA或或RNA的核苷酸序的核苷酸序列中列中B核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白
18、质质C遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础D编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链链D6已知甲、乙、丙三种类型的病毒,它们的已知甲、乙、丙三种类型的病毒,它们的遗传信息的传递方式分别用下图表示。下列有遗传信息的传递方式分别用下图表示。下列有关说明不正确的是(关说明不正确的是()A艾滋病病毒、噬菌体、流感病毒的遗传方式艾滋病病毒、噬菌体、流感病毒的遗传方式分别是丙、甲、乙分别是丙、甲、乙B在中心法则中很少发生的过程是在中心法则中很少发生的过程是6、7C甲种类型病毒更容易发生变异甲种类型病毒更容易发生变异D三种病毒的增
19、殖要在含有活细胞的培养基中三种病毒的增殖要在含有活细胞的培养基中C八、基因、蛋白质与性状的关系八、基因、蛋白质与性状的关系 基因通过控制蛋白质的合成控制生物的基因通过控制蛋白质的合成控制生物的性状性状2.2.直接控制:基因通过控制直接控制:基因通过控制蛋白质结构蛋白质结构,直接控,直接控 制生物性状制生物性状基因控制性状的方式:基因控制性状的方式:1.1.间接控制:基因通过控制间接控制:基因通过控制酶的合成酶的合成来控制来控制细胞新陈代谢细胞新陈代谢 ,进而间接控制生物性状,进而间接控制生物性状豌豆的圆粒与皱粒:豌豆的圆粒与皱粒:DNADNA中插入了一段中插入了一段外来的外来的DNADNA序列
20、序列,打乱了编码,打乱了编码淀粉分淀粉分支酶的基因支酶的基因淀粉分支酶淀粉分支酶不能正常合成不能正常合成淀粉含量低,蔗糖含量高淀粉含量低,蔗糖含量高淀粉含量低的豌豆由于失水淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩(而显得皱缩(性状:皱粒性状:皱粒)编码淀粉分支酶的基因正常编码淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成淀粉分支酶正常合成淀粉含量高,而蔗糖含量低淀粉含量高,而蔗糖含量低淀粉含量高,有效保留水分,豌淀粉含量高,有效保留水分,豌豆显得圆鼓鼓豆显得圆鼓鼓(性状:圆粒性状:圆粒)间接控制间接控制囊性纤维病囊性纤维病编码跨膜蛋白(编码跨膜蛋白(CFTRCFTR)的基因)的基因缺失缺失了了3 3个碱基对
21、个碱基对导致导致CFTRCFTR蛋白蛋白缺少苯丙氨酸缺少苯丙氨酸,影响了,影响了CFTR蛋白结构蛋白结构使使CFTR转运氯离子的功能异常,患者支气管内黏液增多转运氯离子的功能异常,患者支气管内黏液增多黏液增多,支气管管腔受阻,细菌大量繁殖,肺黏液增多,支气管管腔受阻,细菌大量繁殖,肺部功能严重受损部功能严重受损直接控制直接控制人的白化病人的白化病控制控制酪氨酸酶酪氨酸酶形成的形成的基因基因异常异常酪氨酸酶酪氨酸酶不能正常合成不能正常合成酪氨酸不能正常转化为酪氨酸不能正常转化为黑色素黑色素缺乏黑色素而表现为缺乏黑色素而表现为白化病白化病间接控制间接控制镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症 控制控制血红蛋白血红蛋白形成的基因中一个形成的基因中一个碱基碱基变化变化血红蛋白血红蛋白的的结构结构发生变化发生变化红细胞呈红细胞呈镰刀型镰刀型,运输氧的能力降低,运输氧的能力降低容易破裂,患溶血性贫血容易破裂,患溶血性贫血正常红细胞正常红细胞镰刀型细胞镰刀型细胞直接控制直接控制7.如图为人体对性状控制过程示意图,据图分析如图为人体对性状控制过程示意图,据图分析可得出可得出()A过程过程、都主要在细胞核中进行都主要在细胞核中进行B食物中缺乏酪氨酸会使皮肤变白食物中缺乏酪氨酸会使皮肤变白CM1和和M2不可能同时出现在同一个细胞中不可能同时出现在同一个细胞中D老年人细胞中不含有老年人细胞中不含有M2C
限制150内