1、第1节 基因指导蛋白质合成 一轮复习 第1节 基因指导蛋白质合成 遗传 信息 转录 1.如何设计一个实验说明RNA可能就是基因与蛋 白质之间的信使？ 2.作为信使需要具备什么条件？ 3.RNA适于作为信使的原因 4.转录过程（定义、过程、基本条件、产物的 种类） 遗传 信息 翻译 1.定义 2.碱基与氨基酸之间的对应关系:，密码子 3.运输氨基酸的工具tRNA 4.翻译的过程 5.高效翻译机制多聚核糖体 基因如何指导蛋白质合成？ 1.基因是_ 的DNA片段。 有遗传效应 2.DNA主要存在于真核 细胞的_中。 细胞核 3.蛋白质是在_中 合成的。 细胞质 一、遗传信息的转录 1.如何设计一个实
2、验说明RNA可能就是基因不蛋白质 乊间的信使？ 实验思路： 加入加入RNARNA酶降解细胞中的酶降解细胞中的RNARNA后，蛋白质合成停止，后，蛋白质合成停止， 再加入细胞中提取的再加入细胞中提取的RNARNA后，细胞又可重新合成蛋后，细胞又可重新合成蛋 白质。说明白质。说明RNARNA就是基因与蛋白质之间的信使。就是基因与蛋白质之间的信使。 实验结果及结论： 加入加入RNARNA酶降解细胞中的酶降解细胞中的RNARNA，观察蛋白质合成情况，再，观察蛋白质合成情况，再 加入从细胞提取的加入从细胞提取的RNARNA，观察蛋白质的合成情况。，观察蛋白质的合成情况。 一、遗传信息的转录 1.如何设计
3、一个实验说明RNA可能就是基因不蛋白质 乊间的信使？ 1955年年Brachet用洋葱根尖和变形虫进行了实验；用洋葱根尖和变形虫进行了实验； 若若加入加入RNA酶降解细胞中的酶降解细胞中的RNA，则蛋白质合成就，则蛋白质合成就 停止，若停止，若再加入从酵母中提取的再加入从酵母中提取的RNA，则又可以重，则又可以重 新合成一些蛋白质。新合成一些蛋白质。 2.作为信使需要具备什么条件？ 能在细胞核中产生并转移到细胞质中。能在细胞核中产生并转移到细胞质中。 能储存（或携带）携带遗传信息能储存（或携带）携带遗传信息 如何设计实验追踪RNA的产生和转移？ 1955Goldstein和和Plaut用用放射
4、性同位素标记放射性同位素标记变形虫变形虫 RNA的原料的原料，发现放射性都在核内，然后将细胞，发现放射性都在核内，然后将细胞 核转移到未标记的变形虫中。经过一段时间发现核转移到未标记的变形虫中。经过一段时间发现 放射性已在细胞质中。放射性已在细胞质中。 放射性标记的放射性标记的RNA原料最可能是：原料最可能是：_。 3H-尿嘧啶 3.RNA适于作为信使的原因 能够储存遗传信息 它的分子结构与DNA很相似，也是由基本单位 核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。 容易转移到细胞质 RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核 孔转移到细胞质中。 DNA不RNA在化学组成的异同 4.转录过程 定义：
5、 主要在细胞核中，通过_以_ 为模板合成RNA的过程叫做转录。 RNA聚合酶 DNA的一条链 DNA RNA DNA RNA RNA聚合酶 游离的核糖核苷酸 过程： 第1步：DNA双螺旋链解开，碱基暴露出来。 过程： 第2步：游离的核糖核苷酸不DNA模板链上的碱基互 补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成。 过程： 第3步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的 mRNA分子上。 过程： 第4步：合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA 双螺旋恢复。 过程： 总结： 解旋 配对 连接 释放 转录所需的基本条件 模板 原料 酶 能量 DNA的一条链 种游离的核糖核苷酸 RNA聚合酶等
6、细胞提供（如：ATP提供） 转录产物(RNA的类型) 二、遗传信息的翻译 1.定义： mRNA合成以后，通过核孔进入细胞质中。游离 在细胞质中各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有 一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。 mRNA 蛋白质 2.碱基不氨基酸乊间的对应关系 密码子 定义： mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这 样的碱基叫做1个密码子。 种类： 64(43)种 3种终 止密码 61种编码 20种氨基酸 UAA UAG UGA 在特殊情况下可编码第21 种氨基酸：硒代半胱氨酸 UAG 编码甲硫氨酸同时作 为起始密码 GUG 编码缬氨酸，在原核 生物中作为起始密码 时编
