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1、第四章,第 三节,自主预习 抓基础,合作学习探新知,名师点拨 释疑难,创新演练 大冲关,设计1,设计2,NO.1,NO.2,演练1,演练2,一、从基因到蛋白质 1基因 基因是具有遗传效应的 片段；遗传信息是指基因中 的排列顺序。基因遗传信息的表达是通过基因控制 来实现的。,DNA,脱氧核苷酸,蛋白质的合成,(4)遵循原则：碱基互补配对原则。 (5)意义：DNA分子把 传递到mRNA上。,2转录 (1)概念：以DNA的 链为模板合成 的过程。 (2)场所：主要是 。,一条,细胞核,RNA,遗传信息,一条,核糖核苷酸,3翻译 (1)概念：是一个严格按照 上密码子的信息指导 分子合成为多肽链的过程。
2、 (2)条件：mRNA、tRNA、 、多种 和多种 的共同参与。,mRNA,氨基酸,核糖体,氨基酸,酶,起始,延伸,(4)遗传信息传递： 。,mRNA,蛋白质,4遗传密码子 (1)概念： 上决定一个 的3个相邻的碱基。 (2)种类：64种。其中决定氨基酸的密码子有61种。 5tRNA (1)特点：一端携带 ，另一端有 碱基，识别信使RNA上的 。 (2)与氨基酸的关系：一种tRNA只能转运 氨基酸，一种氨基酸可以被 tRNA转运。,mRNA,氨基酸,三个,氨基酸,密码子,一种,多种,二、基因对性状的控制 (1)基因作为遗传物质，其主要功能是把 转变为由特定的氨基酸按 构成的多肽和蛋白质，从而决
3、定 。 (2)在遗传学上，把 叫做信息流。信息流的方向可以用科学家克里克提出的中心法则来表示。 (3)中心法则认为：信使RNA的 决定了蛋白质的 ；蛋白质应当是遗传信息传递的终端。,遗传信息,一定顺序,生物体的性状,遗传信息的传递,氨基酸序列,碱基序列,三、人类基因组计划 (1)人类基因组计划的主要内容是完成人体24条染色体上的 的遗传图、物理图和全部碱基的序列测定。 (2)人类基因组框架图共测出31.647亿个碱基。我国生物科学工作者为此做出了积极的贡献。 (3)人类基因组序列图绘制完成后，我国生物科学工作者又完成了 等生物的基因组测定。,全部基因,水稻,1判断下列叙述的正误 (1)真核细胞
4、的基因主要位于染色体上。 ( ) (2)转录就是把基因的遗传信息“录制”给RNA。 ( ) (3)转录过程也遵循碱基互补配对原则，即A与T配对，G 与C配对。 ( ) (4)基因上决定一个氨基酸的三个相邻碱基是一个密码子。 ( ) (5)tRNA只含三个碱基，它在翻译过程中起到重要作用。 ( ),(6)终止密码子是能使转录过程终止的密码子。 ( ) (7)细胞生物可发生“中心法测”中的全部箭头所表示的信 息流。 ( ) (8)由于人体细胞中X、Y染色体差别较大，故“人类基因组 计划”要测定24条染色体的遗传序列。 ( ),2选择正确答案 (1)下列说法中正确的是 () A生物的性状完全由基因控
5、制 B基因与性状之间是一一对应的关系 C基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状 D中心法则总结了遗传信息在细胞内的传递规律 解析：中心法则实质上是遗传信息在细胞内的传递规律。 答案：D,(2)已知一段双链DNA分子中，鸟嘌呤所占的比例为20%， 由该DNA转录出来的RNA，其胞嘧啶的比例是 () A10% B20% C40% D无法确定 解析：RNA的合成是以DNA的一条链的片段为模板进行的。RNA合成只与DNA的一条链有特定的碱基配对关系。RNA中的胞嘧啶含量与DNA中一条链上的鸟嘌呤含量相同。由于题目中只给出了该DNA双链中鸟嘌呤的含量，所以由该DNA转录出来的RNA，其胞嘧啶的比例无
6、法确定。 答案：D,(3)一个转运RNA一端的3个碱基是CGA，此RNA转运的氨基 酸是 () A酪氨酸(UAC) B丙氨酸(GCU) C精氨酸(CGA) D谷氨酸(GAG) 解析：决定氨基酸的密码子位于mRNA上，转运RNA的碱基为CGA，mRNA上相应碱基为GCU，故为丙氨酸(GCU)。 答案：B,探究1.填表比较DNA与RNA。,细胞核,细胞质,胸腺嘧啶(T),尿嘧啶(U),单链,mRNA,催化作用,转录,探究2.尼伦贝格是如何通过实验破译第一个密码子的？ 提示实验原理：蛋白质体外合成系统中以人工合成的RNA作模板合成多肽，确定氨基酸与密码子的对应关系。 实验步骤： a提取大肠杆菌的破碎
7、细胞液加入试管除去原DNA和mRNA； b添加20种氨基酸分5组，每支试管各加四种氨基酸；,c加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸； d合成多肽只在加入酪氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、丝氨酸的试管中出现多肽链； e将上述四种氨基酸各装入四支试管结果在含苯丙氨酸的试管中出现多肽链。 实验结论：苯丙氨酸的密码子是UUU。,探究3.试总结密码子、tRNA与氨基酸的关系。 提示密码子与氨基酸： 密码子共有64种，但是编码氨基酸的密码子只有61种，有3种终止密码子；一种氨基酸可以有一种或多种密码子，但一种密码子只能决定一种氨基酸。 tRNA与氨基酸： tRNA一是转运氨基酸，二是识别密码子，且一种tRNA只
