1、第四章 第 1 节 基因指导蛋白质的合成班级 姓名 学号 教学目标：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。教学重点和难点：1.教学重点：遗传信息转录和翻译的过程。2.教学难点：遗传信息的翻译过程自主学习与要点讲解：一、遗传信息的转录基因（DNA）在细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上进行的，在细胞核的基因如何控制在细胞质中的蛋白质的合成呢？在 DNA 和蛋白质之间，有一种中间物质RNA 充当信使。思考 1：为什么 RNA 适于作 DNA 的信使呢？1、细胞中的两种核酸的比较DNA RNA组成元素 C、H、O、N、P基本单位 脱氧核苷酸（4 种） 核
2、糖核苷酸（4 种）化学组成一分子磷酸脱氧核糖A、T、C 、G一分子磷酸核糖A、U、C、G结 构 规则的双螺旋结构 一般单链结构功 能 编码复制遗传信息,控制蛋白质合成 传递遗传信息，并通过蛋白质表达出来分 布 细胞核的染色体,线粒体,叶绿体 细胞质的核糖体2、RNA 的在细胞中有三种（观察图 4-3）mRNA（信使 RNA） ，tRNA（转运 RNA） ，rRNA（核糖体 RNA）（1）信使 RNA（mRNA）：单链结构，由 DNA 转录而来，其碱基序列包含遗传信息，因将 DNA 中遗传信息转录下来故名。遗传密码位于 mRNA 上。（2）转运 RNA（tRNA）：三叶草结构，头端特定的三个碱基
3、叫反密码子，尾端连接特定的氨基酸，在蛋白质合成中运输氨基酸，所以叫做转运 RNA。（3）核糖体 RNA（rRNA）：与核糖体结合，是核糖体的重要组成部分。思考 2：DNA 的遗传信息是怎么传给 mRNA 的呢？ 3、转录：图示 P63 图 4-4 以 DNA 为模板转录 RNA 的图解。 （1）定义：转录是在 内进行的，是以 DNA 双链中的 条链为模板，合成 的过程。 （2）过程：（分 4 步）DNA 双链解开，DNA 双链的碱基得以暴露。游离的 随机地与 DNA 链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与 DNA 的碱基互补时，两者以 结合。新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的 mRNA 分子上。此处用
4、到 RNA 聚合酶。合成的 mRNA 从 上释放。而后 DNA 双链恢复。（3）小结：复制、转录过程比较复制 转录时间 有丝分裂间期和减数第一次分裂间期 生长发育的连续过程中场所 主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体 原料 4 种脱氧核苷酸 4 种 模板 DNA 的两条链 DNA 中的 链条件 特定的酶和 ATP过程DNA 解旋，以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与对应模板链螺旋化DNA 解旋，以一条链为模板，按碱基互补配对原则，形成mRNA（单链） ，进入细胞质与核糖体结合特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，DNA双链全保留产物 两个双链 DNA 分子 意义复制
5、遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代传递遗传信息，为翻译作准备二、遗传信息的翻译：1、概念：_。部位：_原料：_模板：_结果：_2、实质：_。3、碱基与氨基酸之间的对应关系：DNA、RNA 各自有_种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有_种，1 个氨基酸的编码至少需要_个碱基，而每 3 个碱基有_（用乘法等式表示）种组合。 ，才足以组合出构成蛋白质的 20 种氨基酸。密码子：mRNA 上决定一个氨基酸的_个相邻的碱基叫做密码子，共有_个密码子。其中起始密码_个，分别是_、_；终止密码_个，分别是_、_、_。4、氨基酸的“搬运工” tRNA:呈_形状，一端为_的部位，另一端有_个碱基，每个 tRNA
6、 上的3 个碱基可以与_上的密码子互补配对，称为反密码子。 5、翻译过程：氨基酸有_种，决定氨基酸的密码子共有_种， 一种 tRNA 只能携带_种氨基酸,一种氨基酸可以由_种 tRNA 携带。mRNA UUAGAUACU 这 mRNA 上有多少个密码子？写出相应的反密码子，并根据密码子表，列出相应的氨基酸序列。有密码子_个，与其相应的反密码子为_氨基酸序列为UUCACU AAG CUUUCG C GCGAAUGA _（查密码子表填写）三、遗传信息、密码子、反密码子的区别：遗传信息：控制遗传性状的脱氧核苷酸顺序遗传“密码子”： mRNA 中决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，它决定蛋白质中的氨基酸排
