从基因到蛋白质课堂实录【2】

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第

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总

课时

课

题

教

学

目

标

第四章

基因的表达 第一节

基因指导蛋白质的合成

讲述教

与学1、

概述遗传信息的转录和翻译

方

生练

学

习、讨2、

运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系

法

论相结合

遗传信息的转录和翻译过程

遗传信息的翻译过程

教

材

分

析

重点

难点

教具

实物投影仪，计算机

引言：

基因是有遗传效应的DNA片段

DNA主要存在于细胞核中，蛋白质在细胞质中合成。

DNA携带的遗传信息如何传递到细胞质中？传递到细胞质中，细胞又如何解读？

一、遗传信息的转录

（1）在细胞核中，以DNA双链中的一条为摸板合成mRNA的过程。

（2） ①

信使（mRN A），将基因中的遗传信息传递到蛋白质上，是链状的；

（tRNA），三叶草结构，识别遗传密码和运载特定的氨基酸；

教

RNA

②

转运RNA

（单链）

③

核糖体RNA（rRNA），是核糖体中的RNA。

（3）过程 学

（场所、摸板、条件、原料、产物、去向等）

过

程

二、遗传信息的翻译

（1）在细胞质的核糖体上，氨基酸以mRNA为摸板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。

（2）实质：将mRNA中的碱基序列翻译成蛋白质的氨基酸序列。

（3）（64个）密码子：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。

其中AUG，这是起始密码；UAG、UAA、AGA为终止密码（无义密码子）。

教

学

过

程

（4）遗传信息 ①

狭：基因中控制遗传性状的脱氧核苷酸（或碱基）排列顺序。

②

广：子代从亲代获得的控制遗传性状的讯号，以染色体上DNA的脱氧核苷酸顺序为代表。

Ⅱ

Ⅰ

（5）翻译过程

GAA UGA

UUC

UCG ACU AAG CUU C G C

例题精析：

例题1、一条多肽链中有氨基酸1000个，作为合成该多肽链模板的mRNA分子和用来转录成mRNA的DNA分子分别至少需要碱基（

）

A、3000个和3000个

B、1000个和2000个

C、2000个和4000个

D、3000个和6000个

此题考察DNA控制蛋白质合成的过程。mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，所以mRNA上碱基的数量是其控制合成多肽链中氨基酸个数的三倍。mRNA是以DNA双链中的一条单链为模板，按照碱基互补配对原则转录形成的，所以DNA分子的碱基数量是其转录形成的mRNA碱基数量的2倍，是其指导合成蛋白质的氨基酸数量的6倍。

答案：D 例题2、下列说法错误的是（

）

A、一种转运RNA只能转运一种氨基酸

B、一种氨基酸可以含有多种密码子

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RNA来转运

解析

密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，反密码子是转运RNA上可以与密码子进行碱基互补配对的三个碱基。一个氨基酸可以有多个密码子，所以一个氨基酸可以由多个转运RNA来转运，但对一个特定的转运RNA，只能转运特定的一种氨基酸。

答案：D 例题3、已知某物种的细胞中含有26个DNA分子，其中有2个DNA分子各含有24 000个碱基，由这两个DNA分子所控制合成的肽链中，最多含有多少种氨基酸（

）

A、8 000

B、4 000

C、16 000

D、20 解析：

氨基酸的种类最多只有20种，要注意对题目隐含信息的挖掘。

答案：

D

【自我诊断】

●基础题

1、牛胰岛素由51个氨基酸组成，则决定该蛋白质的基因至少有多少个碱基（

）

A、17个

B、51个

C、153个

D、306个

2、一条肽链有9个肽键，控制这条肽链合成的基因中至少要有的碱基个数（

）

A、9个

B、27个

C、30个

D、60个

3、1个DNA分子模板链上（T+C）/（A+G）=0.2，则由此转录出来的信使RNA分子上（U+C）/（A+G）等于（

）

A、0.2

B、0.5

C、2

D、5 4、某基因有碱基1200个，则由它控制合成的蛋白质具有的氨基酸数目是（

）

A、100个

B、200个

C、300个

D、400个

5、下列碱基组成肯定不是密码子的是（

）

A、AGC

B、CCU

C、UGA

D、ATG 6、一个转运RNA的一端3个碱基是GAU，它所携带的氨基酸的密码子是由下列哪个DNA分子的模板片段转录而来的（

）

A、GUA

B、GAT

C、GAA

D、GAU 7、某基因由9002个脱氧核苷酸组成，该基因控制合成的蛋白质有两条多肽链。组成此蛋白质最多的氨基酸分子数目和最少的氨基数分别是（

）

A、1500个和2个

B、4500个和2个

C、1500个和1个

D、4500个和1个

8、1976年美国的H.Boyer 教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入大肠杆菌,并获得表达,这是人类第一次获得转基因生物。此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌内（）

