1、第三节第三节 基因控制蛋白质的合成基因控制蛋白质的合成 学.科.网 1、基因、基因、DNA和染色体的关系：和染色体的关系： 染色体染色体 DNA 基因基因 1、染色体主要由、染色体主要由DNA和蛋白质组和蛋白质组 成；成；一般情况下，每个染色体含有一般情况下，每个染色体含有 一个一个DNA分子。分子。 2、 基因是有基因是有遗传效应的遗传效应的DNA片段，片段， 每个每个DNA上有上有许多许多个基因个基因 一一 从基因到蛋白质从基因到蛋白质 2 染色体、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系：、基因、脱氧核苷酸的关系： 染色体染色体 DNA 基因基因 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 3.3.基因控制蛋白
2、质的合成基因控制蛋白质的合成 细胞核细胞核 核糖体核糖体 细胞质细胞质 问题问题 基因能否直接控制基因能否直接控制 蛋白质的合成？为什么？蛋白质的合成？为什么？ RNA DNA 问题：为什么问题：为什么RNA适于作适于作DNA的信使？的信使？ ( (一一) )转录转录 在在_内，以内，以DNADNA的的_为为_， 按照按照_的原则合成的原则合成_的过程。的过程。 细胞核细胞核 一条链一条链 模板模板 碱基互补配对碱基互补配对 RNARNA 1.1.场所：场所： 主要在细胞核主要在细胞核 2.2.条件条件 模板：模板： 酶：酶： 原料：原料： 能量：能量： 3.3.结果：结果： DNADNA的一
3、条链的一条链 游离的四种核糖核苷酸游离的四种核糖核苷酸 ATPATP DNADNA解旋酶、解旋酶、RNARNA聚合酶等聚合酶等 形成一条形成一条mRNAmRNA 转录转录 DNA与RNA的的碱基互补配对碱基互补配对： A AUU ; T; TA A； C CGG； GGC C 在细胞质中在细胞质中, ,以以mRNAmRNA为模板为模板, ,合成具有合成具有 一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 （二）翻译（二）翻译 思考：思考： 组成蛋白质的氨基酸：组成蛋白质的氨基酸： 信使信使RNARNA的碱基：的碱基： 4 4种碱基如何决定蛋白质的种碱基如何决定蛋白质的2020种氨
4、基酸呢？种氨基酸呢？ 2020种种 4 4种种 如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，即种，即 如果如果3 3个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就可决定个氨基酸就可决定_种，即种，即 如果如果2 2个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，即种，即 4 4 1616 6464 实验验证：实验验证：19611961年英国的克里克和同事用实验证明一年英国的克里克和同事用实验证明一 个氨基酸是由个氨基酸是由m mRNARNA的的3 3个碱基决定，即个碱基决定，即三联体密码子三联体密码子 信使信使RNARNA上决定一个氨基酸的上决定
5、一个氨基酸的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基 密码子密码子: : 决定氨基酸的密码子共有多少种？决定氨基酸的密码子共有多少种？ 氨基酸有多少种氨基酸有多少种? ? U C A U G A U U A mRNAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子 密码子总数是密码子总数是 种，种， 但决定氨基酸的密码子是但决定氨基酸的密码子是 种。种。 所有生物的密码子是所有生物的密码子是 的。的。 6161 6464 一种密码子决定一种氨基酸，一种密码子决定一种氨基酸， 但一种氨基酸可以由但一种氨基酸可以由 不同的不同的 密码子决定。密码子决定。 1 1种或几种种或几种 相同相同 A U G G
6、A A G C A U G U C C G A G C A A G C C G 甲甲 硫硫 氨氨 酸酸 谷谷 氨氨 酸酸 丙丙 氨氨 酸酸 半半 胱胱 氨氨 酸酸 脯脯 氨氨 酸酸 丝丝 氨氨 酸酸 赖赖 氨氨 酸酸 脯脯 氨氨 酸酸 zxxkw 一侧有三个特异的碱基：一侧有三个特异的碱基：反密码子反密码子。 另一侧特异性结合另一侧特异性结合某一种氨基酸某一种氨基酸。 细胞内一共有细胞内一共有61种种tRNA。 A A U A C U 亮氨酸亮氨酸 天冬氨酸天冬氨酸 翻译的执行者翻译的执行者-转运转运RNA（tRNA） 密码子与反密码子密码子与反密码子 A A U 亮氨酸亮氨酸 A C U 天
7、冬氨酸天冬氨酸 一种一种tRNAtRNA只能携带一种氨基酸只能携带一种氨基酸? ? 一种氨基酸只能由一种一种氨基酸只能由一种tRNAtRNA携带携带? ? A U G 异亮氨酸异亮氨酸 翻翻 译译 翻译小结翻译小结 定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNAmRNA为模板合为模板合 成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 原料：原料：_ 多种氨基酸多种氨基酸 场所：场所：_ 过程：过程：_ 细胞质中的核糖体细胞质中的核糖体 起始、延伸、中止起始、延伸、中止 模板：模板：_ 产物：产物：_ 遗传信息传递方向：遗传信息传递方向