7、码甲酰甲硫氨酸 甲硫氨酸、色氨酸和硒代半 胱氨酸只有1个密码子。 a.简并性 含义： 绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现 象称为密码子的简并性。 意义： 可以减少有害突变。简并性使得那些由于 基因突变造成的使密码子中碱基被改变， 仍然能编码原来氨基酸的可能性大为提高。 b.几乎一切生物共用一套遗传密码 说明地球上生物有共同起源。 为基因工程提供了理论依据。 密码子的特点： 3.运输氨基酸的工具tRNA 碱基互 补配对 三叶草结构： 比mRNA小，RNA单 链经过折叚形成4环4 臂，环的部分没有碱 基互补配对，臂的部 分由于碱基互补配对 形成氢键。 3.运输氨基酸的工具tRNA 反密码子 反密
8、码子： 反密码子环中有三个相邻碱 基可以不mRNA上的密码子 互补配对，叫做反密码子。 3端是结合氨基酸的部位。 每种tRNA只能识别并运输 一种氨基酸。 结合 氨基 酸的 部位 （反密码子） tRNA （61种密码子） mRNA 氨基酸 （20种） 互补配对 mRNA、tRNA和氨基酸乊间的对应关系 一种tRNA只能识别并运输一种氨基酸，一种氨基 酸可能被多种tRNA运输。 丌是所有的密码子都有不乊对应的反密码子 4.翻译的过程 第1步 mRNA进入细胞质，不核 糖体结合，携带甲硫氨酸 (Met)的tRNA，通过不密 码子AUG互补配对，进入 第一个位置。 第2步 携带异亮氨酸(Ile)的t
9、RNA以同样方式进入第二位。 第2步 携带异亮氨酸(Ile)的tRNA以同样方式进入第二位。 第3步 甲硫氨酸通过不异亮氨酸形成肽键而转移到占据第二 位置的tRNA上。 肽键 第4步 核糖体读取下一个密码子，原来占据第一位置的tRNA 离开核糖体，占据第二位置的tRNA进入第一位置。 第4步 一个新的携带甘氨酸(Gly)的tRNA进入第二位置，继 续肽链的合成。 重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到mRNA上终止 密码子时，释放因子进入该位置，多肽链合成停止并 释放。 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半
10、脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过
11、程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C
12、C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U
13、A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C
14、U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 翻译过程翻译过程 U A C C U U C G U A C A G G C U C G U U C
15、甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 G G C U C G U U C 甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯 丝丝 赖赖 总结：总结：翻译过程翻译过程 5.高效翻译机制多聚核糖体 正在合成的肽链 核糖体 mRNA 一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同 进行多条肽链的合成。 意义：少量的mRNA分子就可以在迅速合成大量 的蛋白质。 翻译所需基本条件 1.模板：_ 2.原料：_ 3.酶：_ 4.能量：_ 5.工具：_ 6.装配机器：_ mRNA 氨基酸 多种酶 ATP等提供 tRNA 核糖体 原核生物基因组 转录和翻译可同 时进行。 真核生物的核基 因组由于核膜的 阻隔，只能先转 录完成后，
16、再进 行翻译。 总结总结 总结总结 细胞核（主要）细胞核（主要） 细胞核（主要）细胞核（主要） 细胞质细胞质/核糖体核糖体 总结总结 细胞核（主要）细胞核（主要） 细胞核（主要）细胞核（主要） 细胞质细胞质/核糖体核糖体 亲代亲代DNA两条链两条链 DNA的一条链的一条链 mRNA 总结总结 细胞核（主要）细胞核（主要） 细胞核（主要）细胞核（主要） 细胞质细胞质/核糖体核糖体 亲代亲代DNA两条链两条链 DNA的一条链的一条链 mRNA 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸 20种氨基酸种氨基酸 总结总结 细胞核（主要）细胞核（主要） 细胞核（主要）细胞核（主要） 细胞质细
17、胞质/核糖体核糖体 亲代亲代DNA两条链两条链 DNA的一条链的一条链 mRNA 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸 20种氨基酸种氨基酸 解旋酶解旋酶 DNA聚合酶聚合酶 RNA聚合酶聚合酶 多种酶多种酶 总结总结 细胞核（主要）细胞核（主要） 细胞核（主要）细胞核（主要） 细胞质细胞质/核糖体核糖体 亲代亲代DNA两条链两条链 DNA的一条链的一条链 mRNA 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸 20种氨基酸种氨基酸 解旋酶解旋酶 DNA聚合酶聚合酶 RNA聚合酶聚合酶 多种酶多种酶 ATP等提供等提供 ATP等提供等提供 ATP等提供等提供 总结总
