高中生物基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成

一、細(xì)胞中兩種核酸的比較DNARNA組成元素C、H、O、N、P基本單位

___________________

化學(xué)組成磷酸1分子磷酸1分子磷酸五碳糖____________________堿基A、

、C、G

A、

、C、G

結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)一般單鏈結(jié)構(gòu)功能通過復(fù)制向后代傳遞遺傳信息DNA控制蛋白質(zhì)的中介(橋梁)分布細(xì)胞核（主）、線粒體、葉綠體細(xì)胞質(zhì)（主），細(xì)胞核第一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二DNA----標(biāo)記T

RNA----標(biāo)記U

若用放射性同位素標(biāo)記法觀察DNA的生理變化，應(yīng)該標(biāo)記哪種堿基？RNA呢？第二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二注意：RNA的種類：①

：蛋白質(zhì)合成的模板。②

：核糖體的組成成分。

③

：

，形似三葉草的葉。mRNArRNAtRNA轉(zhuǎn)運(yùn)RNA第三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二思考：

為什么RNA適于作為DNA的信使？RNA一般為單鏈，比DNA短，因此能夠通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。第四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二想一想：▲三種RNA都攜帶遺傳信息嗎？

。▲含RNA最多的細(xì)胞器：

?！煌w細(xì)胞中mRNA的差異

，DNA

差異

。第五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二二、基因控制蛋白質(zhì)的合成1、轉(zhuǎn)錄第六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二TCATGATTAAG

T

AC

TA

A

T

DNA的平面結(jié)構(gòu)圖細(xì)胞核中第七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

DNA的一條鏈AGCUGUCGGAUU游離的核糖核苷酸

(原料）DNA解旋，以一條鏈為模板合成mRNA細(xì)胞核中第八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

AGCUGUCGGAUU

DNA與RNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)：A——U；T——A；C——G；G—CRNA聚合酶細(xì)胞核中第九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

AGCGUCGGAUUU

組成

RNA的核糖核苷酸一個(gè)個(gè)連接起來細(xì)胞核中第十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGUCGGAUUUA細(xì)胞核中第十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGUCGAUGUUA細(xì)胞核中第十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGUCGUGUUAA細(xì)胞核中第十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGUCGGUUAAU細(xì)胞核中第十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGUCGGUUAAUA細(xì)胞核中第十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGCGGUUAAUAU細(xì)胞核中第十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

GGCGGUUAAUAUC細(xì)胞核中第十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

GGCGGUUAAUAUCDNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上mRNADNA細(xì)胞核中第十八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核

核孔DNAmRNA在細(xì)胞核中合成第十九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)UCAUGAUUAmRNAAG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA第二十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二1、轉(zhuǎn)錄（小結(jié)）概念：主要在

中，以DNA的

為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，合成RNA的過程。場所：

(主要)；模板：

；原料：

；產(chǎn)物：單鏈的___________；酶：_________________________________。堿基配對(duì)方式：

、C－G、G－C、

。信息傳遞方向：。模板去向：。特點(diǎn)：。

轉(zhuǎn)錄的條件？第二十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二想一想：

DNA的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制的主要區(qū)別有哪些？第二十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二練習(xí)鞏固：1.DNA分子的解旋發(fā)生在________過程中。

A.復(fù)制B.轉(zhuǎn)錄C.翻譯D.復(fù)制和轉(zhuǎn)錄2.果蠅的遺傳物質(zhì)由_________種核苷酸組成。

A.2B.4C.5D.83.一個(gè)DNA分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種多少個(gè)mRNA分子()A.一種一個(gè)B.一種多個(gè)C.多種多個(gè)D.無數(shù)種無數(shù)個(gè)4.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)錄成該信使RNA的一段DNA分子中應(yīng)有C和T()A.12個(gè)B.18個(gè)C.24個(gè)D.30個(gè)DDBC第二十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二

轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細(xì)胞核，而翻譯活動(dòng)應(yīng)該在核糖體上，那么mRNA如何進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)？第二十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二問題情境：

轉(zhuǎn)錄后進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的mRNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，mRNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？mRNA如何將遺傳信息翻譯成蛋白質(zhì)？思考：mRNA的4種堿基如何決定20種氨基酸？堿基與氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是怎樣的？第二十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二感悟科學(xué)家破譯遺傳密碼的推理過程：

