1、第1节 基因指导蛋白质的合成,瘦肉精与蛋白质2011年央视“315”晚会上爆出“瘦 肉精”案例。节目播出后，“双汇瘦肉精事 件”立即成为广受关注的食品安全事件。传 统的“瘦肉精”一般是指盐酸克伦特罗，这 种药物原本用于治疗人类疾病哮喘。研究发现该物质能促进蛋白质合成，因此，它被不法分子用于生猪的饲养中，以增加猪肉的瘦肉率。,请思考： 1.瘦肉中的主要成分是什么？ 2.蛋白质是如何合成的？,主题一 遗传信息的转录1.RNA的组成、结构和种类,核糖核苷酸,A,鸟嘌呤,胞嘧啶,尿嘧啶,核糖,单链,短,mRNA、tRNA和rRNA,2.遗传信息的转录主要场所：_模板：_原料：四种游离的_产物：_,(1
2、)概念,细胞核,DNA的一条链,核糖核苷酸,RNA,(2)过程：,解旋,酶：解旋酶 结果：双链解开，暴露碱基,配对,原则：碱基互补配对原则 模板：解开的DNA双链中的一条链 原料：游离的核糖核苷酸 结果：配对碱基以氢键相连,连接,酶：RNA聚合酶 结果：形成一个mRNA,DNA,DNA,释放,合成的mRNA从DNA链上释放 DNA双链恢复成双螺旋结构,RNA聚合酶,【判一判】 (1)转录除了在细胞核中发生以外，线粒体和叶绿体中也可以进行。( ) 【分析】DNA主要分布在细胞核中，线粒体和叶绿体中也有少量的DNA，所以转录在细胞核、线粒体和叶绿体中均可以发生。 (2)DNA解旋后每一条链都可以当
3、作转录的模板。( ) 【分析】与DNA的复制不同，转录的模板是DNA解旋后的一条链，另一条链不能作为转录的模板。,1.比较DNA与RNA,主要存在于细胞核中,主要存在于细胞质中,脱氧核糖核苷酸,核糖核苷酸,腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G),腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G),胞嘧啶(C),胸腺嘧啶(T),胞嘧啶(C),尿嘧啶(U),脱氧核糖,核糖,规则的双螺旋结构,通常呈单链结构,2.转录过程中的碱基互补配对 据图回答下列问题： 链A T T G C A C C G A A T T T 链 mRNA (1)图中链和链为DNA的两条链，根据碱基互补配对原则写出链的碱基序列。 提示：链的碱基序列是TAACGTG
4、GCTTAAA,(2)如果转录过程以链为模板，请写出mRNA的碱基序列。 提示：mRNA的碱基序列是AUUGCACCGAAUUU (3)根据以上分析，请比较DNA结构中的碱基互补配对与转录过程中的碱基互补配对有何不同。 提示：DNA结构中的碱基互补配对原则是：AT，TA，GC，CG；转录过程中的碱基互补配对原则是：AU，TA，GC，CG。,分析核酸的结构层次,小分子物质： 磷酸 五碳糖 含氮碱基,核苷,核苷酸,基本单位：,相互连接,核苷酸链,脱水聚合,核酸,一条或两条,构成,【典题训练】现有甲、乙、丙3种生物，试回答下列问题： (1)经测定，甲、乙、丙3种生物的核酸中碱基之比如表所示，这3种生
5、物的核酸分别为( ),A.双链DNA、单链DNA、RNA B.单链DNA、双链DNA、RNA C.双链DNA、RNA、单链DNA D.RNA、单链DNA、双链DNA,(2)如图是1种生物的某段DNA及其转录的过程，分析回答:图中标出的碱基符号，包括了_种核苷酸。 DNA双链中，_链为转录链；该过程发生的主要场所是_，需要的酶有_、_，原料是_。 (3)下列关于bc过程的说法中不正确的是( ) A.表示DNA复制过程 B.表示DNA转录过程 C.图中共有5种碱基 D.图中T是DNA特有的碱基,【解题指南】解答本题的关键是根据碱基互补配对原则理解双链DNA中嘌呤和嘧啶的数量关系、转录的产物(mRN
6、A)中的碱基排列顺序。 【解析】(1)甲中有碱基T，则该核酸是DNA，由于AT、CG，所以甲为单链DNA；乙含有碱基T，且A=T、C=G，所以乙为双链DNA；丙有碱基U，所以为RNA。 (2)DNA两条链包括4种碱基，有4种脱氧核苷酸；RNA(c)包括了3种碱基，有3种核糖核苷酸，故共有7种核苷酸。能够与信使RNA碱基相互配对的转录链是b；转录主要发生在细胞核中，在解旋酶的作用下解开DNA的双链，然后以其中的一条链为模板，在RNA聚合酶的催化下，以周围的4种游离的核糖核苷酸为原料合成RNA。,(3)以DNA的一条链为模板合成RNA的过程为转录，不是复制；图中共有5种碱基；T是DNA中所特有的碱
7、基，U是RNA中所特有的碱基。 答案：(1)B (2)7 b 细胞核 解旋酶 RNA聚合酶 4种游离的核糖核苷酸 (3)A,【互动探究】 (1)双链DNA的碱基中，为什么嘧啶数目等于嘌呤数目？ 提示：因为在DNA结构中，配对的两个碱基总是一个为嘌呤，另一个为嘧啶。 (2)根据(2)小题的图思考：DNA中的碱基数目与mRNA的数目有何关系？ 提示：因为转录是以DNA的一条链为模板，转录过程模板上的碱基与产物中的碱基数目是一一对应的关系，所以DNA中碱基数目mRNA中碱基数目=21。,【规律方法】 DNA和RNA的判断方法 (1)若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖，则必为DNA。 (2)若AT、
