基因指导蛋白质的合成1

图4-2 DNA与RNA在化学组成上的区别
RNA和DNA的比较
DNA RNA
基本单 核糖核苷酸 脱氧核苷酸 位 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含N碱 A、T、G、C A、U、G、C 基 单双链？
双链
单链
分子大 小
很大
比较小
RNA的在细胞中有三种：mRNA（信使RNA）， tRNA（转运RNA），rRNA（核糖体RNA）
mRNA
核糖体
mRNA在细胞核中合成
细胞核
A A T C A A T A G U U A G A U A U C
mRNA
DNA
核孔
细胞质
mRNA通过核孔进入细胞质 A A T C A A T A G
细胞核
U U A G A U A U C
细胞质
mRNA
细胞质中的mRNA
细胞质
U U A G A U A U C mRNA
基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中 氨基酸的数量关系的计算
例题：一条多肽链中有氨基酸 1000 个，则作为合 成该多肽模板的信使 RNA 分子和用来转录信使 RNA 的DNA分子分别至少要有碱基（ ） A、3000个和3000个 B、1000个和2000个 C、2000个和4000个 D、3000个和6000个 [解析]：
DNA 双链 信使RNA
G C
C G C
C G G C
精氨酸
T A A U A
转运RNA
氨基酸 密码子
G
基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中 氨基酸的数量关系的计算

