基因控制蛋白質(zhì)合成

1、基因控制蛋白質(zhì)合成思考：思考： 蛋白質(zhì)合成 （細胞質(zhì)的核糖體上） 基因（細胞核）4、基因的表達：基因以RNA為信使，指導蛋白質(zhì)的合成，這個過程叫做基因的表達，包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程。 分子結(jié)構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)與DNA相似，相似，RNA的基本單位的基本單位是核糖核苷酸，可以儲存遺傳信息。是核糖核苷酸，可以儲存遺傳信息。 RNA與與DNA組成的主要區(qū)別：組成的主要區(qū)別： RNA一般是單鏈，且比一般是單鏈，且比DNA短，短， 所以能通過核孔。所以能通過核孔。五碳糖五碳糖 含氮堿基含氮堿基RNA 核糖核糖 A G C UDNA 脫氧核糖脫氧核糖 A G C T信使RNA（mRNA）：DNA上傳遞遺傳信息的信

2、使。核糖體RNA（rRNA）：與蛋白質(zhì)結(jié)合構(gòu)成核糖體。轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)：含有反密碼子，能特異性的識別密碼子，是轉(zhuǎn)運氨基酸的工具。2、RNA的種類 rRNATCATG TTT AAG T AC A A A T 3、轉(zhuǎn)錄的過程轉(zhuǎn)錄：細胞核中,以DNA的一條鏈為模板，按 照堿基互補配對原則,合成RNA的過程。 配對方式：A-U、T-A、C-G、G-C 模板鏈：（反義鏈） 有義鏈：AG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA 聚合酶 DNA解旋后，在RNA聚合酶的作用下，游離的核糖核苷酸與DNA母鏈上的堿基進行配對。AG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG

3、 T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T GCGACGGUUU UAAG T AC A A A T GCGACGUUGU UAAG T AC A A A T GCGACGUGU UAUAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAAG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA UAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CmRNADNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上AG T

4、AC A A A T UCAUG U UUAmRNA 細胞質(zhì) 細胞核隨后，mRNA從DNA上釋放，并通過核孔，從細胞核進入細胞質(zhì)；解開的DNA雙鏈復原。核孔 場所： 模板： 原料： 其他條件： 原則： 產(chǎn)物： 結(jié)果： 特點： 3 轉(zhuǎn)錄小結(jié) 細胞核DNA的一條鏈細胞中游離的4種核糖核苷酸DNA解旋酶，RNA聚合酶，ATP堿基互補配對原則:DNA上的堿基：A G C TRNA上的堿基：U C G ARNA（可否只寫做mRNA？）DNA分子把遺傳信息傳遞到mRNA上。邊解旋邊轉(zhuǎn)錄思考：作為轉(zhuǎn)錄模板的是DNA分子的一條鏈還是兩條鏈？是DNA的整條鏈還是片段？DNACmRNATGACUGA關(guān)于模板鏈：關(guān)

5、于模板鏈：A T C GAG CGA G T CT T C G T C AAT CGATGACAT C GG CDNAUC GCU A G CmRNAmRNA 作為模板的只是DNA鏈中的某個片段基因； 基因的兩條鏈中只有一條鏈是轉(zhuǎn)錄的模板鏈， 到底哪條鏈作為模板鏈不是固定不變的。 基因的兩條鏈中，一條是模板鏈也叫轉(zhuǎn)錄鏈， 另一條是非模板鏈也叫非轉(zhuǎn)錄鏈?；?基因21鏈2鏈說明：練一練：已知DNA片段的堿基對順序,寫出對應的mRNA的堿基順序 (以鏈1為模板進行轉(zhuǎn)錄)。 DNA 鏈1：TACTATCCCTTT DNA鏈2：ATGATAGGGAAAmRNA 強調(diào)：整個轉(zhuǎn)錄過程是嚴格按照堿基互補配對