A、

进行复制

B、控制合成生长抑制素释放因子

C、进行转录

D、合成人的生长激素

9、下图为DNA控制蛋白质的合成过程，下面的说法正确的是（

）

DNA片段

①

…—T—A—G…

② …—A—T—C…

信使RNA

③

…—U—A—G…

转运RNA

④

…—A—U—C…

氨基酸

⑤

……□……

A、图中标出的碱基符号，包括了8种核苷酸

B、DNA双链中①、②均为模板链

C、密码子位于③和④链上

D、② ③的转录过程只能发生在细胞核中

10、爱滋病属于RNA病毒，具有逆转录酶。如果它决定某种性状的一段RNA中A=19%，C=26%，G=32%，则通过逆转录过程形成的DNA中含有A（ ）

A、19%

B、21%

C、23%

D、42% 11、已知一个蛋白质由2条肽链组成，连接蛋白质分子中的氨基酸的肽键共有198个，翻译模板mRNA 中有A和G共有200个，则转录成该mRNA的DNA分子中，最少有C和T多少个（

）

A、400

B、200

C、600

D、800

●拓展题

12、已知甲、乙、丙三种类型的病毒，它们的遗传信息的传递方式分别用下图表示。请对图仔细分析后回答：

(1)根据我们所学内容，这三种类型的病毒分别属于：甲_______；乙______；丙_______。

(2)图中1、8表示遗传信息的___________；2，5，9表示遗传信息的__________；3，10表示遗传信息的_______，该过程必需的物质条件是______________________。

(3)图中7表示遗传信息的__________；此过程需要__________的作用。

（4）用图解形式写出甲中遗传信息的传递过程：

。

13、请根据基因控制蛋白质合成的示意图回答问题。

（1）填写图中号码所示物质或结构的名称：①__________②___________③________④________ （2）图中恰好位于④内的三个氨基酸分别是（查密码子表）______________________。

（3）合成②的过程在遗传学上叫做_________。②进入细胞质后，与[

]____________结合起来。

(4)如本图所示，储存在________分子中的遗传信息最终传递给_________分子，并通过代谢得以表达。

参考答案：

一、基础题

1、D

2、D

3、D

4、B

5、D

6、B

7、B

8、B

9、A

10、B

11、C 12、答案：（1）噬菌体

烟草花叶病毒

致癌病毒

（2）转录

翻译

复制

模板、酶原料（脱氧核苷酸）、能量（ATP）（3）逆转录

逆转录酶

（4）

13、（1）DNA

mRNA

tRNA

核糖体

（2）甲硫氨酸

丙氨酸

丝氨酸（3）转录

④

核糖体（4）DNA 蛋白质

补充材料

转录时，为什么只能以DNA的一条链为模板？

1961年，韦斯等发现离体系统的双链DNA都可以作为模板，合成不同的RNA分子。以后，马默在侵染枯草杆菌的噬菌体实验中发现，DNA分子两条链中只有一条具有转录功能，这条具有转录功能的链叫做模板链或有意义链。应该指出，在一条包含有若干个基因的DNA分子中，各个基因的有意义链，并不都在同一条链上，也就是说，它们各自具有自己的有意义链,即有的基因有意义链是3′→5′单链（基因B）；有的基因有意义链是5′→3′单链（基因A、基因C）。所以说，DNA双链中的一条链对某些基因来说是有义链，而对另一些基因来说，则是反义链。（如本图DNA中的5′→3′单链对基因A、基因C而言是模板链，而对基因B而言则是非模板链。）

由此可知，某个基因只能始终以特定的某一条链为模板，转录形成一种特定的信使RNA。因为一个DNA分子中往往有多个不同的基因，因此，一个DNA分子可以转录形成多种信使RNA，从而控制合成多种蛋白质。（因此，确切的说，信使RNA是以基因中的一条链为模板转录而来的，并非是以DNA的一条整链转录形成的。）

作业

教

学

后

记