8、能识别并转运一种氨基酸。所以tRNA有61种，一种氨基酸可由一种或几种tRNA来转运。,探究4.如何理解“基因与性状”的关系？ 提示生物体的性状是由基因决定的，常见的是一个基因决定一个性状，但有些基因还会影响多种性状。另外，生物体的一个性状有时还受多个基因的影响。 生物的性状是由基因决定的，同时还受环境条件的影响，性状是基因和环境共同作用的结果，即表现型基因型环境条件。,探究5.人类基因组计划为什么要研究24条染色体？ 提示人体细胞有23对同源染色体，其中122号为常染色体，每对常染色体的形态、大小基本相同，其中DNA的碱基序列也基本相同，而X和Y两条性染色体的形态、大小有很大差别，其中DNA
9、的碱基序列也有很大差异，因此进行人类基因组的测定要测22条常染色体以及X和Y两条性染色体，共24条染色体。,6比较真核生物的DNA复制、转录和翻译。,有丝分裂,减数第一次分裂,间期,细胞核,细,胞核,细胞质的,核糖体上,DNA的两条链,DNA的一,条链,mRNA,一条单链RNA,分子,边解旋边复制,例1已知某多肽链的相对分子质量为1.032104；每个氨基酸的平均相对分子质量为120。每个脱氧核苷酸的平均相对分子质量为300。那么合成该多肽化合物的基因的相对分子质量约为 () A12 120B90 900 C181 800 D170 928,解析根据多肽化合物合成时，氨基酸的缩合要脱水，其相对
10、分子质量的减少即为失去的水的总相对分子质量。根据n个氨基酸缩合形成一条多肽时，要失水(n1)分子，则有n120(n1)181.032104，得出构成该多肽化合物的氨基酸总数n101个。又因基因控制蛋白质的合成过程中，基因(DNA)上的脱氧核苷酸mRNA上核糖核苷酸蛋白质中氨基酸数6n3nn，所以控制该多肽化合物合成的基因中的脱氧核苷酸数为1016606个，,而脱氧核苷酸分子通过磷酸二酯键连接成一条脱氧核苷酸链时，同样也失去水分子，其失水数为(m1)个。而基因是DNA片段，有两条脱氧核苷酸长链，所以这606个脱氧核苷酸构成两条长链时失去水分子数为6062604。因此，该基因的相对分子质量为300
11、606(6062)18170 928。 答案 D,例2(2010江苏高考)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题：,(1)图中甘氨酸的密码子是_，铁蛋白基因中决定“ ”的模板链碱基序列为_。 (2)Fe3浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了_，从而抑制了翻译
12、的起始；Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免_对细胞的毒性影响，又可以减少_。,(3)若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是_。 (4)若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由_。,解析本题主要以转录与翻译为知识载体，考查获取信息、处理信息和推理、应用能力。转运甘氨酸的转运RNA末端的三个碱基为CCA，所以甘氨酸的密码子为GGU；模板链与信使RNA是互补的。 对应的mR
13、NA上碱基序列为GGUGACUGG，因此对应DNA模板链上的碱基序列为CCACTGACC(CCAGTCACC)；在Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于和Fe3结合而丧失了与铁应答元件结合的能力；Fe3不足时，最终影响了核糖体在mRNA上的结合与移动。由于mRNA起始密码子的前面,和终止密码子及后面对应的碱基序列不能编码氨基酸，因此由n个氨基酸组成的铁蛋白，指导其合成的mRNA的碱基数目远大于3n；色氨酸对应的密码子为UGG，亮氨酸对应的密码子有UUG，其差别为GU，对应模板链上的碱基为CA。,答案(1)GGUCCACTGACC(CCAGTCACC) (2)核糖体在mRNA上的结合与移动Fe3细胞内物
14、质和能量的浪费 (3)mRNA两端存在不翻译的序列 (4)CA,1遗传信息传递过程中相关数目的计算 (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。 (2)翻译时，形成的多肽链数氨基酸数肽键数。 (3)蛋白质中氨基酸数目tRNA数目1/3 mRNA碱基数目1/6 DNA碱基数目，即,(4)翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，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。 (5)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。 (6)DNA与mRNA的碱基比例数量关系计算： DNA分子任一链中(AT)/(GC)的比值与互补的mR
15、NA中(AU)/(GC)的比值相等。,双链DNA分子的一条单链中任意非互补的两碱基之和的比值与互补mRNA的相应比值互为倒数。如(AG)/(CT)a，则(AG)/(CU)1/a。 双链DNA分子中，互补的两碱基和(AT或CG)占全部碱基的比值等于其任意一条单链中该类碱基和占该链全部碱基的比值，且等于其转录形成的mRNA中该类碱基和占该链全部碱基的比值。如(A1T1)/(A1T1G1C1)(A2T2)/(A2T2G2C2)(AU)/(AUGC)。,2中心法则的内容及适用情况 (1)适用于所有生物的中心法则，如下图：,(2)适用于以DNA为遗传物质的生物(绝大多数生物)的中心法则，如下图：,(3)适用于以RNA为遗传物质的生物(如RNA病毒等)的中心法则： 第一种情况：不具有逆转录能力的RNA病毒，如流感病毒，如下图：,第二种情况：具有逆转录能力的RNA病毒，如艾滋病病毒，如下图：,
