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第 1 节 基因指导蛋白质的合成

第 1 节 基因指导蛋白质的合成. 主备人：寇永华 审核人：王物生. 作为遗传物质的基本条件. (2) 能携带遗传信息 ( 碱基排列顺序代表遗传信息， 4 n ). (1) 有稳定的结构 ( 规则的双螺旋 ). (3) 精确复制，传递遗传信息 ( 子代获得了亲代复制的一份 DNA ，故在性状上与亲代相似 ). (4)DNA 上的基因控制蛋白质合成，从而控制生物的性状. 1 个 DNA 分子. …. 基因 A. 基因 h. 基因 g. 基因 R. 基因 D. …. 性状 1. 性状 2. 性状 3. 性状 m. 性状 n.

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第 1 节 基因指导蛋白质的合成

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  1. 第1节 基因指导蛋白质的合成 主备人：寇永华 审核人：王物生

  2. 作为遗传物质的基本条件 (2)能携带遗传信息 (碱基排列顺序代表遗传信息，4n) (1)有稳定的结构 (规则的双螺旋) (3)精确复制，传递遗传信息 (子代获得了亲代复制的一份DNA，故在性状上与亲代相似) (4)DNA上的基因控制蛋白质合成，从而控制生物的性状

  3. 1个DNA分子 … 基因A 基因h 基因g 基因R 基因D … 性状1 性状2 性状3 性状m 性状n ★一个DNA上有许多基因。 ★基因是决定生物性状的结构和功能的基本单位。

  4. 黄身 白眼 红宝石眼 截翅 朱红眼 深红眼 棒眼 短硬毛 基因在染色体是呈线形排列 基因-----有遗传效应的DNA片断 1、人类对基因认识的主要历程 ①19C60Y，孟德尔，“性状受遗传因子控制” 遗传因子仅是一种逻辑推理产物。 ②20C初，基因存在于染色体上并呈线性排列； 得出“染色体是基因的载体”的结论; 不知道基因的化学组成。 ③20C50Y，提出DNA双螺旋结构模型 基因的本质：具有遗传效应的DNA片断。

  5. 无遗传效应的DNA片断(不是基因) DNA 具有遗传效应的DNA片断(基因) 基因的本质：具有遗传效应的DNA片断 能控制生物性状 (1)何为“有遗传效应” 能指导蛋白质合成 能转录出mRNA (2)基因与DNA的关系： 基因是DNA中的一个片断； 1个DNA上有许多基因； DNA上还有大量非遗传效应的片断，这此片断不叫基因；

  6. (3)基因与染色体的关系： ◆一条(没复制的)染色体有1个DNA分子； ◆复制后的每一条染色体含2个DNA分子； ◆DNA主要存在于细胞核中，与蛋白质结合形成染色体； 染色体是DNA和基因的主要载体； 线粒体、叶绿体中也有基因； 基因的化学组成及遗传信息 基因由许多脱氧核苷酸组成； 不同的基因脱氧核苷酸顺序不同 不同的基因含有不同的遗传信息

  7. 基因的复制 ※基因的复制是通过DNA分子的复制来完成的。 基因的作用 储存遗传信息 控制蛋白质的合成 基因的作用 ※基因的表达：基因控制蛋白质合成，由蛋白质表现的性状。 (基因不能直接表现性状，只能借助蛋白质控制性状)

  8. 核孔 需表达的基因 叶绿体 DNA mRNA 肽链 细胞核 mRNA 核糖体 线粒体 细胞质 基因控制蛋白质合成包括“转录”和“翻译”两阶段

  9. 转 录 1、场所： 细胞核(主要)； 叶绿体、线粒体(少数) 2、概念： 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 ◆①以1条链为模板 (DNA复制是2条线链为模板) DNA恢复正常，新增1个mRNA 转录前 转录中 转录结束 DNA复制 DNA两条链均为模板， 1个DNA变成相同的2个DNA