关键是碱基互补配对原则，同时注意RNA与DNA 中有一个嘧啶不同。 （1）转录形成的 RNA分子中碱基数目是基因中 碱基数目的 1/2 。基因模板上的 A+T 与 RNA 分子 中的U+A相等。 （2）翻译过程中，信使RNA中每三个碱基决定 一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中 的氨基酸数目是信使RNA碱基数目1/3 。 （ 3 ）基因中碱基数目： RNA 分子中的碱基数 目：蛋白质分子中氨基酸的数之比为6：3：1 。
二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种，42=16。
一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，
才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？
三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种， 43=64，足够有余。
密码子
密码子 密码子 密码子
U U A G A U A U C
mRNA
密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻 的碱基。
练习题：
4、作为遗传物质的核酸及成分核苷酸、五碳 糖、碱基种类依次是（ ）： A A. 2、8、2、5 B. 2、8、2、2 C. 2、1、1、4 D. 2、2、2、5
练习题：
5、下列哪一项不可能是遗传密码（
A
）
A. ATC B. UUC C. CAG D. GGC
练习题：
6、把兔子血红蛋白的信使RNA加入到大肠杆 菌的提取液中，结果能合成出兔子的血红蛋 白，这说明（ A ） A、所有的生物共用一套遗传密码 B、蛋白质的合成过程很简单 C、兔血红蛋白的合成基因进入大肠杆菌 D、兔子的DNA可以指导大肠杆菌的蛋白质合 成
DNA 碱基数
转录
mRNA 碱基数
翻译
蛋白质 氨基酸数
÷2
×2
÷3 ×3
所以：信使RNA碱基数为1000×3=3000个 DNA分子碱基数为3000×2=6000个，选D
练习题：
1、经分析某生物的一个核酸分子的碱基比率 为A:G:T:C=26:25:36:16，这种核酸是（ A ） A. 单链DNA B. 单链RNA C. 双链DNA D. 双链RNA
Am Um Gm Cm
1 2 mRNA
(A1＋ T1)%= (A2+ T2)%= (A总+T总)% = (Am+Um)% (G1＋C1)%= (G2+C2)%= (G总+C总)% = (Gm+Cm)%
互动 探究
1根据MRNA中碱基的排列顺序能否确定氨基 酸的顺序？如已知氨基酸的顺序能否确定 MRNA中碱基的排列顺序？ 前者可以，后者不可以
DNA复制 转录
细胞核 的碱基与RNA 细胞核 问:（1）DNA 的碱基 解旋 完全解旋 只解有遗传效应的片段 如何互补配对？（强调 A-U ） 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 （2）转录与复制过程有何异同？ 原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 场所
酶 产物
信息传 递方向 DNA解旋酶、DNA聚合酶 (主要酶)
亮氨酸
A A U
U U A G A U A U C
核糖体
亮氨酸
A A U U U A G A U A U C
亮氨酸
天门冬 酰氨
A A U C U A U U A G A U A U C
缩合
亮氨酸 天门冬 酰氨
A A U C U A U U A G A U A U C
亮氨酸
天冬氨 酸
异亮氨酸
图4-3三种RNA示意图
构成人体的核酸有两种，构成人体 核酸的基本单位－－核苷酸有（ D ） A.2种 B.4种 C.5种 D.8种
问题： DNA的遗传信息是怎样传给RNA的呢？
1.遗传信息的转录： 概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模
板，按照碱基互补配对的原则合成RNA （mRNA)的过程，叫做转录。
RNA聚合酶 RNA DNA mRNA
DNA DNA DNA
特点
半保留复制， 边解旋边复制
边解旋边转录
练习：
1、 mRNA上有25％的腺嘌呤，35％的尿嘧啶， 则转录该mRNA的DNA分子上腺嘌呤占碱基 总数的（ ）C A 50％ B 25％ C 30％ D 35％ 2、烟草、烟草花叶病毒中，所含的核苷酸种 类和碱基种类各有多少？ 烟草中的核苷酸种类有8种，碱基种类有5种。 烟草花叶病毒中所含的核苷酸种类有4种，碱 基种类有4种。
G
A A T C A A T A G U U A G U
G
A A T C A A T A G U U A G U U
G
A A T C A A T A G U U A G U U A
G
A A T C A A T A G U U A G U U A U
G
A A T C A A T A G U U A G U U A U C
G
A A T C A A T A G U U A G U U A U C
mRNA
G
转录
场所： 细胞核 模板： DNA的一条链 原料： 游离的核糖核苷酸 条件： ATP、酶 产物： RNA（mRNA） 碱基互补配对： G－C、C－G、T－A、A－U
遗传信息流动： DNA
mRNA
比较复制，转录过程的差异：
碱基与氨基酸之间的对应 关系
mRNA只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质
的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定蛋 白质的20种氨基酸的？
碱基与氨基酸之间的对应 关系
如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能
决定多少种氨基酸？ 码多少种氨基酸？
如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编
4种碱基只能决定 U A G A U A U C
mRNA
思考与讨论：已知一段mRNA的碱基序列是 AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你 能结合密码子表写出对应的氨基酸序列吗？
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
遗传密码的特性： 1、有3种终止密码，没有对应的氨基 酸，所以，在64种遗传密码中，能决 定氨基酸的遗传密码子只有61种。 2、通用性：地球上几乎所有的生物 共用一套密码子表。 3、简并性：一种氨基酸对应一种或 多种密码子的情况 。这在一定程度上 能防止由于碱基的改变而导致的遗传 信息的改变。但一种密码子只能觉得 一种氨基酸。
模板链（编码链）
A A T C A A T A G
G
游离的核糖核苷酸
A A T C A A T A G
RNA 聚合酶
G
A A T C A A T A G U U
G
A A T C A A T A G U U
G
A A T C A A T A G U U A
G
A A T C A A T A G U U A G
基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸 数＝6 ：3 ： 1
练习 3、某DNA片段所转录的mRNA中U%＝28%， A%＝18%，则个DNA片段中T%和G%分别 占（ ）。 B
A. 46%,54% B.23%,27% C.27%,23% D.46%,27%
A1 T1 G1 C1
T2 A2 C2 G2

问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？
tRNA的反密码子（61 个）与mRNA上的密 码子互补配对。 专一性：每种tRNA只 能识别并转运一种氨 基酸。但一种氨基酸 可以由多种tRNA识别和 转运。
三叶草结构
图4-5 tRNA的结构示意图
甲硫氨酸
？
U A C
反密码子
A U G G A U A U C
翻译
场所： 细胞质中的核糖体上
模板： mRNA
原料： 20种氨基酸
条件： ATP、酶 、转运RNA（tRNA） 产物： 具有一定氨基酸顺序的蛋白质
碱基互补配对： G－C、C－G、U－A、A－U 遗传信息流动： mRNA
蛋白质
基因控制蛋白质合成的过程
DNA
转录
mRNA
翻译
蛋白质
6
：
3
：
1
1、根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的 规律，在下面表格数码中填入相应的字母：