012.4.1基因控制蛋白質(zhì)的合成基因具有遺傳效應(yīng)（功能）DNA基因a基因b基因c基因d具有遺傳效應(yīng)基因是DNA的片段（與DNA的關(guān)系）對RNA病毒而言，基因就是具有遺傳效應(yīng)的RNA片段基因通常是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段思考、DNA和核糖體兩者在空間上是隔開的，那么DNA怎樣指導(dǎo)核糖體上蛋白質(zhì)的合成？遺傳信息儲存在細(xì)胞核的DNA中蛋白質(zhì)的合成發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上資料1、1955年，科學(xué)家用RNA酶分解變形蟲細(xì)胞中的RNA，蛋白質(zhì)合成停止。資料2、1955年，科學(xué)家用放射性標(biāo)記尿嘧啶核苷酸的培養(yǎng)液變形蟲細(xì)胞，檢測發(fā)現(xiàn)該標(biāo)記先出現(xiàn)在細(xì)胞核，隨后出現(xiàn)在細(xì)胞質(zhì)。說明：RNA參與了蛋白質(zhì)合成。RNA先出現(xiàn)在細(xì)胞核，后出現(xiàn)在細(xì)胞質(zhì)。構(gòu)成RNA構(gòu)成DNA脫氧核糖DNA胸腺嘧啶（T）磷酸腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）RNA核糖尿嘧啶（U）tRNAmRNArRNARNA一般為單鏈，而且比DNA短，因此RNA可以攜帶遺傳信息通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，用于指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。RNA主要有三種：mRNA（信使RNA）、rRNA（核糖體RNA）和tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA）。RNA聚合酶將DNA雙鏈解開，堿基暴露出來第一步游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對第二步在RNA聚合酶的作用下，新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的RNA分子上第三步合成的RNA從DNA鏈上釋放，而后DNA雙螺旋恢復(fù)第四步3′3′5′5′5′RNA與模板鏈?zhǔn)欠聪虻?′5′3′5′5′聯(lián)系細(xì)胞分化：不是所有基因都會(huì)轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄是有選擇的。細(xì)胞分化時(shí)基因選擇性表達(dá)源于基因的選擇性轉(zhuǎn)錄。RNA是在細(xì)胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫作轉(zhuǎn)錄。mRNA、rRNA和tRNA都是轉(zhuǎn)錄而來的。比較項(xiàng)目DNA復(fù)制DNA轉(zhuǎn)錄模板原料堿基互補(bǔ)配對原則酶產(chǎn)物DNARNADNA的兩條鏈DNA的一條鏈四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸A-T；G-CA-U；T-A；G-C解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶模板鏈mRNA攜帶的遺傳信息蛋白質(zhì)核苷酸排序氨基酸排序4種21種mRNA合成以后，通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中。游離在細(xì)胞質(zhì)中各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)，這一過程叫做翻譯。組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，至少需要3個(gè)堿基對應(yīng)1個(gè)氨基酸堿基和氨基酸間的對應(yīng)關(guān)系可能最多編碼的氨基酸種類1個(gè)堿基→1個(gè)氨基酸2個(gè)堿基→1個(gè)氨基酸3個(gè)堿基→1個(gè)氨基酸4個(gè)堿基→1個(gè)氨基酸…………三聯(lián)體密碼的提出野生型噬菌體插入或刪掉3個(gè)相鄰堿基噬菌體能侵染細(xì)菌，使死菌死亡野生型噬菌體噬菌體不能侵染細(xì)菌，不能使細(xì)菌死亡插入或刪掉1個(gè)或2個(gè)相鄰堿基41664256①遺傳密碼中3個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸。②遺傳密碼從一個(gè)固定的起點(diǎn)開始，以非重讀的方式閱讀，編碼之間沒有分隔符。mRNA上3個(gè)相鄰的堿基決定1個(gè)氨基酸，每3個(gè)這樣的堿基叫做1個(gè)密碼子。第一個(gè)遺傳密碼的破譯請利用以下材料設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，探究UUU是哪種氨基酸的密碼子，簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路，并預(yù)期結(jié)果和結(jié)論。實(shí)驗(yàn)材料：20支試管、二十種純化的氨基酸、去除了DNA和mRNA的細(xì)胞提取液（含核糖體和酶）、（多聚尿嘧啶核苷酸）UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU。