基因指导蛋白质的合成和基因对性状的控制复习精品课件

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1、1遗传与进化基因指导蛋白质的合成和 基因对性状的控制必修22 1遗传信息的转录和翻译。 2基因对性状的关系。3一、基因控制蛋白质的合成1.细胞中两种核酸的比较DNARNA 组成元素 C、H、O、N、P 基本单位化学组成磷酸1分子磷酸1分子磷酸 五碳糖 碱基A、T、C、G结构双螺旋结构一般单链结构 功能通过复制向后代传递遗传 信息DNA控制蛋白 质的中介(桥梁) 分布染色体、线粒体、叶绿体 细胞质脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖 A、U、C、G4 2.基因控制蛋白质合成过程：包 括转录和翻译两个阶段。 (1)转录：主要在细胞核中，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

2、。 场所：细胞核(主要)； 模板：DNA解旋，以其中的一条 链为模板； 原料：4种核糖核苷酸； 产物：单链的 ； 条件： . 等。mRNAATP、DNA解旋酶、 RNA聚合酶5 (2)翻译：在细胞质的核糖体上， 以 为模板，以转运RNA为运 载工具，合成具有一定氨基酸顺序的 蛋白质的过程。 过程：核糖体与mRNA结合，第 一个携带氨基酸的tRNA的反密码子与 mRNA的第一个密码子互补配对，进 入核糖体上的位点1。信使RNA6 第二个携带氨基酸的tRNA的反密码子 与mRNA的第二个密码子互补配对，进入核 糖体上的位点2。两个氨基酸脱水缩合，第 一个氨基酸通过肽键转移到位点2的tRNA上 。核

3、糖体沿着mRNA移动一个密码子的位置 ，位点1的tRNA离开核糖体，位点2的tRNA 进入位点1，第三个携带氨基酸的tRNA的反 密码子与mRNA的密码子互补配对，进入位 点2，继续肽链的合成，直到读取到mRNA 的终止密码为止。一个mRNA分子可以与多 个核糖体结合，同时进行多条肽链的合成 。7 肽链合成后，从核糖体与mRNA 的复合物上脱离，经过盘曲和折叠等 方式形成具有一定空间结构和功能的 蛋白质分子。 主要场所：细胞质的核糖体； 模板：以 为模板； 原料：20种氨基酸(由tRNA转运) ； 产物：有一定氨基酸顺序的肽链( 蛋白质)。mRNA8 3.密码子： 上三个相邻的碱 基。 4.反

4、密码子：tRNA上的三个相邻碱 基，可以与mRNA上的密码子互补配对。 密码子共有64种，其中61种控制20 种氨基酸，另外3种(UAG、UAA、UGA) 不编码任何氨基酸，被称为终止密码。mRNA9 5.复制、转录、翻译的比较DNA复制转录翻译场所 细胞核(主要)细胞核(主要)核糖体 模板 DNA双链DNA一条链mRNA原料 脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸产物 DNAmRNA肽链(蛋白质)10 二、中心法则 1.概念：中心法则是遗传信息的 转录和翻译过程。包括4条途径： (1)DNA的自我复制：从DNA流 向DNA； (2)转录：从DNA流向RNA； (3)翻译：RNA流向蛋白质； (4)RNA

5、的自我复制：从RNA流 向RNA；11 (5)逆转录：从RNA流向DNA。 修改后的中心法则如下图：12 2.中心法则是表示整个生物界遗传 信息流动方向的图解。实线表示遗传信 息的一般流动方向，发生在绝大多数生 物中；虚线表示在某些病毒中遗传信息 的流动方向，是对中心法则的补充和发 展。13 三、基因控制生物性状的途径 1.基因通过控制酶的合成来控制代谢过 程，从而控制生物的性状。 2.基因通过控制蛋白质分子的结构来直 接影响性状。14 1.如何理解转录时，只以DNA的一条链为模板 来合成mRNA？ 转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过 程。在基因的表达过程中，不能两条链都作为模板 来

