《基因指导蛋白质的合成》学案

第四章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成1、RNA的结构：（1）、组成元素：C、H、O、N、P（2）、基本单位：核糖核苷酸（4种）（3）、结构：一般为单链2、RNA与DNA的比较DNARNA全称脱氧核糖核酸核糖核酸分布主要在细胞核中(在线粒体、叶绿体中也有少量)细胞核和细胞质中(包括线粒体、叶绿体)链数及结构两条链，规则的双螺旋结构一条链碱基A、G、C、TA、G、C、U五碳糖脱氧核糖核糖组成单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸代表生物真核生物、原核生物、噬菌体烟草花叶病毒、艾滋病病毒、H7N9病毒3、RNA的种类及功能种类及功能信使：携带遗传信息，蛋白质合成的模板转运：：识别并运载氨基酸核糖体：核糖体的组成成分病毒中RNA的功能：遗传物质携带遗传信息，含有控制病毒蛋白质合成及性状表达的全套的基因，对宿主细胞具有感染能力。特别提醒：细胞中的极少数RNA还具有催化作用。4、遗传信息的转录：（1）概念：在细胞核中，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。（注：叶绿体、线粒体也有转录）（2）转录的条件：模板、原料、能量、酶等。（3）转录的场所：主要在细胞核（4）转录的模板：以DNA的一条链为模板（5）转录的原料：4种核糖核苷酸（尿嘧啶核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸）（6）转录的产物：一条单链的mRNA（7）转录的原则：碱基互补配对原则5、遗传信息的翻译：（1）概念：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顺序的蛋白质的过程。（注：叶绿体、线粒体也有翻译）（2）翻译的条件：模板、原料、能量、酶、转运工具（3）翻译的场所：细胞质的核糖体上（4）翻译的原料：游离的氨基酸（5）翻译的模板：一条mRNA单链（6）翻译的产物：具有一定氨基酸序列的多肽链（或蛋白质）（7）翻译的原则：碱基互补配对原则（8）翻译的具体过程图解：→→6、密码子表7、反密码子存在于tRNA上(如下图)8、遗传信息，密码子，反密码子的位置，如图所示：9、遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的区分10、遗传信息、密码子和反密码子比较遗传信息密码子反密码子概念基因中脱氧核苷酸的排列顺序mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个碱基位置基因中脱氧核苷酸（或碱基）的排列顺序mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基tRNA上与mRNA中的密码子互补的tRNA一端的3个碱基作用控制生物的遗传性状直接决定蛋白质中的氨基酸序列识别密码子，转运氨基酸图解种类基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性64种，其中61种：能翻译出氨基酸；3种：终止密码子，不能翻译氨基酸tRNA也为61种联系①基因中脱氧核苷酸的序列决定mRNA中核糖核苷酸的序列②mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补③密码子与相应反密码子的序列互补配对遗传密码子的特点：①连续性②不重叠性③通用性④简并性密码子与氨基酸的关系：一种密码子只能决定一种氨基酸（终止密码子除外），一种氨基酸可由一种或多种密码子决定。11、正确区分翻译过程中多聚核糖体模式图(1)图1表示真核细胞的翻译过程。图中①是mRNA，⑥是核糖体，②、③、④、⑤表示正在合成的4条多肽链，翻译的方向是自右向左。(2)图2表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。解题技法：(1)分析此类问题要正确分清mRNA链和多肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA，而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体，同时合成的是若干条多肽链。(2)解答此类问题还要明确真核细胞的转录和翻译不同时进行，而原核细胞能边转录、边翻译。12、与基因控制蛋白质合成有关的计算（1）已知蛋白质中的氨基酸数n（或基因中的碱基数），利用：基因中的碱基数：mRNA中的碱基数：蛋白质中的氨基酸数=6：3：1，求控制这个蛋白质合成的基因中的碱基数（或蛋白质中的氨基酸数）。由于基因包括编码区和非编码区，对于原核基因，只有编码区能编码蛋白质；对于真核基因，只有编码区中的外显子能编码蛋白质，而且外显子控制合成的终止密码子不能决定氨基酸，实际上基因中的碱基数大于6n。（2）已知基因中的碱基数（n个），氨基酸的平均相对分子质量（m），求它控制合成的蛋白质的最大相对分子质量（蛋白质由a条肽链构成）。氨基酸数最多为n/6，则蛋白质的最大相对分子质量=mn/6－（n/6－a）×18。（3）已知蛋白质的相对分子质量（n），由a条肽链构成，氨基酸的平均相对质量（m），求控制它合成的基因中的碱基数。设蛋白质中的氨基酸数为X个，则Xm－（X－a）×18=n，则X=（n－18a）/（m－18），所以基因中的碱基数（至少）=6X=6（n－18a）/（m－18）个。13、计算中“最多”和“最少”的分析(1)翻译时，mRNA上的终止密码不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。(2)基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。(3)在回答有关问题时，应加上最多或最少等字。如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质最多有3n个氨基酸。(4)蛋白质中氨基酸的数目＝肽键数＋肽链数（肽键数＝缩去的水分子数）。14、列表比较复制、转录、翻译的区别与联系复制转录翻译图像信息传递DNA→DNADNA→RNAmRNA→蛋白质时间细胞分裂的间期生物个体发育的整个过程生物个体发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件解旋酶、DNA聚合酶、ATP解旋酶、RNA聚合酶、ATP酶、ATP、tRNA产物2个双链DNA1个单链RNA多肽链模板去向分别进入两个子代DNA分子中恢复原样，重新组成双螺旋结构水解成单个核糖核苷酸碱基配对A－T，T－A，C－G，G－CA－U，T－A，C－G，G－CA－U，U－A，C－G，G－C特点半保留复制；边解旋边复制DNA边解旋，边转录；遵循碱基互补配对原则一个连续结合多个核糖体；遵循碱基互补配对原则意义传递遗传信息表达遗传信息，使生物表现出各种性状15、中心法则及扩展(1)以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递(所有细胞生物及DNA病毒)(2)以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递(RNA病毒)——有两种情况，举例如下：①写出烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则②写出HIV等逆转录病毒的中心法则16、基因指导蛋白质的合成知识图解