7、列顺序反密码子：tRNA 分子与 mRNA 分子 中密码子互补配对的三个碱基存在部位 作用遗传信息密码子反密码子例 1.组成人体蛋白质的 20 种氨基酸对应的密码子共有（ ）A4 B 20 C61 D64例 2.一个转运 RNA 一端的三个碱基是 CGA，这个 RNA 转运的氨基酸是（ ）A酪氨酸（UAC） B谷氨酸（GAG） C精氨酸（CGA） D丙氨酸（GCU）例 3.下列细胞中，不能合成蛋白质的是（ ）A胰腺细胞 B肠粘膜细胞 C成熟红细胞 D白细胞例 4.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（
8、 ）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 对课堂检测：1 在下列的转录简式中有核苷酸 （ ） DNA: -A-T-G-C-，RNA： U-A-C-G-A4种 B5种 C6种 D8种2 DNA转录形成的mRNA从细胞核中出来进入细胞质中，穿过( )磷脂双分子层。 A6层 B0层 C2层 D 4层3 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和T的个数是（ ） A12 B24 C18 D304 DNA解旋发生在 （
9、） A复制与转录中 B转录中 C翻译中 D复制中 5 转移RNA的功能是（ ） A决定mRNA的排列顺序 B完全取代DNAC合成特定的氨基酸 D运输氨基酸，识别mRNA上的遗传密码6 有一核酸分子，其碱基比是AG/TC=15，试推断该核酸是 （ ） A信使RNA B转运RNA C单链DNA D双链DNA7信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（ ）A转运RNA中的核苷酸的排列序列 B蛋白质分子中的氨基酸的排列序列 C核糖体RNA中核苷酸的排列序列 DDNA分子中的脱氧核苷酸的排列序列8 mRNA的核苷酸序列与（ ）ADNA分子的两条链的核苷酸序列互补 BDNA分子的一条链的核苷酸序列互补
10、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9、组成 mRNA 分子的 4 种核苷酸能组成多少种密码子 （ ）A20 B59 C61 D6410、某 DNA 分子片段中碱基为 2400 对，则由此片段所控制合成的多肽链中，最多有氨基酸多少种 （ ）A800 B400 C200 D2011、不是由 DNA 分子中的遗传信息直接控制合成的物质是 （ ）A.酶 B.多肽 C.胰岛素 D.性激素12、在人体中，由 A、T、C 三种碱基参与构成的核苷酸共 （ ）A2 种 B4 种 C5 种 D6种13、人的胰岛素基因的存在部位和表达部位分别是 （ ）A体细胞、胰岛细胞中 B胰
11、岛细胞、体细胞 C均位于胰岛细胞中 D体细胞、核糖体14、某信使 RNA 中有碱基 40 个，其中 C+U 为 15 个，那么转录此RNA 的 DNA 中 G+A 为（ ）A15 B25 C30 D4015、下列对转运 RNA 的描述，正确的是 （ ） A每种转运 RNA 能识别并转运多种氨基酸 B.每种氨基酸只有一种转运 RNA 能转运它C.转运 RNA 能识别信使 RNA 上的密码子 D转运 RNA 转运氨基酸到细胞核内16、牛羊吃同样的草料，但产生的产品牛肉、羊肉风味不同，根本原因是牛和羊 ( )A蛋白质分子结构不同 BDNA 分子结构不同C染色体数目不同 D同化方式不同17、已知一个蛋
12、白质由 2 条肽链组成，连接氨基酸的肽键共有 198个，翻译该蛋白质的 mRNA 中有 A 和 G 共 200 个，则该 mRNA 中的 C和 U 不能少于：（ ）A200 个 B400 个 C600 个 D800 个18、某基因中含有 1200 个碱基对，则由它控制合成的含有两条肽链的蛋白质分子中最多含有肽键的个数是 （ ）A198 B398 个 C400 个 D798 个19、某种蛋白质中含 200 个氨基酸，在控制此蛋白质合成的 DNA 中，最少应有（ ）个脱氧核苷酸A1200 B600 C400 D20020、人体中具有生长激素基因和血红蛋白基因，两者（ ）A. 分别存在于不同组织的细
13、胞中 B均在细胞分裂前期按照碱基互补配对原则复制C. 均在细胞核内转录和翻译 D转录的信使 RNA 上相同的密码子翻译成相同的氨基酸21. 已知多数生物的 DNA 是双链的，但也有个别生物的 DNA 是单链的，有人从三种生物中提取出核酸，经分析，他们的碱基比率如下：生物 A G U T C甲 25 24 23 19乙 23 24 27 25丙 31 19 31 19（1）这表明： 的核酸是 RNA。 的核酸是双链 DNA。（2）从碱基比例看，双链 DNA 的特点是 。22下图为某真核生物细胞内DNA转录示意图，请据图回答：(1)在图中方框内用“”或“”标出转录的方向(2)b与c在结构组成上相同
14、的化学基团为 。(3)在马蛔虫体细胞中，上述过程发生在 中，若在人的胃黏膜上皮细胞中，还可出现 中。23、右图为人体内蛋白质合成的一个过程，据图回答：(1)图中所示属于基因控制蛋白质过程中的 步骤；该步骤发生在 中。(2)图中()是 。按从左到右的次序写出()内 mRNA 区段所对应的 DNA 碱基的排列顺序 。(3)该过程不可能发生在 ( )A神经细胞 B肝细胞 C成熟的红细胞 D脂肪细胞24、细胞分裂间期是 DNA 复制和蛋白质合成等物质积累的过程。（1）在 DNA 的复制过程中，DNA 在_的作用下，双螺旋链解开成为两条单链，并以每一条单链为模板，采用_复制方式合成子代 DNA 分子。（