6、转录产生两种不同的mRNA。因为基因中的两条 链中有有义链和无义链之分，一般只有无义链有转 录产生mRNA的功能。合成mRNA时，对每个基因 来说仅以其无义链为模板进行，但在整个DNA分子 中，在生物的整个生活史中，不一定总是以同一条 链为模板合成mRNA。15 因此，有义链和无义链之分仅相对 特定基因转录产生mRNA而言，不同基 因的无义链是不同的。因此，DNA两 条链均含有不同的遗传信息。编码链= 信息链=有义链；非编码链=模板链=无 义链。(如图所示：不同基因的无义链 示意图)16 2.关于信使RNA、转运RNA和核糖体 RNA。 (1)信使RNA(mRNA)：单链结构，遗 传信息的携带

7、者，由基因中的无义链转录 产生，其上具有多个密码子，具有特异性 。 (2)转运RNA(tRNA)：三叶草结构，氨 基酸的运载者，其上具有反密码子，其中 反密码子与mRNA上密码子互补，具有专 一性。 (3)核糖体RNA(rRNA)：核糖体的组分 ，由核仁DNA转录产生，含量最多。17 3.关于遗传信息、遗传密码和反 密码子。 (1)存在的位置不同：遗传信息 是指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序 ；遗传密码又称密码子，是指信使 RNA上决定一个氨基酸或决定终止的 三个相邻碱基。反密码子是tRNA分子 上与mRNA分子中互补配对的三个碱 基。18 (2)作用不同：遗传信息是指肽链 中特定氨基酸顺序的最

8、终决定者，而 遗传密码仅能决定某一氨基酸及其位 置。反密码子仅与密码子碱基互补配 对，保证氨基酸与密码子的一一对应 。 (3)特点不同：遗传信息具有特异 性，而遗传密码具有通用性；连 续性；专一性。19 4.基因表达中相关数量计算。 (1)已知蛋白质中的氨基酸数(或 基因中的碱基数)，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)。 基因控制蛋白质的合成要通过转 录和翻译两个过程。20 转录是以基因中的一条脱氧核苷 酸链为模板，按碱基互补配对原则合 成信使RNA的过程，因此转录形成的 信使RNA中的碱基数是相应基因中的 碱基数的一半；翻译是指以信使RNA 为模板合成蛋白质的过

9、程，由于信使 RNA上三个相邻的碱基决定一个氨基 酸，因此蛋白质中的氨基酸数是信使 RNA中的碱基数的三分之一；因此基 因中的碱基数信使RNA中的碱基数 蛋白质中的氨基酸数=631。21 由此可知：已知蛋白质中的氨基酸数为 n(基因中的碱基数为6n)，则控制它合成的 基因中的碱基数至少为6n(蛋白质中的氨基 酸数至多为n)。因真核细胞的基因中不仅存 在非编码区，而且在编码区中还含有不能编 码蛋白质的序列(内含子)，信使RNA中存在 着终止密码。因此实际上基因中的碱基数大 于6n，信使RNA中的碱基数大于3n。因此 ，一般题干中有“最多”、“至少”等字样。在 计算中通常按基因中的碱基数mRNA上

10、的 碱基数肽链中的氨基酸数=631的比值来 计算。22 (2)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 相对分子质量(m)，求控制它合成的 基因中的至少碱基数。 先求组成这个蛋白质的氨基酸数 (X个)。因氨基酸脱水缩合成蛋白质的 过程中要失去X-a分子的水，因此 n=Xm-(X-a)18，X=(n-18a)/(m-18) 个；再求基因中的碱基数。基因中的 至少碱基数=6X=6(n-18a)/(m-18)个。23 (3)已知基因中的碱基数(6n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(假设此蛋白质由a条肽链构成)。 先求它控制合成的