6、原則進行的，從而保證了DNA上的遺傳信息被準確的傳遞到了mRNA上。（注意DNA上T的位置在RNA上為U）AUG UAAAAAGGG二 遺傳信息的翻譯 概念：在細胞質(zhì)的核糖體上，游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板，合成特定蛋白質(zhì)的過程。 實質(zhì)：將mRNA上的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)的氨基酸序列。1、mRNA上的堿基與氨基酸的對應關(guān)系mRNA蛋白質(zhì)4種堿基20種氨基酸思考（P64 思考與討論） ：mRNA上的 4 種堿基如何決定構(gòu)成蛋白質(zhì)的 20 種氨基酸呢？思考（P64 思考與討論）：至少需要多少個堿基編碼1個氨基酸，才足以組合出構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸？若 1 個堿基編碼1個氨基酸：

7、只能決定_種氨基酸，即 若 3 個堿基編碼1個氨基酸： 只能決定_種氨基酸，即 若 2 個堿基編碼1個氨基酸： 只能決定_種氨基酸，即 416641 mRNA上的堿基與氨基酸的對應關(guān)系 mRNA上有 4 種堿基，UCAUG U UUAmRNA 密碼子 密碼子 密碼子2、密碼子 遺傳學上把mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基，叫做一個密碼子。思考：mRNA上共有 4 種堿基，由相鄰的 3 個堿基組成一個密碼子，能組合出多少種密碼子？ 64種苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸酪氨酸酪氨酸終 止終 止第一個字母第二個字母第三個字母UCGUUCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸

8、脯氨酸脯氨酸脯氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸（起始）蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸天冬酰胺天冬酰胺賴氨酸賴氨酸絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸UCAGG纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸（起始）丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸半胱氨酸半胱氨酸終 止色氨酸AUCAG(1)密碼子表查法例:ACC-蘇氨酸 (2)特殊密碼子起始密碼:AUG(甲硫氨酸)GUG(纈氨酸)終止密碼:(不編碼氨基酸):UAA UAG UGAC 專一性：一個密碼子只對應一種氨基酸； 或“一個密碼子只編碼一種氨基酸” (3) 密碼子的特點A

9、編碼氨基酸的密碼子：一共有 64 種密碼子，但其中的 3 個終止密碼子不編碼氨基酸，故編碼氨基酸的密碼子只有61個。D 簡并性：一種氨基酸可對應多個密碼子； 或“編碼一種氨基酸的密碼子有多個” 因為簡并性，即一些密碼子編碼相同的氨基酸； 所以，雖然有 61 個編碼氨基酸的密碼子，但是只編碼 20 種氨基酸。 B 通用性：地球上幾乎所有生物都共用一套密碼.攜帶氨基酸的部位反密碼子 tRNA功能：識別密碼子，轉(zhuǎn)運氨基酸。 tRNA的分子結(jié)構(gòu)：三葉草形“葉柄”端：攜帶氨基酸；“葉片”端：具反密碼子，即能與mRNA上的密碼子互補配對的3個堿基思考:tRNA上只有三個堿基嗎？2、tRNA思考:游離于細胞

10、質(zhì)中的氨基酸如何到達核糖體呢? mRNA上的遺傳信息如何傳遞到氨基酸中？ “搬運工”兼“譯員” - tRNAAC U天冬氨酸反密碼子AUG異亮氨酸反密碼子一種轉(zhuǎn)運RNA只能識別和轉(zhuǎn)運一種氨基酸。故，轉(zhuǎn)運RNA（反密碼子）的種類：61種練習：tRNA一端的3個堿基是CGA,則另一端攜帶的氨基酸是( ) A.精氨酸（CGA）B.丙氨酸 (GCU) C.脯氨酸（CCU）4、翻譯的過程：以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過程AGGUC A CGU核糖體首先，細胞質(zhì)中的mRNA與核糖體結(jié)合tRNA結(jié)合位點1 tRNA結(jié)合位點2 核糖體與mRNA的結(jié)合部位會形成2個tRNA結(jié)合位點。U A C甲硫氨酸GG U組