  10. ◆②转录时，仍遵循碱基互补配对原则 T A C C G T T T A C C G T T A T G G C A A DNA复制 A T G G C A A T A C C G T T A T G G C A A C C G T A A T G C C T A C G G A A T G C C T 转录 U A A U G C C A T G C C T T A C G G A G G C A T T A C G G ◆③DNA整个分子都复制 只有需表达基因才转录。(基因选择表达是细胞分化实质)

  11. 3、转录过程： (1)在RNA聚合酶的作用下，需要表达的基因双链解开 (2)以1条链为模板，在RNA聚合酶的作用下，以游离的核糖核苷为原料，按碱基互补配对原则，合成mRNA链。 (3)mRNA从DNA链上释放，解开的DNA恢复双螺旋结构。 解旋 正在连接的核糖核苷酸 mRNA 模板链 RNA聚合酶 游离的核糖核苷酸

  12. 4、转录结果： (1)产生了单链的mRNA (2)DNA将遗传信息传递到了mRNA 5、DNA与RNA比较： 核糖核苷酸 (磷酸、核糖、AUGC) 脱氧核苷酸 (磷酸、脱氧核糖、ATGC) 为基因表达服务 储存和传递遗传信息 mRNA rRNA tRNA (三叶草型) 规则的双螺旋 单链 mRNA(核中合成，在质中与核糖体结合 传递信息、翻译模板) rRNA(核糖体成分) tRNA(质中；识别、搬运特定氨基酸) 细胞核(染色体) 细胞质(叶绿体、线粒体) DNA复制 部分RNA病毒逆转录 DNA转录 RNA病毒复制

  13. 1、归纳RNA的作用 ①少数酶为RNA ②RNA病毒的遗传物质 ③遗传信息的信合---mRNA ④某些细胞结成的成份-------核仁、核糖体中rRNA ⑤识别并搬运特定AA-----tRNA 2、判断DNA和RNA A+G=T+C------双链DNA 有T-----DNA 有U-----RNA A+G≠T+C-----单链DNA (多为单链) 3、有细胞结构的生物含2种核酸(DNA,RNA)、 5种碱基(AGCTU)、 8种核苷酸。 同一DNA，不同基因模板链可能不同。 基因A 基因B 基因C DNA 彩色为模板链

  14. 【例】根据下图，回答下列问题： 转录 (1)上图表示DNA的过程；图中共有种碱基，共有种核糖；该生物的遗传物质由种核苷酸组成。 5 2 4 (2)产生链③需要的原料是、酶是；能量是；模板链是链。 4种核糖核苷酸 RNA聚合酶 ① ATP A T U (3)①链中的?处应填的字母是，②链中的?应填，③中的?应填. 细胞核 线粒体 (4)若在根尖细胞中，上述过程发生在和中，若在叶肉细胞中还可发生在中。 叶绿体 RNA聚合酶 (5)a为启动上述过程必需的有机物，其名称为，化学本质是；b与d在结构组成上相同的化学基团是，不同的化学基团是。 蛋白质 磷酸、胞嘧啶 五碳糖

  15. 翻 译 1、场所： 细胞质中(核糖体)、叶绿体和线粒体中的核糖体 2、概念： 以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 3、密码子： 蛋白质由20种氨基酸组成的，而mRNA上的碱基只有4种AGCU那么这4种碱基怎样决定氨基酸的呢？ 演绎推理 4 如果1个碱基决定1个氨基酸，那么4各碱基只能决定种氨基酸； 42=16 如果2个碱基决定1个氨基酸，那么4各碱基只能决定种氨基酸； 4 4 4 4 4 如果3个碱基决定1个氨基酸，那么4各碱基只能决定种氨基酸； 43=64

  16. 科学家们发现：在mRNA中增添或删除1个碱基；增添或删除2个碱基，都会影响改变处后的全部信息。科学家们发现：在mRNA中增添或删除1个碱基；增添或删除2个碱基，都会影响改变处后的全部信息。 实验证明 mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，叫做一个“密码子” 密码子 密码子 密码子 密码子 密码子 密码子 C G U U A U G C A G U A C G C A G U A C mRNA 密码子会出现T吗？ 不会。因为T只出现在DNA中，密码子出现在mRNA中 密码子的破译 科学家们用人工合成的UG交替的排列的mRNA，加入酶和20种游离的氨基酸，检测合成的肽链。 U G U G U G U G U G U G U G U G U G U G U G U G U G U G 半胱----缬-----半胱----缬------半胱----缬-----半胱----缬------半胱---- 这证明了“密码子”是三联体，也逐一破译了全部“密码子”。

