基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成【知識 精講精研 】 高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

O第一節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第四章基因的表達基因如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成？DNA蛋白質(zhì)DNA蛋白質(zhì)？基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成核糖體DNA蛋白質(zhì)假說①假說②你也來提假說實驗一1955年，布拉舍用RNA酶分解變形蟲細胞中的RNA，蛋白質(zhì)合成停止。實驗二1955年，拉斯特用已標(biāo)記尿嘧啶(RNA特有的堿基）核苷酸的培養(yǎng)液來培養(yǎng)變形蟲細胞，檢測發(fā)現(xiàn)該標(biāo)記先出現(xiàn)在細胞核，隨后出現(xiàn)在細胞質(zhì)。結(jié)論：蛋白質(zhì)合成與RNA有關(guān)結(jié)論：RNA可以從細胞核到細胞質(zhì)中尋找信使實驗三

1961年科學(xué)家用噬菌體SP8侵染枯草桿菌后，枯草桿菌裂解，分別提取噬菌體DNA，噬菌體侵染后產(chǎn)生的RNA，以及枯草桿菌DNA。

研究三種提取物的關(guān)系。

●結(jié)論：噬菌體RNA的堿基排列順序可以和噬菌體的DNA一條鏈一一對應(yīng)●結(jié)果：噬菌體侵染后產(chǎn)生的RNA只與噬菌體DNA中一條固定鏈形成雜交分子，而不與枯草桿菌DNA雜交。噬菌體DNA枯草桿菌DNA尋找信使DNA蛋白質(zhì)RNA轉(zhuǎn)錄基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成核糖體DNA蛋白質(zhì)RNA是信使為什么RNA適于作DNA的信使呢？重點關(guān)注：（1）RNA分子與DNA分子的結(jié)構(gòu)有哪些相似，便于分子之間傳遞信息。（2）RNA分子與DNA分子的結(jié)構(gòu)有哪些不同，有利于RNA通過核孔向外傳遞信息。RNA是信使◆基本單位（單體）：核糖核苷酸◆結(jié)構(gòu)：單鏈比DNA短能夠通過核孔轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中◆種類：腺嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸鳥嘌呤核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸rRNAmRNAtRNA◆功能：RNA也可儲存遺傳信息；

也可傳遞遺傳信息DNA酶：RNA聚合酶原料:游離的核糖核苷酸堿基互補配對RNA轉(zhuǎn)錄過程我來提假說關(guān)于模板鏈：ATCGAGCGAGTCTTCGTCAATCGATGACATCGGCDNAUCGCUAGCmRNA1mRNA2▲DNA兩條鏈中只有一條鏈?zhǔn)寝D(zhuǎn)錄的模板鏈?！鳛槟０宓闹皇荄NA鏈中的某個片段——基因；基因1基因2▲基因的兩條鏈中，一條是模板鏈也叫轉(zhuǎn)錄鏈、非編碼鏈或反義鏈，另一條是非模板鏈也叫非轉(zhuǎn)錄鏈、編碼鏈或有義鏈。a鏈b鏈說明：AG

T

AC

TA

A

T

AGCUGACGGUUUDNA的一條鏈以DNA的一條鏈為模板RNA聚合酶游離的核糖核苷酸AG

T

AC

TA

A

T

AGCUGACGGUUU

DNA與RNA的堿基互補配對：

A—U；G—C；C—G；T—ARNA聚合酶AG

T

AC

TA

A

T

AGCGACGGUUUUAG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUUUAAG

T

AC

TA

A

T

GCGACGUUGUUAAG

T

AC

TA

A

T

GCGACGUGUUAAAG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUAAUAG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUAAUAAG

T

AC

TA

A

T

GGCGGUUAAUAUCAG

T

AC

TA

A

T

GGCGGUUAAUAUC形成mRNA鏈，DNA上的遺傳信息傳遞到mRNA上mRNADNAAG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細胞質(zhì)