11、氨酸t(yī)RNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補配對 第一步：攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過與堿基AUG互補配對進入位點1AGGUC A CGUtRNA結(jié)合位點1 tRNA結(jié)合位點2 AGGUC A CGUU A C甲硫氨酸GG U組氨酸第二步：攜帶組氨酸的tRNA進入位點2tRNA結(jié)合位點1 tRNA結(jié)合位點2 tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補配對 AGGUC A CGUU A C甲硫氨酸肽鍵第三步：甲硫氨酸與組氨酸形成肽鍵，導致甲硫氨酸轉(zhuǎn)移到占據(jù)位點2的tRNA上。 氨基酸通過脫水縮合形成肽鍵，進而連接形成多肽。 tRNA結(jié)合位點1 tRNA結(jié)合位點2 GG U組氨酸AGGUC

12、A CGUU A C甲硫氨酸CAC色氨酸第四步：核糖體沿著mRNA滑動，讀取下一個密碼子，原占據(jù)位點1的 tRNA 離開核糖體，轉(zhuǎn)運下一個甲硫氨酸;原占據(jù)位點2的 tRNA 進入位點1。tRNA結(jié)合位點1 tRNA結(jié)合位點2 核糖體滑動方向GG U組氨酸AGGUC A CGU甲硫氨酸CAC色氨酸多肽的合成：上述4個步驟重復進行，肽鏈繼續(xù)合成并逐漸延長,直至核糖體讀取到終止密碼子為止.肽鏈蛋白質(zhì)的合成：P67最后一段GG U組氨酸 場所： 模板： 原料： 其他條件： 原則： 產(chǎn)物： 結(jié)果： 特點：3、翻譯小結(jié) 細胞質(zhì)(核糖體)mRNA氨基酸t(yī)RNA，酶，ATP堿基互補配對原則:mRNA上的堿基：

13、A G C UtRNA上的堿基：U C G A蛋白質(zhì)把mRNA上的遺傳信息表達為特定的蛋白質(zhì)。一個mRNA分子上可以結(jié)合多個核糖體基因控制蛋白質(zhì)合成的過程DNA的遺傳信息mRNA的遺傳信息蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序轉(zhuǎn)錄翻譯小結(jié)細胞核細胞質(zhì)基因指導蛋白質(zhì)合成的過程轉(zhuǎn)錄、翻譯與DNA復制的比較場所場所模板模板原料原料產(chǎn)物產(chǎn)物遺傳信息遺傳信息傳遞方向傳遞方向DNADNA復制復制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯游離的脫氧核苷酸游離的核糖核苷酸游離的 氨基酸DNAmRNA蛋白質(zhì)DNADNADNAmRNA親代DNA的 每一條鏈DNA的一條鏈（模板鏈）mRNA細胞核細胞核細胞質(zhì)mRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)種氨基酸數(shù)目與mRNA、DNA

14、中堿基數(shù)目的關(guān)系如果某蛋白質(zhì)中有n個氨基酸，則指導該蛋白質(zhì)合成的mRNA的堿基數(shù)目為 ，控制該蛋白質(zhì)合成的DNA（基因）中的堿基數(shù)目為 。3n6n基因中的堿基數(shù)： mRNA的堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)=_631第四章第四章 遺傳的分子基礎(chǔ)遺傳的分子基礎(chǔ)陜西省平利縣中學第3節(jié) 基因控制蛋白質(zhì)的合成（二）汪小鵬請根據(jù)DNA的復制和基因的表達，繪制流程圖，表示遺傳信息的傳遞方向。小任務1轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復制1957年，克里克提出：中心法則（揭示了遺傳信息傳遞的一般規(guī)律）小任務2中心法則的發(fā)展歷程：年，科學家在某種年，科學家在某種RNARNA病毒中發(fā)現(xiàn)了病毒中發(fā)現(xiàn)了RNARNA復復 制酶，能對

