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基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成考綱要求遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯(11)DNA(基因)主要在細(xì)胞核蛋白質(zhì)的合成在細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行指導(dǎo)通過(guò)RNA問(wèn)題:為什么RNA適于作DNA的信使?一、對(duì)RNA進(jìn)行了解比較項(xiàng)目DNARNA基本單位五碳糖含氮堿基結(jié)構(gòu)主要存在部位DNA和RNA的主要區(qū)別脫氧核苷酸脫氧核糖ACGT雙螺旋結(jié)構(gòu)細(xì)胞核核糖核苷酸核糖ACGU多為單鏈結(jié)構(gòu)細(xì)胞質(zhì)為什么RNA適于作DNA的信使?RNA也是由核苷酸連接而成,也能儲(chǔ)存遺傳信息。RNA與DNA的關(guān)系中,也遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。RNA一般為單鏈,比DNA短,能通過(guò)核孔,從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。RNA的種類(lèi)信使RNA(mRNA)核糖體RNA(rRNA)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)三葉草形有臂一端可攜帶氨基酸有環(huán)另一端有三個(gè)堿基mRNAtRNArRNA分布部位常與核糖體結(jié)合細(xì)胞質(zhì)中與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核糖體特點(diǎn)帶有從DNA轉(zhuǎn)錄下來(lái)的遺傳信息一端能與氨基酸結(jié)合,另一端有反密碼子,這些反密碼子與mRNA上的遺傳密碼子互相配對(duì)由核仁組織區(qū)的DNA轉(zhuǎn)錄而來(lái),是核糖體的組成物質(zhì)功能翻譯時(shí)作模板翻譯時(shí)作搬運(yùn)氨基酸的工具它與多種蛋白質(zhì)結(jié)合成核糖體,作為蛋白質(zhì)生物合成的“裝配機(jī)”結(jié)構(gòu)單鏈單鏈,常有部分堿基對(duì)形成三葉草結(jié)構(gòu)單鏈共同點(diǎn)①都是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生;②基本單位相同③都與翻譯過(guò)程有關(guān)二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄:
在細(xì)胞核中,以DNA的一條鏈為模板,按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成RNA的過(guò)程,叫做轉(zhuǎn)錄。二、轉(zhuǎn)錄
經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄,DNA中的遺傳信息傳遞給mRNA,mRNA再經(jīng)過(guò)必要的加工后從核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。場(chǎng)所:產(chǎn)物:模板:原料:能量:堿基互補(bǔ)配對(duì):細(xì)胞核(主要)核糖核苷酸DNA的一條鏈mRNAATP、酶G-C、C-G、T-A、A-U遺傳信息流動(dòng):DNAmRNA轉(zhuǎn)錄酶:解旋酶、RNA聚合酶原則:特點(diǎn):堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則邊解旋邊轉(zhuǎn)錄復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的比較復(fù)制轉(zhuǎn)錄時(shí)間場(chǎng)所過(guò)程模板原料酶能量堿基配對(duì)產(chǎn)物細(xì)胞核細(xì)胞核完全解旋局部解旋DNA的兩條鏈只有DNA的一條鏈4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸DNA解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶ATPATP子代DNARNAA-TT-AG-CC-GA-UT-AG-CC-G生長(zhǎng)發(fā)育全過(guò)程有絲分裂間期和減Ⅰ間期2、遺傳密碼(密碼子):1)概念:mRNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰堿基2)種類(lèi):3)特點(diǎn):通用性(所有生物)簡(jiǎn)并性密碼子種類(lèi)起始密碼子:2種,即AUG、GUG,也編碼氨基酸
普通密碼子:59種,只編碼氨基酸
61種編碼氨基酸終止密碼子:3種,即UAA、UGA、UAG,不編碼氨基酸,只是終止信號(hào)思考與討論1、地球上幾乎所有的生物生物體都共用同一套遺傳密碼,根據(jù)這一事實(shí),你能想到什么?生物都具有相同的遺傳語(yǔ)言,所有生物都可能有共同的起源或生命在本質(zhì)上是一致的2、從密碼子表可以看到,一種氨基酸可能有幾個(gè)密碼子,這一現(xiàn)象稱(chēng)作密碼的簡(jiǎn)并。你認(rèn)為密碼的簡(jiǎn)并對(duì)生物體的生存發(fā)展有什么意義?從增強(qiáng)密碼容錯(cuò)性的角度解釋?zhuān)寒?dāng)密碼之中有一個(gè)堿基改變時(shí),可能并不會(huì)改變其對(duì)應(yīng)的氨基酸;從密碼子使用頻率來(lái)考慮,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一種氨基酸可以保證翻譯的速度3、反密碼子AAU亮氨酸ACU天冬氨酸AUG異亮氨酸3、反密碼子:tRNA上能夠與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)的3個(gè)相鄰的堿基。