1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸？

2個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸？4種,不行！16種組合方式也不能決定20種氨基酸,不行！！提出：mRNA上每3個(gè)相鄰的堿基決定1個(gè)氨基酸。64種，可行?。。∶艽a子：mRNA上三個(gè)相鄰的堿基稱為一個(gè)密碼子（三聯(lián)體密碼）。第二十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二UCAUGAUUAmRNA（模板）

密碼子

密碼子

密碼子

密碼子

1、概念：①

mRNA上決定一個(gè)氨基酸的

②三個(gè)相鄰的堿基第二十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二第二十八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二思考與討論：已知一段mRNA的堿基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能結(jié)合密碼子表寫出對(duì)應(yīng)的氨基酸序列嗎？

甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—絲氨酸—賴氨酸—脯氨酸第二十九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二分析密碼子的特點(diǎn)：

(1)一個(gè)密碼子決定一個(gè)特定的氨基酸；(2)有的氨基酸可能有一個(gè)以上的密碼子（密碼的簡并性，有何意義？）；(3)起始密碼子、終止密碼子。64種密碼中：

①

61個(gè)（其中兩個(gè)起始密碼子）編碼控制20

種氨基酸合成；

②另外3個(gè)（UAG、UAA、UGA）不編碼任何氨基酸，而是合成蛋白質(zhì)的終止信號(hào)又稱終止密碼子。(4)幾乎所有生物都共用一套密碼子（通用性）。第三十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二2、種類：3、特點(diǎn)一種密碼子決定幾種氨基酸？一種氨基酸對(duì)應(yīng)幾種密碼子？①簡并性②通用性③不間斷性④不重疊性UCAUGAUUAmRNA（模板）

密碼子

密碼子

密碼子共64種編碼氨基酸的：不編碼氨基酸的：61種起始密碼子：普通密碼子：2種59種UAA、UAG、UGA3種一種一種或多種第三十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二

問：

mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后，就與蛋白質(zhì)的“裝配機(jī)器”—核糖體結(jié)合，形成合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”。那么，游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸是怎樣運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的呢？第三十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二圖4-5tRNA的結(jié)構(gòu)示意圖專一性：每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。tRNA的反密碼子與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)。第三十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二對(duì)應(yīng)關(guān)系第三十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二圖4-6蛋白質(zhì)的合成示意圖第三十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二圖4-6中所示的正在合成的肽鏈的氨基酸序列是什么?甲硫氨酸—組氨酸—色氨酸—精氨酸—半胱氨酸—半胱氨酸—脯氨酸第三十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二ACGUCACUAUAC甲硫氨酸GGU組氨酸

核糖體

mRNA

與核糖體結(jié)合攜帶甲硫氨酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAAUG異亮氨酸核糖體結(jié)合部位會(huì)形成2個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)第三十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二ACGUCACUA

兩個(gè)氨基酸分子縮合，形成肽鍵，甲硫氨酸轉(zhuǎn)移到占據(jù)位點(diǎn)2的tRNA上脫水縮合AUG異亮氨酸AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAUAC甲硫氨酸GGU組氨酸第三十八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二ACGUCACUAUAC

甲硫氨酸GGU

組氨酸

核糖體隨著

mRNA滑動(dòng).

原占據(jù)位點(diǎn)1的tRNA離開核糖體，占據(jù)位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1，一個(gè)新的攜帶組氨酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2，繼續(xù)肽鏈的合成。AUG異亮氨酸第三十九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二ACGUCACUAAUG異亮氨酸AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAUAC甲硫氨酸GGU組氨酸第四十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二一個(gè)個(gè)氨基酸分子縮合成鏈狀結(jié)構(gòu)UCAUGAUUAAG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUA甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG異亮氨酸第四十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二ACGUGAUUA重復(fù)步驟2、3、4，直至核糖體讀取到mRNA的終止密碼。AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUA甲硫氨酸天冬氨酸AUG異亮氨酸第四十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAACGUGAUUA以mRNA為模板形成了有一定氨基酸順序的多肽鏈

甲硫氨酸天冬氨酸異亮氨酸第四十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二第四十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二一個(gè)mRNA分子上結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)合成多條肽鏈第四十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二2、翻譯（小結(jié)）（1）概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種