8、CG，则为单链DNA；若A=T、C=G，则一般认为是双链DNA。 (3)若出现碱基U或五碳糖为核糖，则必为RNA。,主题二 遗传信息的翻译,1.概念(连线对翻译概念的解读),场所,模板,原料,产物,a.20种氨基酸,b.具有一定氨基酸顺序的蛋白质,c.细胞质的核糖体上,d.mRNA,2.密码子和反密码子,(1)属于密码子的是_(填序号)，位于_(填序号 和名称)，其实质是决定一个_的_个相邻的碱基。 (2)属于反密码子的是_(填序号)，位于_上(填序 号和名称)，其实质是与_发生碱基互补配对的_个相邻 的碱基。 (3)密码子的种类为：_种。,mRNA上,氨基酸,tRNA,密码子,3,64,3,
9、3.过程 (1)mRNA与_结合。 (2)tRNA与mRNA_，将氨基酸置于特定位置。 (3)脱水缩合形成_(写出结构简式)，氨基酸连接形 成肽链。 (4)肽链盘曲折叠，形成_。,核糖体,碱基互补配对,CONH,蛋白质,【想一想】 所有的密码子和反密码子都是一一对应的关系吗？ 提示：不是。密码子共有64种，其中3个终止密码子不决定氨基酸，没有反密码子与之相对应。,1.密码子、反密码子和氨基酸的对应关系结合上图总结密码子、反密码子和氨基酸的对应关系。 提示：除终止密码子外一种密码子对应一种反密码子，对应一种氨基酸；一种氨基酸对应一种或多种密码子(或反密码子)。,2.翻译的过程分析(1)翻译的模板
10、和场所分别是什么？ 提示：模板：mRNA，场所：核糖体。 (2)结合上图判断翻译的方向，并说明判断的依据。 提示：由左向右，判断的依据是根据多肽链的长度。,(3)翻译过程中产生的多条多肽链有什么特点？ 提示：翻译产生的多条多肽链是相同的，因为这些多肽链有相同的模板。 (4)翻译过程中核糖体沿mRNA移动还是mRNA沿核糖体移动？ 提示：核糖体沿mRNA移动。,3.相关计算 结合下面图解，思考：,(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？并阐述其原因。 提示：mRNA是以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则转录而来，所以基因与mRNA分子中的碱基数
11、之比为21，蛋白质分子中的氨基酸由mRNA上的密码子决定，1个密码子由3个相邻的碱基组成。所以基因中的碱基、mRNA分子中的碱基与蛋白质分子中的氨基酸三者之间的数量比为631。 (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？ 提示：不一定。因在一段多肽链对应的mRNA中含有不编码氨基酸的终止密码子，而在其对应的DNA中，还含有一些不能转录为mRNA的DNA片段。,【精讲点拨】 氨基酸、密码子和tRNA的关系 (1)氨基酸与密码子的关系： 一种氨基酸可由一种或几种密码子决定。 一种密码子只决定一种氨基酸。 (2)氨基酸和tRNA的关系： 一种氨基酸
12、可由一种或几种tRNA转运。 一种tRNA只能转运一种氨基酸。,遗传信息的复制、转录和翻译的比较,【典题训练】如图为蛋白质的合成过程示意图。下列相关叙述中，错误的是( )A.a过程是转录，b过程是翻译 B.a过程主要在细胞核中进行，b过程在核糖体上进行 C.为氨基酸，其上的三个碱基是反密码子 D.如果b图通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA至少含有的碱基数目为36个,【解题指南】解答本题应注意以下几点：(1)正确识别a图和b图表示的过程，判断的依据是模板、场所等；(2)明确密码子、反密码子的位置和作用；(3)结合基因表达的整个过程理解蛋白质中氨基酸数目、mRNA、DNA上的碱基
13、数目的比例关系。,【解析】选C。a图的模板是DNA的一条链，所以该过程为转录过程。b图的模板是mRNA，且场所是核糖体，所以该过程为翻译过程。转录的主要场所是细胞核(线粒体和叶绿体中也可以进行)，翻译的场所就是核糖体。b图中的为转运RNA，氨基酸只存在于该RNA的一端，另一端的三个碱基组成反密码子，故C错。D项中的计算分两步进行：第一步先计算出该多肽中的氨基酸数目，氨基酸数目=肽键数+肽链数=11+1=12；第二步再结合“氨基酸数目mRNA中的碱基数DNA中的碱基数=136”可计算出mRNA至少含有的碱基数目=123=36(个)。,【规律方法】 DNA、mRNA中碱基与肽链中氨基酸个数关系及计算 (1)数量关系(不考虑终止密码子) DNA碱基数mRNA碱基数氨基酸数=631。 (2)计算中“最多”和“最少”的分析 mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。 DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还多一些。,