細胞核

核孔DNAmRNA在細胞核中合成TCATGATTAUAAGUCCCTTGGAAA原料:游離的核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNA1.DNA雙鏈解開RNA聚合酶與編碼這個蛋白質(zhì)的一段DNA結(jié)合原料：游離的核糖核苷酸模板：DNA一條鏈原則：堿基互補配對酶：RNA聚合酶、4.釋放3.連接延伸2.互補配對釋放mRNA，DNA雙螺旋恢復(fù)。遺傳信息的轉(zhuǎn)錄：DNARNA轉(zhuǎn)錄能量：ATP等物質(zhì)水解

模板鏈過程：以mRNA為例條件：①

模板：

②

原料：

③

能量：

④

酶：

RNA聚合酶產(chǎn)物：RNA原則：堿基互補配對AUTACGGC識別和結(jié)合啟動子（基因的首端）；催化形成磷酸二酯鍵，形成RNA主要場所：細胞核方向：5'3'遺傳信息的轉(zhuǎn)錄：DNARNA轉(zhuǎn)錄UAAGUCCCTTGGAAAmRNADNA酶

定義：在細胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則合成RNA的過程。原料:游離的核糖核苷酸遺傳信息的轉(zhuǎn)錄：DNARNA轉(zhuǎn)錄復(fù)制轉(zhuǎn)錄場所模板原料酶能量堿基配對產(chǎn)物主要在細胞核主要在細胞核DNA的兩條鏈DNA的一條鏈4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶ATPATP子代DNAG－C、C－G、T－A、A－TG－C、C－G、T－A、A－URNA相同相同不同不同不同不同不同遺傳信息的轉(zhuǎn)錄---與DNA復(fù)制的比較DNA蛋白質(zhì)mRNA轉(zhuǎn)錄基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成核糖體DNA蛋白質(zhì)（核苷酸語言）（核苷酸語言）？實驗四1988年Agre（阿格雷）等將控制水通道蛋白的mRNA注入非洲爪蟾的卵母細胞中,最終也能分離出水通道蛋白。mRNA與蛋白質(zhì)的關(guān)系該實驗證明在一定的條件下

mRNA可以控制蛋白質(zhì)的合成DNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成核糖體DNA蛋白質(zhì)（核苷酸語言）（核苷酸語言）4種21種？（氨基酸語言）mRNAmRNA上的堿基(4種)和氨基酸(21種)之間是如何對應(yīng)的？幾個堿基決定一種氨基酸？1個堿基決定1種氨基酸：4種堿基可以決定4種氨基酸2個堿基決定1種氨基酸：4種堿基可以決定4×4＝16種氨基酸3個堿基決定1種氨基酸：4種堿基可以決定4×4×4＝64種氨基酸G.GAMOVmRNA堿基數(shù)目和蛋白質(zhì)氨基酸對應(yīng)關(guān)系的探索實驗結(jié)論：mRNA中可能是3個堿基編碼1個氨基酸實驗與推理五mRNA多肽mRNA堿基數(shù)目和蛋白質(zhì)氨基酸數(shù)目對應(yīng)關(guān)系的探索123456789非重疊式閱讀實驗與推理六123456789多肽α

β重疊1個堿基（4×4＝16種）α

β（21種）多肽α

β1234重疊2個堿基結(jié)論：核酸堿基可能非重疊式閱讀方式編碼氨基酸（4種）正常★增加1個堿基★增加2個堿基★增加3個堿基蛋白質(zhì)核酸多肽FrancisCrick實驗結(jié)論：核酸中3個堿基編碼1個氨基酸非重疊式閱讀研究T4噬菌體的某個基因的堿基的改變對蛋白質(zhì)的影響實驗七核酸堿基數(shù)目和蛋白質(zhì)氨基酸對應(yīng)關(guān)系的探索正常異常異?！飳φ战MDNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成核糖體DNA蛋白質(zhì)3個堿基1個氨基酸編碼mRNA除去DNA和mRNA的細胞提取液人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸多肽實驗結(jié)論：與苯丙氨酸對應(yīng)的密碼子是UUU（第一個被破譯的密碼子）1961年科學(xué)家：尼倫伯格一馬太實驗技術(shù)：蛋白質(zhì)的體外合成技術(shù)（原料）（模板）怎樣知道編碼多肽鏈的氨基酸來自細胞提取液還是加入進去的？同位素標(biāo)記實驗八

mRNA堿基和蛋白質(zhì)氨基酸對應(yīng)關(guān)系的探索U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸亮氨酸絲氨酸終止終止硒代半胱氨酸亮氨酸絲氨酸終止色氨酸C亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸甲硫氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸G纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸纈、甲硫氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸UCAGUCAGUCAGUCAGUCAG第一位堿基第二位堿基第三位堿基苯丙氨酸通過大量的嘗試，科學(xué)家確定三個堿基決定一種氨基酸，并將64種堿基排列所控制的氨基酸編制成了表格。mRNA的秘密——密碼子表3’5’簡并：