15、制酶，能對RNARNA進行復制。（進行復制。（RNARNA RNARNA）年，在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶， 能以RNA為模板合成DNA。（RNA DNA）3、瘋牛?。航Y(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)在腦細胞內(nèi)“大量增殖”引起的。該種因錯誤折疊而形成的結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)，能促使與其具有相同氨基酸序列的蛋白質(zhì)發(fā)生同樣的折疊錯誤，從而導致大量結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)的形成。（蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)） 根據(jù)DNA的復制和基因的表達，繪制流程圖，表示遺傳信息的傳遞方向，完整的中心法則： 中心法則揭示了遺傳信息傳遞的一般規(guī)律，也稱為遺傳的信息流。轉(zhuǎn)錄DNA RNA翻譯蛋白質(zhì)復制逆轉(zhuǎn)錄復制二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系 1.基因與蛋白質(zhì)

16、之間有什么關(guān)系？2.蛋白質(zhì)與性狀之間有什么關(guān)系？3.基因與性狀之間有什么關(guān)系？小任務31.基因指導蛋白質(zhì)的合成2.蛋白質(zhì)是生命活動的承擔者和體現(xiàn)者3.基因 控制 性狀小任務4從基因的角度解釋以下現(xiàn)象： 1.豌豆的圓粒和皺粒 2.人的白化癥 3.囊性纖維病 4.鐮刀型貧血癥1.豌豆的圓粒和皺粒淀粉分支酶的基因正常蔗糖合成為淀粉， 淀粉含量升高淀粉含量高，保水，豌豆為圓粒淀粉分支酶正常合成DNA中插入了一段外來的DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能合成蔗糖不合成為淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低，失水 豌豆皺縮 白化病皮膚及其附屬器官黑色素。表現(xiàn)出怕光等行為 .控制酶形成的基因異常酪氨

17、酸不能轉(zhuǎn)為黑色素酪氨酸酶不能合成缺乏黑色素,白化病控制酶形成的基因正常酪氨酸酶正常合成酪氨酸轉(zhuǎn)為黑色素表現(xiàn)正常以上實例說明基因是如何控制性狀的？ 1.豌豆的圓粒和皺粒 2.人的白化癥基因通過控制 ，來控制 ，進而控制 。酶的合成代謝的過程生物體的性狀間接控制CFTR蛋白缺少苯丙氨酸，影響CFTR蛋白結(jié)構(gòu)編碼跨膜蛋白（CFTR）的基因缺失3個堿基對使CFTR轉(zhuǎn)運氯離子的功能異常，患者支氣管內(nèi)黏液增多支氣管受阻，肺部功能嚴重受損正常紅細胞 圓餅狀 鐮刀型紅細胞 鐮刀狀 紅細胞形態(tài)呈鐮刀狀編碼血紅蛋白的基因中一個堿基對變化血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化紅細胞容易破裂，患溶血性貧血基因通過控制 ，直接控制 。

18、以上實例說明基因是如何控制性狀的？蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)生物體的性狀 3.囊性纖維病 4.鐮刀型貧血癥直接控制 單個基因?qū)π誀畹目刂疲?1.豌豆的圓粒和皺粒 2.人的白化癥 3.囊性纖維病 4.鐮刀型貧血癥5.人的身高 人的身高是由多個基因決定的?；蚺c性狀的關(guān)系不都是簡單的線性關(guān)系。2、性狀的多基因決定（多對1）一個性狀由多個基因共同決定3、基因的多效性：（1對多）多個性狀由一個基因控制1、性狀的單基因決定（1對1）一個性狀由單個基因決定長翅果蠅幼蟲結(jié)論：性狀是基因與環(huán)境相互作用的結(jié)果殘翅果蠅在25培養(yǎng)下 產(chǎn)生的后代仍然是長翅。25培養(yǎng) 3537培養(yǎng)2、實驗說明基因與性狀的關(guān)系是怎樣的？長翅殘翅細胞質(zhì)中的DNA。（葉綠體、線粒體）4.傳遞特點：線粒體DNA缺陷會引起遺傳病。三、細胞質(zhì)基因能進行半自主自我復制， 通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成。是否符合孟德爾遺傳定律?不符合孟德爾遺傳定律。只能通過母親遺傳給后代。受細胞核控制1.概念：2