18、结 细胞核（主要）细胞核（主要） 细胞核（主要）细胞核（主要） 细胞质细胞质/核糖体核糖体 亲代亲代DNA两条链两条链 DNA的一条链的一条链 mRNA 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸 20种氨基酸种氨基酸 解旋酶解旋酶 DNA聚合酶聚合酶 RNA聚合酶聚合酶 多种酶多种酶 A-T，T-A C-G，G-C A-U，T-A C-G，G-C A-U，U-A C-G，G-C ATP等提供等提供 ATP等提供等提供 ATP等提供等提供 总结总结 细胞核（主要）细胞核（主要） 细胞核（主要）细胞核（主要） 细胞质细胞质/核糖体核糖体 亲代亲代DNA两条链两条链 DNA的一条链的一
19、条链 mRNA 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸 20种氨基酸种氨基酸 解旋酶解旋酶 DNA聚合酶聚合酶 RNA聚合酶聚合酶 多种酶多种酶 A-T，T-A C-G，G-C A-U，T-A C-G，G-C A-U，U-A C-G，G-C DNA RNA 蛋白质蛋白质 ATP等提供等提供 ATP等提供等提供 ATP等提供等提供 抗菌药物 抗菌机理 青霉素 抑制细菌细胞壁的合成 环丙沙星 抑制细菌DNA解旋酶的活性 红霉素 能与细菌细胞中的核糖体结合 利福平 抑制敏感型的结核杆菌的RNA聚合酶的活性 抗生素是目前临床上应用较为广泛的特效抗菌药物，下 表为某些抗菌药物及其抗菌作用
20、的机理 DNA(基因)、mRNA上碱基数目不氨基酸数目乊间 的关系，如下图所示： 1.细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次 黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互 补配对时，存在如图所示的配对方式(GIy表示甘氨酸)。 下列说法错误的是（ ） A.一种反密码子可以识别不同的密码子 B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合 C. tRNA 分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成 D. mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变 C 2.为分析细胞中肽链合成过程中肽链的延伸方向，研究人员用含 3H的亮氨酸标记合成中的蛋白质（氨基酸序列已知）。适宜时 间后从细胞
21、中分离出合成完成的此蛋白质的肽链，用蛋白酶处理 肽链，获得6种肽段，检测不同肽段3H的相对掺入量（肽段的放 射性强度占这一肽段所有亮氨酸均被标记后的放射强度的百分 比）。用3H的相对掺入量对N端至C端排序的肽段作图,结果如下 图所示。关于此实验分析不正确的是（ ） A.3H标记的亮氨酸会同时掺 入多条正在合成的肽链中 B.亮氨酸在肽链中分布不均， 故不能直接比较各肽段的放 射性强度 C.带3H标记的完整肽链被蛋 白酶处理后得到的六个肽段 也均具有放射性 D.离C端近的肽段上3H相对掺 入量高，可推测肽链合成从N 端开始 C 3.下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述 中正确的是
22、( ) A图中表示4条多肽链正在合成 B转录尚未结束，翻译即已开始 C多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译 D多个基因在短时间内可表达出多条多肽链 C 4.图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程， 回答有关问题。回答有关问题。 （1）图示甲、乙、丙过程分别表示）图示甲、乙、丙过程分别表示_、_和和 _的过程，丙过程进行的方向是的过程，丙过程进行的方向是_。 DNA复制复制 转录转录 翻译翻译 从左到右从左到右 4.图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程， 回答有关问题。
23、回答有关问题。 （2）转录时，与转录时，与DNA中起点结合的酶是中起点结合的酶是_。一个。一个 细胞周期中，乙过程在每个起点可起始多次；细胞核中的甲过细胞周期中，乙过程在每个起点可起始多次；细胞核中的甲过 程在每个起点一般起始程在每个起点一般起始_次。次。 RNA聚合酶聚合酶 1 4.图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程， 回答有关问题。回答有关问题。 （3）丙过程在核糖体中进行，通过）丙过程在核糖体中进行，通过_上的反密码子来识上的反密码子来识 别别mRNA上的碱基，将氨基酸转移到相应位点上。上的碱基，将氨基酸转移到相应位点上
