1、第1节 基因控制蛋白质的合成学习目标1概述遗传信息的转录和翻译。2运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。吉林省梨树县第一高级中学姜万录基因控制生物性状指导合成蛋白质体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？思考几个问题1、遗传物质主要存在于细胞的什么部位？2、生物的性状或生命的主要功能由什么物质承担？3、蛋白质的合成在细胞的什么部位？4、在基因表达过程中DNA如何指导蛋白质合成的？请猜测可能的途径？其中哪一途径最合理，为什么？DNA主要位于细胞核蛋白质核糖体控制基因控制蛋白质的合成 DNA RNARNA蛋白质转 录翻 译DNA携带的遗传信息是怎样传递
2、到细胞质中去的呢？一、遗传信息的转录1.RNA与DNA有哪些区别？DNA与RNA的比较 DNA RNA 结构 组成单位 碱基 嘌呤 A、G A、G 嘧啶 C、T C、五碳糖 无机酸 磷酸 磷酸 主要存在部位 规则的双螺旋通常为单链脱氧核苷酸核糖核苷酸U(尿嘧啶)脱氧核糖核糖细胞核细胞质RNA的种类信使 RNA mRNA核糖体 RNA rRNA 转运 RNA tRNA 2.RNA有哪些类型？一、遗传信息的转录三种RNA都能携带遗传信息吗？信使RNA(mRNA)：遗传信息传递的媒介。核糖体RNA(rRNA)：与蛋白质构成核糖体。转运RNA(tRNA)：转运氨基酸的工具。携带遗传信息，其上的密码子决
3、定蛋白质中氨基酸的序列。是控制蛋白质合成的模板。多呈三叶草。有反密码子。能识别密码子，可运载特定的氨基酸到相应的位置。有大小两个亚基。能确保结合上去的mRNA正确地定向。RNA还有什么功能？RNA除去前述功能还具有催化和作为某些生物遗传物质的功能。它也是由基本单位核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，因RNA中没有T，DNA中没有U，所以当RNA与DNA有关系时，U与配对。RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。4.DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？3.为什么RNA适
4、于作DNA的信使？1、什么叫转录？转录的单位是什么？在哪进行？问题：2、DNA的两条链都能转录吗？转录需要哪些条件？3、DNA链完全解开吗？在转录过程中碱基互补配对原 则有什么特殊情况？4、DNARNA如何转录，特点是什么？结果如何？思考与讨论：如下所示为一段DNA分子，如果以链为模板进行转录，试回答下列问题：DNA 链：ATGATAGGAAAC链：TACTATCCCTTTG1.写出对应的mRNA的碱基顺序。2.转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？3.转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基 序列有哪些异
5、同？复 制转 录场 所解 旋模 板原 料酶能 量碱基配对产 物列表比较转录与DNA复制有什么区别？二、遗传信息的翻译1、什么叫翻译？游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。问题：转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？遗传信息到达细胞质后，细胞又是怎样解读的呢？mRNA：碱基的数量排列顺序种类蛋白质：氨基酸的数量排列顺序种类决定决定决定?种?种4种20种讨论：至少要多少个碱基的不同排列顺序才能够决定20种不同的氨基酸？一个碱基决定一个氨基酸，41=4二个碱基决定一个氨基酸，
6、42=16三个碱基决定一个氨基酸，43=642、碱基与氨基酸的对应关系是怎样的？二、遗传信息的翻译UCAUG A UUAmRNA 密码子 密码子 密码子 什么叫密码子？密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基二、遗传信息的翻译第1个字母第2个字母第3个字母密码子苯丙氨酸U U U UUU？精氨酸A G G AGG 终止密码子：、_ 种类 起始密码子：（甲硫氨酸）（种）_（缬氨酸）编码氨基酸的密码子_种 所有生物的密码子是 的。61 64 一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由 不同的密码子决定。1种或几种 相同AUG GUG UAA UAG UGA 遗传密码共64个，能决定氨基酸
7、的遗传密码只有61个。有3个终止密码子，没有对应的氨基酸。（起始密码子）一个密码子决定一个特定的氨基酸。简并性：色氨酸及甲硫氨酸各只有一个密码。多数氨基酸有二个以上的密码子。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。遗传密码有哪些特点？通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。二、遗传信息的翻译思考与讨论：1、已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能写出对应的氨基酸序列吗？2、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据这一事实，你能想到什么？3、从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做密码的简并。你认为密码的