第一個(gè)遺傳密碼的破譯實(shí)驗(yàn)方案：①取20支試管，分別加入二十種氨基酸。②給每支試管中加入去除了DNA和mRNA的細(xì)胞提取液。③給每支試管加入人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸。④檢測每支試管中肽鏈的合成情況。預(yù)期結(jié)果與結(jié)論：如果加入苯丙氨酸的試管中出現(xiàn)了肽鏈，則說明UUU是苯丙氨酸的密碼子。第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)堿基UCAGU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止終止、硒代半胱氨酸A亮氨酸絲氨酸終止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸U異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸C異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）蘇氨酸賴氨酸精氨酸GG纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A纈氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸G第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)堿基UCAGU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止終止、硒代半胱氨酸A亮氨酸絲氨酸終止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸U異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸C異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）蘇氨酸賴氨酸精氨酸GG纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A纈氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸G真核生物的起始密碼子為AUG，編碼甲硫氨酸。AUG可作為原核生物的起始密碼子，編碼甲硫氨酸。

原核生物也可以使用GUG作為起始密碼子，此時(shí)編碼的是甲硫氨酸。第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)堿基UCAGU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止終止、硒代半胱氨酸A亮氨酸絲氨酸終止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸U異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸C異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）蘇氨酸賴氨酸精氨酸GG纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A纈氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸GUAA、UAG為終止密碼子，提供翻譯終止的信號。UGA正常情況下為終止密碼子，特殊情況下，可編碼硒代半胱氨酸。思考、有的氨基酸只有一個(gè)密碼子，例如色氨酸。絕大多數(shù)氨基酸都有好幾個(gè)密碼子，這一現(xiàn)象稱為密碼的簡并，你認(rèn)為密碼的簡并對生物體的生存和發(fā)展有什么意義？①可以減少有害突變。簡并性使得那些由于基因突變造成的使密碼子中堿基被改變，仍然能編碼原來氨基酸的可能性大為提高。②當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸可以保證翻譯的速度。思考、幾乎所有的生物體都共用上述密碼子，根據(jù)這一事實(shí)，你能想到什么？通用性說明地球上生物有共同起源細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸怎樣運(yùn)輸?shù)降鞍踪|(zhì)生產(chǎn)線？5′3′mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，組裝成合成蛋白質(zhì)的生產(chǎn)線。反密碼子（反密碼子）tRNA（密碼子）mRNA氨基酸（約20種）運(yùn)輸編碼互補(bǔ)配對mRNA、tRNA和氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系①一種tRNA只能識別并運(yùn)輸一種氨基酸，一種氨基酸可能被多種tRNA運(yùn)輸。②不是所有的密碼子都有與之對應(yīng)的反密碼子。AUGCACUGGCGU5′3′MUAC第1步：

mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),與核糖體結(jié)合。位點(diǎn)1位點(diǎn)2攜帶甲硫氨酸(M)的tRNA,通過與堿基AUG互補(bǔ)配對,進(jìn)入位點(diǎn)1AUGCACUGGCGU5′3′MUACHUGG第2步位點(diǎn)1位點(diǎn)2攜帶某個(gè)氨基酸(H)的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2AUGCACUGGCGU5′3′HUGG位點(diǎn)1位點(diǎn)2MUAC第2步攜帶某個(gè)氨基酸(H)的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2AUGCACUGGCGU5′3′HUGG位點(diǎn)1位點(diǎn)2UACM第3步甲硫氨酸與這個(gè)氨基酸(H)形成肽鍵,從而轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的tRNA上AUGCACUGGCGU5′3′HUGG位點(diǎn)1位點(diǎn)2UACM第4步核糖體沿mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子。AUGCACUGGCGU5′3′HUGG位點(diǎn)1位點(diǎn)2UACM第4步原位點(diǎn)1的tRNA離開核糖體,原位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1AUGCACUGGCGU5′3′HUGG位點(diǎn)1位點(diǎn)2UACM第4步一個(gè)新的攜帶氨基酸(W)的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2,繼續(xù)肽鏈的合成CAWCAUGCACUGGCGU5′3′HUGG位點(diǎn)1位點(diǎn)2M第4步一個(gè)新的攜帶氨基酸(W)的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2,繼續(xù)肽鏈的合成CAWCCACUGGCGU5′3′AUGUGGCAWCMH位點(diǎn)1位點(diǎn)2二肽(M-H)與這個(gè)氨基酸(W)形成肽鍵,從而轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的tRNA上。CACUGGCGU5′3′AUGUGGCAWCMH位點(diǎn)1位點(diǎn)2核糖體沿mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子。CACUGGU5′3′AUG就這樣，隨著核糖體的移動(dòng)，tRNA以上述方式將攜帶的氨基酸輸送過來，以合成肽鏈。直到核糖體遇到mRNA的終止密碼子,合成才告終止。AAR

M

H

W

一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成。這樣少量的mRNA就可以迅速合成大量蛋白質(zhì)，提高翻譯的效率。細(xì)胞核（主要）細(xì)胞核（主要）細(xì)胞質(zhì)/核糖體親代DNA兩條鏈DNA的一條鏈mRNA4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸約20種氨基酸解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶多種酶A-T，T-AC-G，G-CA-U，T-AC-G，G-CA-U，U-AC-G，G-CDNARNA蛋白質(zhì)ATP等提供ATP等提供ATP等提供1957年克里克提出中心法則：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復(fù)制；也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。少數(shù)生物遺傳信息可以從RNA流向RNA（RNA復(fù)制）或RNA流向DNA（逆轉(zhuǎn)錄）生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體RNA聚合酶的識別和結(jié)合位點(diǎn)原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)能轉(zhuǎn)錄編碼區(qū)不能轉(zhuǎn)錄非編碼區(qū)不能轉(zhuǎn)錄非編碼區(qū)啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄調(diào)控調(diào)控上游下游mRNA翻譯蛋白質(zhì)終止子啟動(dòng)子外顯子內(nèi)含子12345非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)轉(zhuǎn)錄前體mRNA加工成熟mRNA翻譯肽鏈真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)終止子mRNAAUG起始密碼子UAA終止密碼子如何區(qū)分啟動(dòng)子、終止子、起始密碼子、終止密碼子？啟動(dòng)子、終止子位于基因（DNA）上，與轉(zhuǎn)錄有關(guān)。起始密碼子、終止密碼子位于mRNA上，與翻譯有關(guān)。（1）圖中凸環(huán)形成的原因是____________________________________________________________________。（2）DNA與mRNA形成的雙鏈分子中堿基配對類型有____種，分別是_________________________。練習(xí)、某同學(xué)進(jìn)行了下面的實(shí)驗(yàn)：步驟①：獲取某個(gè)基因的雙鏈DNA片段及其mRNA；步驟②：加熱DNA雙鏈?zhǔn)怪蔀閱捂?