密碼子:mRNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基。1、一種tRNA只能攜帶一種氨基酸嗎?2、一種氨基酸只能由一種tRNA攜帶嗎?判斷對(duì),一種tRNA只能攜帶一種氨基酸錯(cuò),一種氨基酸可以由多種tRNA攜帶3、細(xì)胞中存在多少種tRNA?61種遺傳信息、密碼子和反密碼子的區(qū)別遺傳信息是指DNA分子中基因上的脫氧核苷酸(堿基)的排列順序。密碼子是指信使RNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰堿基的排列順序。反密碼子是指轉(zhuǎn)運(yùn)RNA上的一端的三個(gè)堿基的排列順序。位置不同遺傳信息位于DNA分子的基因上,密碼子位于mRNA上,反密碼子位于tRNA上。ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸核糖體ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG異亮氨酸ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG異亮氨酸肽鍵ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG異亮氨酸UAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG異亮氨酸肽鍵ACGUGAUUAUAAACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG異亮氨酸UAAACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG異亮氨酸UAA翻譯過(guò)程:(以課本的圖解為例)第一步:mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),與__________結(jié)合。攜帶甲硫氨酸的tRNA通過(guò)與堿基AUG互補(bǔ)配對(duì),進(jìn)入位點(diǎn)1。第二步:攜帶組氨酸的__________以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2。第三步:甲硫氨酸通過(guò)與組氨酸形成
而轉(zhuǎn)移到占據(jù)位點(diǎn)2的tRNA上。第四步:核糖體沿著mRNA移動(dòng),讀取下一個(gè)__________,原占據(jù)位點(diǎn)1的tRNA離開(kāi)核糖體,占據(jù)位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1,一個(gè)新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2,繼續(xù)肽鏈的合成。重復(fù)步驟二、三、四,直至核糖體讀取到mRNA的__________。終止密碼核糖體
tRNA
肽鍵
密碼子
翻譯小結(jié)定義:游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸,以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。原料:______________多種氨基酸場(chǎng)所:_____________________過(guò)程:___________________細(xì)胞質(zhì)中的核糖體起始、延伸、中止模板:__________產(chǎn)物:____________遺傳信息傳遞方向:__________________mRNA多肽鏈mRNAPro歸納整合一、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時(shí)期細(xì)胞分裂的間期在生長(zhǎng)發(fā)育的連續(xù)過(guò)程中在生長(zhǎng)發(fā)育的連續(xù)過(guò)程中場(chǎng)所細(xì)胞核、線粒體、葉綠體細(xì)胞核、線粒體、葉綠體細(xì)胞質(zhì)中核糖體上模板以DNA解旋的兩條鏈為模板以DNA解旋的一條鏈為模板以mRNA為模板原料4種脫氧核苷酸4種核糖核酸20種氨基酸條件酶、能量酶、能量酶、能量、tRNA堿基配對(duì)方式A-TT-AC-GG-CA-UT-AC-GG-CA-UU-AC-GG-C遺傳信息傳遞方向DNA→DNADNA→RNARNA→蛋白質(zhì)特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制半保留復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄后的DNA仍然保留原來(lái)的雙鏈結(jié)構(gòu)mRNA分子可被多個(gè)核糖體結(jié)合進(jìn)行多肽鏈的合成產(chǎn)物兩個(gè)雙鏈DNA分子1條單鏈的mRNA多肽或蛋白質(zhì)一個(gè)mRNA分子上結(jié)合多個(gè)核糖體,同時(shí)合成多條肽鏈多聚核糖體的理解1.概念:1條mRNA分子中同時(shí)連接多個(gè)核糖體的現(xiàn)象。2.翻譯方向的判斷:依多聚核糖體上翻譯出來(lái)的肽鏈長(zhǎng)度進(jìn)行判斷。3.意義:經(jīng)多聚核糖體合成的多條肽鏈最終相同,因此,在單位時(shí)間內(nèi)可以合成大量的多肽,提高了翻譯的速率。下圖為細(xì)胞中多聚核糖體合成分泌蛋白的示意圖,已知分泌蛋白的新生肽鏈上有一段可以引導(dǎo)其進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的特殊序列(圖中P肽段)。下列相關(guān)說(shuō)法正確的 答案:AP107考向(3).