15、2）某基因中的一段序列为TAT GAG CTC GAG TAT 根据下表提供的遗传密码推测其编码的氨基酸序列：_密码 CAC UAU AUA CUC GUG UCC GAG UUCACUAAG CUUUCG CGCGAAUGA 子氨基酸组氨酸 酪氨酸异亮氨酸亮氨酸 缬氨酸丝氨酸谷氨酸（3）真核生物的细胞分裂从间期进入前期，除了核膜、核仁、消失外，在显微镜下还可观察到_和_的出现。25、根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下表空白处填上相应的字母。GDNA 双螺旋G信使 RNA C转运 RNA氨基酸 丙 氨 酸密码 A26、1978 年美科学家将人类胰岛素基因拼接到大肠杆菌的 DNA 中
16、，通过大肠杆菌生产出人类的胰岛素，回答：（1）上述人类的胰岛素的合成是在 处进行的，其决定胰岛素氨基酸的排列顺序的 mRNA 的模板是由 基因转录而成的。（2）合成的该胰岛素有 51 个氨基酸，由 2 条多肽链，那么决定它合成的基因至少应该含有碱基_个.若核苷酸的分子量平均是300，则与胰岛素分子对应的 mRNA 的分子量应为 ：若氨基酸的平均分子量是 90，则该胰岛素的分子量约是 。（3）不同生物之间的基因能移植成功，说明所有生物共用一套 。第四章 第 1 节 基因指导蛋白质的合成答案3、转录：（1）细胞核、1、mRNA （2）核糖核苷酸、氢键 、DNA 链（3）细胞核、核糖核苷酸、1、一条
17、 mRNA 链遗传信息的翻译：1、将游离的氨基酸合成蛋白质的过程；部位：细胞质原料：游离的氨基酸，模板：mRNA，结果：具有一定氨基酸顺序的蛋白质2、实质：将 mRNA 中的碱基序列翻译为蛋白质中的氨基酸序列。3、4，20，444=64；1，几，3，64，2，AUG、GUG，3，UAA、UAG、UGA；4、三叶草，携带氨基酸，3，mRNA 5、20，64，1，几，3，AAU、CUA、UGA，天冬酰胺酸、亮氨酸、终止子存在部位 作用遗传信息基因中脱氧核苷酸的排列顺序决定氨基酸的排列顺序，仅是间接作用密码子 mRNA 核苷酸的排列顺序 直接控制蛋白质的氨基酸的排列顺序反密码子tRNA 上 tRNA
18、 分子上与 mRNA 分子中密码子互补配对的三个碱基步骤 场所 模板 条件 原料 产物其他复制 细胞核 DNA的每一条链DNA聚合酶脱氧核苷酸子代DNADNA DNA转录 细胞核 基因的一条链RNA 聚合酶核苷酸 mRNA DNA mRNA翻译 细胞核 mRNA 酶、tRNA氨基酸 多肽mRNA蛋白质例 1.- 例 4.CDCA选择：1-5：DBDAD 6-10CDBDD 11-15DDADC 16-20ABBAD简答：21.（1）乙、丙 （2）A-T，G-C22. （1）略 （2）磷酸基团 (3)细胞核、线粒体23、 （1）翻译、核糖体、 （2）tRNA、TGA、TTC、GAA 、 （3）C
19、 24、 （1）解旋酶，半保留， （2）异亮氨酸、亮氨酸、谷氨酸、亮氨酸、异亮氨酸（3）染色体、纺锤体25、G C ADNA 双螺旋C G T信使 RNA G C A转运 RNA C G U氨基酸 丙 氨 酸密码 G C A26、 （1）大肠杆菌核糖体，人类胰岛素 （2）306，43164，3708 （3）遗传密码（一）问题探讨提示：此节问题探讨意在引导学生思考 DNA 在生物体内有哪些作用，又是如何发挥作用的。一种生物的整套 DNA 分子中贮存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从 DNA 到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及其
20、调控过程才能实现，因此，在可预见的将来，利用 DNA 分子来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。（二）思考与讨论一1.提示：可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度来分析。例如，转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对规律，等等。碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性。2.转录成的 RNA 的碱基序列，与作为模板的 DNA 单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与 DNA 双链间碱基互补配对不同的是，RNA 链中与 DNA 链的 A 配对的是 U，不是T；与 DNA 另一条链的碱基序列基本相同，只是 DNA 链上 T 的位置，RNA 链上是 U。（三）思考与讨论二1.最多能编码 16 种氨基酸。2.至少需要 3 个碱基。（四）思考与讨论三1.对应的氨基酸序列是：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸脯氨酸。2.提示：这是一道开放性较强的题，答案并不惟一，旨在培养学生的分析能力和发散性思维。通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的，等等。链