8、：_ mRNAmRNA 蛋白质蛋白质 mRNAmRNA 蛋白质蛋白质 一个一个mRNA分子上结合多个核糖体，分子上结合多个核糖体，同时同时合成多条肽链合成多条肽链 三种RNA 核糖体RNA：rRNA 转录、翻译与转录、翻译与DNADNA复制的比较复制的比较 场所场所 模板模板 原料原料 产物产物 遗传信息遗传信息 传递方向传递方向 DNADNA复制：复制： DNA DNADNA DNA 转录：转录： DNA RNADNA RNA 翻译：翻译： RNA ProRNA Pro 游离的脱游离的脱 氧核苷酸氧核苷酸 游离的核游离的核 糖核苷酸糖核苷酸 游离的游离的 氨基酸氨基酸 DNADNA mRNA
9、mRNA 蛋白质蛋白质 DNADNADNADNA DNAmRNADNAmRNA 亲代亲代DNADNA的的 每一条链每一条链 DNADNA的一条链的一条链 的一部分的一部分 （模板链）（模板链） mRNAmRNA 小结小结 RNARNA 基因基因 蛋白质蛋白质 转录转录 翻译翻译 细胞核细胞核 细胞核细胞核 细胞质细胞质 mRNAPromRNAPro 如果一个双链DNA分子上有60 个碱基，那么由它指导合成的 多肽链最多有几个氨基酸？ （不考虑终止密码子） 问题讨论 A AC CU UG GG GA AU U C CU U mRNAmRNA tRNAtRNA U UG GA CA CC CU A
10、U AG GA A 苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸 转录转录 翻译翻译 蛋白质蛋白质 DNADNA A AC CT TG GG GA AT T C CT T T TG GA AC CC CT TA A G GA A 肽键肽键 肽键肽键 DNA碱基数：碱基数：mRNA碱基数：氨基酸数量碱基数：氨基酸数量=？ 二、基因对性状的控制二、基因对性状的控制 RNA DNA 蛋白质蛋白质 转录转录 翻译翻译 复制复制 以上中心法则是否完善呢？以上中心法则是否完善呢？ RNARNA 资料分析资料分析 2 2：结论：结论： RNARNA病毒中，在病毒中，在 作用下，能以作用下，能以 为模板为模板 合成合
11、成 。这个过程叫。这个过程叫 过程。过程。 病毒的病毒的RNARNA能以能以 为模板，进行为模板，进行 。 资料分析资料分析 1 1：结论：结论： 复制复制 逆转录酶逆转录酶 RNARNA DNADNA 逆转录逆转录 1 中心法则及发展中心法则及发展 RNA DNA 蛋白质蛋白质 转录转录 翻译翻译 复制复制 逆转录逆转录 复制复制 中心法则和中心法则和中心法则的发展中心法则的发展 基因通过控制基因通过控制_合成来控制代谢过程，进而控合成来控制代谢过程，进而控 制生物体的制生物体的_ 酶的酶的 性状性状 基因还能通过控制蛋白质的基因还能通过控制蛋白质的_而而_ 控制生物体的控制生物体的_ 性状
12、性状 结构结构 直接直接 以上实例涉及的都是以上实例涉及的都是 基因对生物体性状的控制基因对生物体性状的控制 单个单个 基因和性状的关系都是简单的线性关系吗？基因和性状的关系都是简单的线性关系吗？ 不是！不是！ 单基因控制某性状单基因控制某性状 多多 人的身高、血压、智力、长人的身高、血压、智力、长 相、记忆力、性格、自尊、相、记忆力、性格、自尊、 对社会的态度等对社会的态度等 有哪些性状是有多个基因共同控制的？有哪些性状是有多个基因共同控制的？ 2 2 基因、蛋白质与性状的关系基因、蛋白质与性状的关系 三、人类基因组计划三、人类基因组计划 1990年正式启动，到年正式启动，到2003年，人类
13、基因组年，人类基因组 的测序任务已圆满完成。其中中国是参与的的测序任务已圆满完成。其中中国是参与的 唯一的发展中国家，承担了唯一的发展中国家，承担了1%的测序任务。的测序任务。 人类基因组计划中，测序是测定人的多少条染人类基因组计划中，测序是测定人的多少条染 色体？色体？ A、23 B、24 C、25 D、46 1 1、一条多肽链上有氨基酸、一条多肽链上有氨基酸300300个，则作为合成该多肽链个，则作为合成该多肽链 模板的信使模板的信使RNARNA分子和转录信使分子和转录信使RNARNA的的DNADNA分子至少要分子至少要 有碱基多少个？有碱基多少个？ A.300A.300；600 B.90
14、0600 B.900；18001800 C.900C.900；900 D.600900 D.600；900900 2 2、某生物基因单链的一段是、某生物基因单链的一段是G GC CA AG GA AC CA AA AA A 若以此链为模板，经转录翻译形成的多肽链上所对应若以此链为模板，经转录翻译形成的多肽链上所对应 的氨基酸顺序是的氨基酸顺序是 苯丙氨酸苯丙氨酸UUUUUU； 天冬氨酸天冬氨酸GACGAC； 亮氨酸亮氨酸CUGCUG； 赖氨酸赖氨酸AAAAAA； 精氨酸精氨酸CGUCGU； 丙氨酸丙氨酸GCAGCA A.A. B.B. C.C. D.D. 3 3、DNADNA复制，转录和翻译后
15、所形成的产物分别是复制，转录和翻译后所形成的产物分别是 A ADNADNA，RNARNA，蛋白质，蛋白质 B BDNADNA，RNARNA和氨基酸和氨基酸 C CRNARNA，DNADNA和核糖和核糖 D DRNARNA，DNADNA和蛋白质和蛋白质 4 4、在胰蛋白质酶合成过程中，决定它性质的根、在胰蛋白质酶合成过程中，决定它性质的根 本因素是本因素是 A AmRNAmRNA B BtRNAtRNA C CDNADNA D D核糖体核糖体 zxxkw 根据转录和翻译过程填充根据转录和翻译过程填充 DNADNA双链双链 G G 信使信使RNARNA 转运转运RNARNA 氨基酸氨基酸 丙氨酸（密码丙氨酸（密码 GCA GCA ） C C A A C C G G T T G G C C A A C C G G U U