  17. 密码子的查阅 AGU决定， 丝氨酸 GAU决定， 天冬氨酸 UAG代表， 终止密码 甲硫氨酸 起始密码 AUG代表， 酪氨酸的密码子是：_____________ UAU、UAC 精氨酸有种密码子 6

  18. 密码子总结： (1)密码子位于上；共有种。 mRNA 64 (2)起始密码子有2种。在mRNA开始处，既启动翻译的开始，又决定氨基酸(AUG甲硫氨酸、GUG缬氨酸)；在其他位置作普通密码子。 AUG、GUG (3)终止密码子有3种。是蛋白质合成的终止信号，不决定氨基酸。 UAA、UGA、UAG (4)决定氨基酸的密码子有种。 61 (5)密码子只能由个方向读起，且不能阅读。 1 重复 (6)1种密码子只能决定种氨基酸；1种氨基酸可以有种密码子。 多 1 通用 (7)密码子在生物界具有性。 (8)密码子碱基以的倍数增减对改变点的后面影响最小。 3

  19. 3 2 1 现有含G、C、U的核糖核苷酸各1个，可以组合出种密码子； 现有含G、C、U的核糖核苷酸若干个，可以组合出种密码子。 6 3 3 3 27 ★现有一条mRNA，其部分碱基序列如下图： 45个碱基 A G C C A U A U G U C C … C C G U A A A C G G C U G A G 请对照密码子表，分析该mRNA最多能指导个氨基酸参与合成蛋白质。 D A、24 B、21 C、20 D、18 45个碱基 A G C C A U A U G U C C … C C G U A A A C G G C U G A G 起始 终止

  20. mRNA在细胞核中合成以后，从核孔进入到细胞质中，与核糖体结合。 翻 译 1、场所 核糖体 ①由和构成； ②分布于和 、中。 rRNA 蛋白质 细胞质基质 叶绿体 线粒体 2、模板 解开的两条链 mRNA ①DNA复制是以均为模板； ②转录是以为模板； ③翻译是以为模板。 要表达的基因的一条链 mRNA 20种氨基酸 ①DNA复制的原料是； ②转录的原料是； ③翻译的原料是。 环境中4种游离的脱氧核苷酸 3、原料 环境中4种游离的核糖核苷酸 20种氨基酸 4、能量 ATP

  21. 5、运载工具 转运RNA (tRNA) 携带的氨基酸 甲硫氨酸 (1)由1条RNA链折叠而成 (含约76个碱基) (2)一端能携带氨基酸，另端有能与mRNA密码子互补的“反密码子”。 ★(3)识别并转运特定氨基酸 反密码子 U A C A U G C U U C U U mRNA 密码子 密码子 密码子 ★(4)1种tRNA只能转运1种氨基酸；1种氨基酸可以被几种tRNA转运。 ★(5)共有61种tRNA和61种反密码子。

  22. 6、碱基配对 DNA复制 A T G C A T G C T A C G U AG 翻译 T A C G A U C G A UC G 转录 蛋白质 7、产物

  23. 8、过程 mRNA在核中合成，经核孔进入细胞质与核糖体结合。 tRNA识别转运特定氨基酸 肽链前移方向 核糖体前移方向 mRNA前移方向 肽链延伸和mRNA前移方向同向，均与核糖体前移方向相反； “阅读”mRNA时，从起始密码，遇到终止密码结束(如无终止密码以，遇到mRNA末也自行结束) 多个位点同时翻译，但密码子不重复阅读

  24. 核糖体 mRNA 正在合成的多肽链 一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体 同时进行多条肽链合成。 少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质 1个基因可指导合成的蛋白是1条肽链，也可能是多条肽链