24、。 tRNA 4.图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程， 回答有关问题。回答有关问题。 （4）AUG是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子，是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子， 某种分泌蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是新生肽链某种分泌蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是新生肽链 经经_和和_细胞器加工修饰的结果。细胞器加工修饰的结果。 内质网内质网 高尔基体高尔基体 5.人的线粒体DNA能够进行自我复制，并在线粒体中 通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，下列说法正 确的是( ) A.线粒体DNA复制时需要
25、以核糖核苷酸作为原料 B.线粒体DNA进行转录时需要DNA聚合酶的参与 C.线粒体中存在识别并能转运特定氨基酸的tRNA D.线粒体DNA发生突变后可通过父亲遗传给后代 C 6.关于RNA的叙述，正确的是( ) A.75个碱基组成的tRNA，其上含有25个反密码子 B.900个碱基组成的mRNA，其上含有的密码子均决 定氨基酸 C.结核杆菌的rRNA的形成不核仁密切相关 D.人体的丌同细胞中，mRNA的种类丌一定相同 D 7.人的多种生理生化过程都表现出一定的昼夜节律。研 究表明，下丘脑SCN细胞中PER基因表达与此生理过程 有关，其表达产物的浓度呈周期性变化，下图为相关过 程。据此判断，下列
26、说法错误的是( ) A.垂体细胞也含有PER基因，图2过程的原料为核糖核 苷酸 B.PER基因的表达过程存在反馈调节 C.图3中核糖体沿着mRNA从右往左移动 D.由图3可知，决定“天”氨基酸的密码子为GAC C 8.生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA蛋白质复 合物的形式存在。下列相关叙述错误的是( ) A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA蛋白质复合 物 B.真核细胞的核中有DNA蛋白质复合物，而原核细胞 的拟核中没有 C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能 是DNA聚合酶 D.若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含 有RNA聚合酶 B 9.长链非编码RNA(ln
27、cRNA)是长度大于200个碱基，具 有多种调控功能的一类RNA分子。如图表示细胞中 lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下 列问题： (1)细胞核内各种RNA 的合成都以_ _为原料，催化 该反应的酶_。 (2)转录产生的RNA中， 提供信息指导氨基酸 分子合成多肽链的是 _，此过程中还 需要的RNA有_。 四种核糖 核苷酸 RNA聚合酶 mRNA tRNA和rRNA 9.长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具 有多种调控功能的一类RNA分子。如图表示细胞中 lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下 列问题： (3)lncRNA前体加工成 熟后，
28、有的与核内 _(图示)中 的DNA结合，有的能 穿过_(图示)与 细胞质中的蛋白质或 RNA分子结合，发挥 相应的调控作用。 染色质 核孔 9.长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具 有多种调控功能的一类RNA分子。如图表示细胞中 lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下 列问题： (4)研究发现，人体感 染细菌时，造血干细 胞核内产生的一种 lncRNA，通过与相应 DNA片段结合，调控 造血干细胞_， 增加血液中单核细胞、 中性粒细胞等吞噬细 胞的数量。 分化 9.长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具 有多种调控功能的一类RNA分子。如图表示细胞中 lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下 列问题： 该调控过程的主要生 理意义是 _ _。 增强人体的免疫抵 御能力 10.如图所示，四个试管内都有产物生成。下列分析不 合理的是( ) A.试管a与d、b与c中产物类型是相同的 B.四个试管中都遵守相同的碱基互补配对原则 C.试管a与b中的反应主要发生在细胞核中，也可发生 在细胞质中 D.四个试管中所需要的酶的种类可能不同 B