一種氨基酸可由多種密碼子決定；●特點在正常情況下，UGA是終止密碼子，但特殊情況下可以編碼硒代半胱氨酸。在原核生物中，GUG也可以做起始密碼子，編碼甲硫氨酸。通用：

幾乎所以生物共用一套遺傳密碼；說明地球上生物有共同起源。mRNA的秘密——密碼子●定義mRNA上決定一個氨基酸的3個相鄰堿基（含起始碼、終止密碼）U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸亮氨酸絲氨酸終止終止硒代半胱氨酸亮氨酸絲氨酸終止色氨酸C亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸甲硫氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸G纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸纈、甲硫氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸UCAGUCAGUCAGUCAGUCAG第一位堿基第二位堿基第三位堿基苯丙氨酸5’3’氨基酸的搬運工——tRNA：密碼子反密碼子5’3’苯丙氨酸AAG從攜帶氨基酸的一端(長臂端）與密碼子配對功能：

識別并轉(zhuǎn)運氨基酸。特性：

專一性每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸

每種氨基酸可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運反密碼子

tRNA上三個堿基能與mRNA上的密碼子堿基互補配對若反密碼子3’端為ACU，則攜帶的氨基酸是？由密碼子UGA所決定終止密碼子，但特殊情況下可以編碼硒代半胱氨酸。

若密碼子為UAA，則對應(yīng)的反密碼子是？由于UAA是終止密碼子，不決定氨基酸，所以沒有與之對應(yīng)的反密碼子翻譯過程：核糖體核糖體核糖體UAUCGTCUGGGAUACGGCAAUACAGUCACCGGAUmRNAUACCGTGGACUG多肽鏈核糖體起始密碼密碼子密碼子密碼子密碼子終止密碼

對翻譯的理解：UACUAGAAUACAGUCACCGGAUmRNA甲硫氨酸UAUCUG

第一個由tRNA攜帶進入核糖體的是何種氨基酸如何結(jié)束起始密碼UAC密碼子反密碼子堿基配對氨基酸決定翻譯多聚核糖體——高效翻譯的機制mRNA核糖體多肽核糖體移動方向①數(shù)量關(guān)系：一個mRNA可同時結(jié)合多個核糖體②意義：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)③方向：判斷依據(jù)是多肽鏈的長短，長的肽鏈翻譯時間久1.場所：2.模板：3.原料：4.起始密碼有:個，終止密碼有:個5..堿基配對：7.肽鏈由各相鄰的氨基酸通過

連接形成。8.條件：3

肽鍵2細胞質(zhì)的核糖體mRNA合成蛋白質(zhì)的21種氨基酸酶，ATP、模板、原料翻譯小結(jié)好好學(xué)習(xí)、助力抗疫9、通常一個mRNA分子與多個核糖體結(jié)合，翻譯出多條肽鏈。真核細胞中復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時間場所模板原料酶能量原則特點產(chǎn)物信息傳遞細胞分裂間期主要是細胞核DNA的兩條鏈四種脫氧核苷酸解旋酶，DNA聚合酶等ATPA-T、T-AC-G、G-C半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制2個子代DNA分子生長發(fā)育過程主要是細胞核基因的一條鏈四種核糖核苷酸RNA聚合酶等ATPA-U、T-AG-C、C-G邊解旋邊轉(zhuǎn)錄1個信使RNA生長發(fā)育過程細胞質(zhì)mRNA21種氨基酸特定的酶等ATP多個特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)A-U、U-AG-C、C-G一個mRNA可結(jié)合多個核糖體同時翻譯多個蛋白質(zhì)DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)好好學(xué)習(xí)、助力抗