11、蛋白质的氨基 酸数。氨基酸数=6n6=n个；再求它 控制合成的蛋白质的最大相对分子质 量。蛋白质的最大相对分子质量=nm- (n-a)18，其中n-a为失去的水分子数 。转录是以DNA的一条链为模板mRNA的核苷酸序列与( )A.DNA分子的两条链的核苷酸序列互补B.DNA分子的一条链的核苷酸序列互补C.某一tRNA分子的核苷酸序列互补D.所有的tRNA分子的核苷酸序列互补mRNA的核苷酸序列与DNA分子的一条链 的核苷酸序列互补，这条链称为模板链。B25 已知一段mRNA含有30个碱 基，其中A和G有12个，转录该段mRNA 的DNA分子中应有C与T的个数之和是( ) A.12 B.24 C

12、.18 D.30 信使RNA是以基因(DNA)的 一条链为模板，按照碱基互补配对关系合 成的。信使RNA有30个碱基，则基因的模 板链的碱基数目一定为30个，基因有两条 链且碱基互补配对，所以整个基因的碱基 数目为60个，双链DNA中A=T，C=G，所 以C+T=G+A=60/2=30。D26 信使RNA、转运RNA和 核糖体RNA 遗传学上将某种分子上决定一个 氨基酸的三个相邻碱基称为“密码子” ，这种分子是( ) A.肽链 B.DNA C.信使RNA D.转运RNA mRNA上的三个相邻碱基称为一 个密码子。C27 下列关于转运RNA的叙述中，不 正确的是( ) A.转运RNA能运输氨基酸

13、 B.与64种密码子对应中，转运 RNA共有64种 C.转运RNA的基本组成单位是核 糖核苷酸 D.转运RNA上的与密码子配对的 碱基叫反密码子B28 密码子共有64种，由于三个终止 密码子不决定氨基酸，所以，转运 RNA共有61种。 每种转运RNA能识别并转运一种 氨基酸，每种氨基酸有一种或几种转 运RNA能转运它，转运RNA转运氨基 酸到细胞质内。29 复制、转录和翻译的比较 (2009海南)有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是( ) A两种过程都可在细胞核中发生 B两种过程都有酶参与反应 C两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料 D两种过程都以DNA为模板C30 DNA的复制

14、和转录都是以DNA为模板，都可在细胞核、线粒体和叶绿体中进行。复制和转录的原料不同，复制的原料是脱氧核糖核苷酸，转录的原料是核糖核苷酸。 31 下图为细胞中多聚核糖体合成某种 蛋白质的示意图，下列说法正确的是( ) A.该过程的模板是脱氧核苷酸，原 料是20种游离的氨基酸 B.最终合成的链在结构上 各不相同 C.合成的场所在细胞质 D.该过程表明生物体内少量的 mRNA 可以迅速合成出大量的蛋白质D32 该过程的模板是mRNA，原料是游离的 氨基酸；以同一mRNA为模板合成 ，最终结构相同；是mRNA，在细胞核中 合成。33 基因表达中相关数量计 算 由n个碱基组成的基因，控制合 成由1条多肽

15、链组成的蛋白质，氨基 酸的平均相对分子质量为a，则该蛋 白质的相对分子质量最大为( ) A. B. -18( -1) C.na-18(n-1) D. -18( - 1)D34 氨基酸数目mRNA碱基数目基因的 碱基数目=136，n个碱基的基因，对应 的氨基酸数目是n/6，因氨基酸平均相对相 对分子质量为a，则氨基酸总相对分子质 量n/6a，n/6个氨基酸形成一条肽链脱去 (n/6-1)个水分子，脱去水的相对分子质量 为：18(n/6-1)，则脱去水后形成的蛋白质 相对分子质量为：氨基酸总相对分子质量- 脱去水的相对分子质量= -18( -1)。35 某基因由9002个脱氧核苷酸组成 ，该基因控制合成的蛋白质有两条多 肽链。组成此蛋白质最多的氨基酸分 子数目及最少的氨基或羧基数