，并與步驟①所獲得的mRNA按照堿基配對原則形成雙鏈分子；步驟③：制片、染色、電鏡觀察，可觀察到圖中結(jié)果。DNA中有內(nèi)含子序列，mRNA中沒有對應(yīng)序列，變性后形成的DNA單鏈之一與mRNA形成雙鏈分子時(shí)，該單鏈DNA中無法與mRNA配對的序列能形成凸環(huán)。3A-U，T-A，C-G“漢水丑生的生物同行”超級群大型公益活動(dòng)：歷年高考題PPT版制作。本課件為公益作品，版權(quán)所有，不得以任何形式用于商業(yè)目的。2012年1月15日，漢水丑生標(biāo)記。原核生物，轉(zhuǎn)錄還沒完成，就開始了翻譯，邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯。真核生物，核基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯不能同時(shí)進(jìn)行，被核膜從時(shí)空上隔開了。（1）圖1表示真核細(xì)胞的________過程。圖中①是________，⑥是________，②、③、④、⑤表示正在合成的4條______，核糖體的移動(dòng)方向是___________。（2）圖2表示原核細(xì)胞的__________________過程，圖中①是______________________________，②、③、④、⑤表示正在合成的4條__________。mRNA核糖體肽鏈自右向左翻譯邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯DNA（基因）的一條鏈mRNA1、一個(gè)雙鏈DNA分子中堿基A占30%，其轉(zhuǎn)錄成的信使RNA上的U為35%，則信使RNA上的堿基A為（）A、30%B、35%C、40%D、25%解：已知DNA:A=30%T=30%,G=C=20%A+T=60%,G+C=40%mRNA：Um=35%mRNA：Am=?求：A1=35%DNA1：T1=?A1+T1=60%2、已知一段信使RNA上有12個(gè)A和G，該信使RNA上共有30個(gè)堿基，那么轉(zhuǎn)錄成信使RNA的這一段DNA分子中應(yīng)有C和T（）A、12B、18C、24D、30解：已知mRNA：Am+Gm=12Um+Cm=18DNA1：T1+C1=12求：DNA：T+C=?A1+G1=18T2+C2=18DNA：T+C=303、甲(ATGG)是一段單鏈DNA片段，乙是該片段的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，丙（A-P～P～P）是轉(zhuǎn)錄過程中的一種底物。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．甲、乙、丙的組分中均有糖B．甲、乙共由6種核苷酸組成C．丙可作為細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)D．乙的水解產(chǎn)物中含有丙腺嘌呤～～PPPC1C2C3C4C5OOHOH腺苷腺嘌呤核糖核苷酸ADPATP普通高能高能3、甲(ATGG)是一段單鏈DNA片段，乙是該片段的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，丙（A-P～P～P）是轉(zhuǎn)錄過程中的一種底物。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．甲、乙、丙的組分中均有糖B．甲、乙共由6種核苷酸組成C．丙可作為細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)D．乙的水解產(chǎn)物中含有丙D1、甲乙兩圖表示真核細(xì)胞內(nèi)兩種物質(zhì)的合成過程，下列敘述正確的是()A、乙所示過程通過半保留方式進(jìn)行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子B、甲過程主要在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，乙過程在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行C、DNA分子解旋時(shí)，甲過程不需要解旋酶，乙過程需要解旋酶D、一個(gè)細(xì)胞周期中，甲過程在每個(gè)起點(diǎn)只起始一次，乙過程可起始多次D2、原核生物的mRNA通常在轉(zhuǎn)錄完成之前便可啟動(dòng)蛋白質(zhì)的翻譯，但真核生物的核基因必須在mRNA形成之后才能翻譯蛋白質(zhì)，針對這一差異的合理解釋是()A、原核生物的tRNA合成無需基因指導(dǎo)B、真核生物tRNA呈三葉草結(jié)構(gòu)C、真核生物的核糖體可進(jìn)入細(xì)胞核D、原核生物的核糖體可以靠近DNAD4、甲乙兩圖為真核細(xì)胞中發(fā)生的代謝過程示意圖，下列有關(guān)說法中正確的是()A、甲圖所示過程叫做翻譯，多個(gè)核糖體共同完成一條多肽鏈的合成B、甲圖所示過程中核糖體移動(dòng)的方向是從右到左C、乙圖所示過程叫做轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的作用一定是作為翻譯的模板D、甲圖和乙圖所示過程中都發(fā)生了堿基配對，并且堿基配對方式相同B5、為了測定氨基酸的密碼子，科學(xué)家用人工合成的mRNA為模板進(jìn)行細(xì)胞外蛋白質(zhì)合成實(shí)驗(yàn)