  25. 基因表达过程 G C T DNA(基因)的脱氧核苷酸的排列顺序 (遗传信息) C G A 决定 (遗传密码) mRNA中核糖核苷酸的排列顺序 G C U 决定 丙氨酸 氨基酸的排列顺序 决定 蛋白质的结构和功能 决定 生物性状

  26. T A C 计算： 6 DNA碱基 A T G 3 mRNA碱基 U A C 1 氨基酸 DNA碱基：mRNA碱基：氨基酸=6：3：1 蛋白质分子量=氨基酸平均 x 氨基酸个数 - (氨基酸个数 - 肽链数) X 18 DNA分子量=脱氧核苷酸平均量 x 个数 - (核苷酸数 - 2) X 18 例：已知某蛋白质分子由两条肽链组成，连接氨基酸的肽键共有198个，该蛋白质的mRNA中有A和G共200个，则该mRNA分子中的C和U为： A．200个 B．400个 C．600个 D．800个 B 例：某双链DNA相对分子质量为16 956，一个脱氧核苷酸和一个氨基酸的平均相对分子质量分别是300和100。由此DNA指导合成的蛋白质分子量约是： A、6000 B、1000 C、838 D、3000 C

  27. 生长发育全过程 有间期、减I间 细胞核、线、叶 拟核、质粒 细胞核、线、叶 拟核、质粒 核糖体 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸 DNA双链 DNA一条链 mRNA 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 DNA→DNA DNA→RNA RNA→蛋白质 A-U、U-A A-T、T-A A-U、T-A mRNA为模板 tRNA为运载工具 核糖体上合成蛋白质 边解旋边复制、 半保留复制 边解旋边转录 转录后DNA恢复双螺旋 两个DNA 一条单链RNA 肽链

  28. 注意： DNA复制是全部基因都复制，基因的表达是选择性表达。所以高度分化的细胞之间，核DNA是一样的，但mRNA、蛋白质不同。 真核细胞的转录和翻译在时空上是分开的。即：时间上：真核细胞先转录后翻译；空间上：转录在细胞核中，翻译在细胞质中。 原核细胞：转录和翻译均在细胞质中，转录和翻译同时进行。 碱基互补配对 ①DNA复制 ②转录 ③逆转录 ④RNA复制 ⑤翻译 例：在遗传信息的传递或表达过程中，不可能发生的是： A、DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则 B、核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中进行翻译过程 C、DNA复制、转录都是以DNA一条链为模板，翻译则是以mRNA为模板 D、同种生物体细胞形成过程中核DNA均复制，但体细胞分化时并非所有基因都转录和翻译 C

  29. [原创]下图表示的是有关生理过程(图中④代表核糖体，⑤代表多肽链)。请据图回答： 尿嘧啶 核糖 (1)与①链相比，③链中特有的化合物有和。 (2)由②→③的过程叫，主要发生在真核细胞的中。而③ → ⑤过程称作，进行的场所是。 细胞核 转录 翻译 核糖体(细胞质) 尿嘧啶(核糖核苷酸) (3)③中的“？”代表，即将翻译的密码子是。 GAC (4)图中少画一类了既能“识别”氨基酸，又能“识别”密码子的物质。这类物质的名称是，生物体内共有种该物质。 tRNA 61 (5)尽管在⑤中有相同种类的氨基酸，但( 能/不能) 肯定指导这种氨基酸的密码子必相同，因为。 不能 有的氨基酸有几种密码子 选择性 (6)图中的A、B、C基因中只有基因B才表达，这说明基因的表达具有。