8、简并对生物体的生存发展有什么意义？二、遗传信息的翻译 转运RNA(tRNA)3.氨基酸转运工具是什么？-tRNA 1、形态：三叶草形 2、结构：一端为氨基酸结合的部位 另一端为反密码子，能与与密码子碱基互补配对。3、种类：61种。（实际不详）二、遗传信息的翻译遗传信息、密码子、反密码子有何区别和联系？比较项目 概念 作用 存在位置 种类、数量 特点 相互联系 遗传 信息 密码子 反密码子 第1步 mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1.4.mRNA是怎样翻译蛋白质的？第2步 携带组氨酸的tRNA以同样方式进入位点2.第3步 甲硫氨酸通过与
9、组氨酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上。第4步 核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到mRNA的终止密码。问题：（1）DNA转录形成的mRNA从细胞核中出来进入细胞质中，与核糖体结合穿过几层磷脂双分子层？（2）氨基酸如何进入核糖体？哪个氨基酸进入是由什么决定的？（3）一个核糖体中有几个tRNA的结合位点？（4）翻译的起始位点是哪里？核糖体中的两个氨基酸形成肽键后转移到占据哪个位点上的tRNA上？肽链是如何形成的？（5）如何在短时间内由一条mRNA
10、合成出多个相同的蛋白质分子？结合上图判断翻译的方向，并说明判断的依据。翻译过程中产生的多条多肽链有什么特点？翻译过程中核糖体沿mRNA移动还是mRNA沿核糖体移动？翻译合成的多肽链是否能承担相应的生命活动？转 录翻 译定 义场 所模 板信息传递方向原 料产 物实 质比较翻译与转录有哪些区别？结合下面图解，思考讨论：(1)基因中的碱基数、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系？(2)在蛋白质合成过程中，DNA中碱基数、mRNA中碱基数、氨基酸数是否一定遵循以上数量关系？场所：核糖体 产物：多肽 模板：mRNA 原料：氨基酸 酶和能量：相关酶及ATP tRNA 条件翻译转录
11、场所：主要在胞核 产物：RNA 模板：DNA分子的一条链 原料：核糖核苷酸 酶：RNA聚合酶 能量：ATP 条件DNA mRNA 蛋白质 遗传信息传递 课堂小结 基因指导蛋白质的合成随堂检测1.下列哪一组物质是RNA的组成成分()A.脱氧核糖核酸和磷酸 B.脱氧核糖碱基和磷酸 C.核糖碱基和磷酸 D.核糖嘧啶和核酸 2下列生理功能与RNA功能无关的是()A催化细胞内的某些生化反应 B转运氨基酸 C与核糖体结合，是合成蛋白质的场所 D携带着生物体细胞内的全部遗传信息 CD3.右图为真核生物信使RNA合成过程示意图，请据图判断下列叙述错误的是()A该过程主要发生在细胞核中B图中是以四种核糖核苷酸为
12、原料合成的信使RNAC如果图中表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶D图中的合成后通过核孔进入细胞质中与核糖体结合4关于密码子的叙述正确的是 （）A能编码氨基酸的密码子为64个 B一种氨基酸可能有多种对应的密码子CGTA只能编码一种氨基酸 D同一种密码子在人和大肠杆菌细胞中编码的氨基酸不同CB5.下列说法不正确的是（）A.一种转运RNA只能转运一种氨基酸B.一种氨基酸的密码子可以有多种C.一种氨基酸可以由几种转运RNA来转运D.一种氨基酸只能由一种转运RNA来转运6.根据下表内容分析，色氨酸的密码子是（）A.ACG B.AGG C.UCG D.UGGDD7.转录、翻译的模板分别是（）A.tRNA
13、、DNA的一条链 B.rRNA、mRNAC.DNA的一条链、mRNA D.DNA的一条链、tRNA8.合成一条含1000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA的个数，信使RNA上的碱基个数和双链DNA上的碱基对数至少依次是（）A1000个、3000个和3000对 B1000个、3000个和6000对 C300个、300个和3000对 D1000个、3000个和1500对 CA9如图表示以DNA为模板转录RNA的过程图解。图中4、5表示两种功能不同的酶，请据图分析回答下列问题：（1）在玉米的叶肉细胞中，能够进行该过程的细胞结构有。（2）转录过程中，DNA首先在 的催化作用下，将DNA分子中碱基对内的断
14、开，该过程称为。（3）然后在 的催化作用下，以其中的甲链为模板，以 为原料，由提供能量，按照原则，合成出 。（4）在真核细胞的细胞核中，转录的产物通过进入到细胞质中，与结合在一起指导蛋白质的生物合成。细胞核 叶绿体 线粒体5解旋酶氢键解旋4RNA聚合酶3四种游离的核糖核苷酸ATP碱基互补配对2信使RNA核孔核糖体10.在下图中括号内标出字母代表物质的名称，并回答下列问题。(1)这是表示蛋白质合成中的_过程，是在_内进行的。(2)由图中的mRNA链可知DNA模板链上对应的碱基序列为_。(3)该图表明图中所合成的蛋白质的氨基酸排列顺序是由mRNA上的_决定的，而mRNA上的这种顺序是由基因的_的排列顺序决定的。4)参与该段多肽链合成的tRNA有_个，图中一个正被运载的氨基酸是_，其前接的一个氨基酸是_，其中将要连接上的氨基酸是_(相关密码见教材密码表)。A.多肽链 B氨基酸 CtRNA DmRNAE核糖体(1)翻译 细胞质(2)ACCCGATTTGCC(3)密码子 脱氧核苷酸对(碱基对)(4)4 丙氨酸 色氨酸 赖氨酸谢谢