下圖為原核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄、翻譯的示意圖。據(jù)圖判斷,下列描述中正確的是()①圖中表示4條多肽鏈正在合成②轉(zhuǎn)錄尚未結(jié)束,翻譯即已開(kāi)始③多個(gè)核糖體共同完成一條多肽鏈的翻譯④一個(gè)基因在短時(shí)間內(nèi)可表達(dá)出多條多肽鏈A.①③B.②④C.①④D.②③答案:B§4.2基因?qū)π誀畹目刂扑?、中心法則轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制提出者:克里克含義:遺傳信息傳遞的規(guī)律各類(lèi)生物遺傳信息的傳遞過(guò)程:1、真核生物:2、原核生物:3、DNA病毒:4、RNA病毒:5、逆轉(zhuǎn)錄病毒:轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)RNA翻譯蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)RNA逆轉(zhuǎn)錄(遺傳物質(zhì)為DNA的生物)1、DNA的復(fù)制體現(xiàn)了遺傳信息的傳遞功能,發(fā)生在細(xì)胞增殖或產(chǎn)生子代的生殖過(guò)程中。2、DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯共同體現(xiàn)了遺傳信息的表達(dá)功能,發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的過(guò)程中。閱讀課本,試從基因的角度來(lái)解釋孟德?tīng)柕膱A粒與皺粒豌豆?實(shí)例分析1DNA中插入了一段外來(lái)的DNA序列,打亂了編碼淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能正常合成蔗糖不合成為淀粉,蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮(性狀:皺粒)編碼淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成蔗糖合成為淀粉,淀粉含量升高淀粉含量高,有效保留水分,豌豆顯得圓鼓鼓(性狀:圓粒)從基因的角度對(duì)圓粒與皺粒豌豆的解釋
白化病是一種較常見(jiàn)的皮膚及其附屬器官黑色素缺乏所引起的疾病。這類(lèi)病人通常是全身皮膚、毛發(fā)、眼睛缺乏黑色素,表現(xiàn)出怕光等行為。實(shí)例分析2控制酪氨酸酶的基因異常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常轉(zhuǎn)化為黑色素缺乏黑色素表現(xiàn)為白化?、倩蛲ㄟ^(guò)控制
來(lái)控制代謝過(guò)程,進(jìn)而
.控制生物體的_____酶的合成性狀間接基因?qū)π誀畹目刂芉:從這兩個(gè)例子中我們能總結(jié)出什么樣的共同特點(diǎn)呢?結(jié)論:基因控制酶或激素細(xì)胞代謝控制性狀控制間接控制鐮刀型細(xì)胞貧血癥
控制血紅蛋白形成的基因中一個(gè)堿基變化容易破裂,患溶血性貧血紅細(xì)胞呈鐮刀型,運(yùn)輸氧的能力降低血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化鐮刀型細(xì)胞貧血癥囊性纖維病是一種嚴(yán)重的遺傳疾病,患者汗液中氯離子的濃度升高,支氣管被異常的黏液堵塞,常于幼年死于肺部感染。
囊性纖維病CFTR基因缺失了3個(gè)堿基結(jié)構(gòu)蛋白(CFTR蛋白)異常,導(dǎo)致功能異?;颊咧夤軆?nèi)黏液增多黏液清除困難,細(xì)菌繁殖,肺部感染病因解析Q:從這個(gè)例子中你又能總結(jié)出什么結(jié)論?基因控制結(jié)構(gòu)蛋白性狀控制結(jié)論:細(xì)胞結(jié)構(gòu)控制直接控制基因控制生物的性狀主要有以下兩個(gè)途徑:基因結(jié)構(gòu)蛋白細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物性狀酶或激素細(xì)胞代謝生物性狀蛋白質(zhì)直接控制間接控制總之:a.生物性狀主要是由
體現(xiàn)b.蛋白質(zhì)的合成又受的控制所以:生物的性狀是由
控制的
蛋白質(zhì)基因基因小結(jié)1.基因和性狀的關(guān)系都是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系嗎?不是!2.有哪些性狀是有多個(gè)基因共同控制的?人的血壓、智力、長(zhǎng)相、記憶力、身高等。三、基因與性狀的數(shù)量關(guān)系身高的遺傳思考:身高與營(yíng)養(yǎng)和鍛煉有關(guān)嗎?基因與性狀關(guān)系
同一株水毛茛裸露在空氣中的葉和浸泡在水中的葉表現(xiàn)出兩種不同的形態(tài)。2、這兩種形態(tài)的葉,其細(xì)胞的基因組成一樣嗎?水中的葉比空氣中的葉要狹長(zhǎng)細(xì)小一些。一樣,由一個(gè)受精卵發(fā)育而來(lái)。
1、這兩種葉形有什么不同?問(wèn)題探討3、為什么細(xì)胞的基因組成相同,而性狀卻不同?因?yàn)檫@兩種葉所處的環(huán)境不同。表現(xiàn)型=基因型+外界環(huán)境四、細(xì)胞質(zhì)基因______和______中的基因被稱(chēng)為細(xì)胞質(zhì)基因。線粒體葉綠體線粒體DNA的缺陷與數(shù)十種人類(lèi)的遺傳病有關(guān),這些疾病多與腦部和肌肉有關(guān)。Q:這些疾病有什么特點(diǎn)?為什么?原因:受精過(guò)程中,受精卵的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來(lái)自母親的卵細(xì)胞。不符合母本1、母系遺傳
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