  30. [原创]下图表示的是有关生理过程(图中④代表核糖体，⑤代表多肽链)。请据图回答： D (7)RNA不具备的功能是： A、催化某些化学反应 B、作为某些病毒的遗传物质 C、作为基因控制蛋白质合成的信使 D、调节某此生命活动 E、识别和搬运特定的氨基酸 F、某些细胞结构的组成成分 C (8)人体内可发生碱基互补配对的生理过程有： ①DNA复制 ②转录 ③ tRNA携带氨基酸 ④翻译 A、①② B、①②③ C、 ①②④ D、 ①②③④ (9)mRNA上的GGC在细菌、玉米、马等体内均翻译成苷氨酸，这说明： ， 。 密码子具有通用性 (10)假如③链中共有300个碱基，合成的蛋白质中最多有“-CO-NH-”个。 99 RNA聚合酶 (11)若上图过程还生在体外，还需加入的大分子物质是。

  31. [08上海]中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。[08上海]中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。 b c DNA RNA 蛋白质 d a e (1)abc所表示的四个过程依次分别是、和。 DNA复制 转录 翻译 (2)需要tRNA和核糖体同时参与的过程是(填字母)。 C (3)a过程发生在人肝细胞分裂的期。 有丝 间 (4)在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是。 细胞核 氨基酸 (5)能特异性识别信使RNA上密码子的分子是，它所携带的分子是. tRNA (6)RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有(用类似本题图中的形式表述)： ① ； ②。 RNA←RNA→蛋白质 RNA→DNA →RNA →蛋白质

  32. 例2、在ABCD四支试管中各加入一定原料，其中A、B试管各加入含30对碱基的DNA。四支试管均有产物产生。例2、在ABCD四支试管中各加入一定原料，其中A、B试管各加入含30对碱基的DNA。四支试管均有产物产生。 加 DNA ATP 酶 加 DNA ATP 酶 加 RNA、ATP 酶、氨基酸 加 RNA ATP 酶 脱氧核酸 核糖核酸 肽链 脱氧核酸 A B C D 逆转录 (1)AD两管产物相同，A模拟的是过程，D模拟的是 过程，D管比A管多加了酶。 DNA复制 逆转录 (2)B管模拟的是过程，B产物中最多有个碱基，最多有个密码子。 转录 30 10 (3)C管模拟的是过程，若加入的RNA有600个碱基，产物中最多含有个“-CO-NH-”。 翻译 199

  33. [07山东]DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基（设为P）变成了尿嘧啶，该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U-A、A-T、G-C、C-G，推测“P”可能是：[07山东]DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基（设为P）变成了尿嘧啶，该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U-A、A-T、G-C、C-G，推测“P”可能是： A．胸腺嘧啶 B．腺嘌呤 C．胸腺嘧啶或腺嘌呤 D．胞嘧啶 D ★[07四川]下面是某基因的部分碱基序列。 上列片断所编码蛋白质的氨基酸序列为“…甲硫氨酸-精氨酸-谷氨酸-丙氨酸-天冬氨酸-缬氨酸…”(甲硫氨酸的密码子是AUG)。 (1)该基因表达过程中，RNA的合成主要在中完成，此过程称为。 细胞核 转录 (2)编码上述氨基酸序列的mRNA序列： …AUG CGG GAG GCG GAU GUC… (3)如果序列中箭头所指碱基对G-C缺失，该基因片断编码的氨基酸序列为： ______________________________________________________。 …甲硫氨酸-精氨酸-谷氨酸-精氨酸-甲硫氨酸…

  34. 自然界中，一种生物某一基因及其三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下：自然界中，一种生物某一基因及其三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下： 正常基因 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因2 精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因3 精氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 酪氨酸 丙氨酸 A 根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因DNA分子的改变是  A.突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添 B.突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一个碱基的增添 C.突变基因1为一个碱基的替换，突变基因2和3为一个碱基的增添 D.突变基因2为一个碱基的替换，突变基因1和3为一个碱基的增添

  35. 下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是 B A．①处插入碱基对G-CB．②处碱基对A-T替换为G-CC．③处缺失碱基对A-TD．④处碱基对G-C替换为A-T

  36. 下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是（不考虑终止密码子）下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是（不考虑终止密码子） ATG GGC CTG CTG A.........GAG TTC TAA1 4 7 10 32 100 103 106 B A．第6位的C被替换为T B．第9位与第10位之间插入1个TC．第100、101、102位被替换为TTT D．第103至105位被替换为1个T

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