以

為模板，合成具有

的過程。思考：

a、mRNA在細(xì)胞核合成后，如何進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)？

，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后會(huì)與

結(jié)合，合成蛋白質(zhì)。

b、mRNA上堿基有

種，蛋白質(zhì)中氨基酸約

種

c、mRNA上

個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸才能夠符合自然界氨基酸的種類。場所？第四十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二第四十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二[互動(dòng)探究]

a、密碼子與氨基酸有怎樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系？

b、若一個(gè)基因在復(fù)制過程中發(fā)生堿基對(duì)的替換，這種變化是否一定反映到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上？

c、tRNA與氨基酸有怎樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系？注意：密碼子的特點(diǎn)可歸納為

簡并性和通用性第四十八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二（2）場所：

；（3）模板：

；（4）原料：

；（5）產(chǎn)物：

；（6）運(yùn)載工具：

；（7）堿基配對(duì)方式：

；補(bǔ)充（8）信息傳遞方向：mRNA蛋白質(zhì)酶？第四十九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二要點(diǎn)分析：

1、關(guān)于信使RNA、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA和核糖體RNAmRNAtRNArRNA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上轉(zhuǎn)錄下來的遺傳信息，其上具有多個(gè)遺傳密碼子一端與氨基酸結(jié)合，另一端有反密碼子與mRNA上的遺傳密碼子配對(duì)由核DNA轉(zhuǎn)錄而來，是核糖體的組成成分功能翻譯時(shí)作模板翻譯時(shí)作搬運(yùn)氨基酸的工具合成蛋白質(zhì)的場所結(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都與翻譯有關(guān)第五十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二特別提醒：①密碼子具有簡并性，即一種氨基酸可能對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)密碼子。②生物界共用一套遺傳密碼。③與61種密碼子相對(duì)應(yīng)的有61種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA。④一種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA只能運(yùn)輸一種氨基酸。⑤一種氨基酸可由一種或幾種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA轉(zhuǎn)運(yùn)。⑥tRNA并非只有三個(gè)堿基，有多個(gè)堿基，其基本組成單位是核糖核苷酸。第五十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二密碼子種類：第五十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二反密碼閱讀從攜帶氨基酸的一側(cè)開始讀(圖中“←”)

看課本圖示第五十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二第五十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二(2010·鹽城三模)DNA分子模板鏈上的堿基序列攜帶的遺傳信息最終翻譯成的氨基酸如下表所示，則右下圖所示的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA所攜帶的氨基酸是(反密碼子從攜氨基酸的一端開始讀碼)(

)GCACGTACGTGC賴氨酸丙氨酸半胱氨酸蘇氨酸AA．蘇氨酸B．丙氨酸C．半胱氨酸D．賴氨酸第五十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二2．DNA分子的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時(shí)間細(xì)胞分裂(有絲分裂和減數(shù)第一次分裂)的間期★個(gè)體生長發(fā)育的整個(gè)過程場所主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)、線粒體葉綠體內(nèi)的核糖體上模板DNA的兩條單鏈DNA的一條鏈mRNA原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸20種氨基酸條件酶(DNA解旋酶、DNA聚合酶等)、ATP酶(DNA解旋酶、RNA聚合酶等)、ATP酶、ATP、tRNA產(chǎn)物2個(gè)雙鏈DNA一個(gè)單鏈RNA(mRNA、tRNA，rRNA)多肽鏈改提綱第五十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯★模板去向分別進(jìn)入2個(gè)子代DNA分子中恢復(fù)原樣，與非模板鏈重新繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)分解成單個(gè)核苷酸特點(diǎn)半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄★一個(gè)mRNA上結(jié)合多個(gè)核糖體，順次合成多條肽鏈★堿基配對(duì)A－T，T－A，C－G，G－CA－U，T－A，C－G，G－CA－U，U－A，C－G，G－C遺傳信息傳遞DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)意義使遺傳信息從親代傳遞給子代使遺傳信息從DNA傳遞到RNA表達(dá)遺傳信息，使生物表現(xiàn)出各種性狀課本圖示三個(gè)過程均涉及第五十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二能發(fā)生堿基配對(duì)的場所和過程:場所:過程:細(xì)胞核、線粒體、葉綠體、核糖體DNA復(fù)制、RNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯第五十八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二特別提醒：①復(fù)制和轉(zhuǎn)錄發(fā)生在DNA存在的部位，如細(xì)胞核、葉綠體、線粒體、擬核、質(zhì)粒等部位。

（補(bǔ)充）凡是有DNA的場所均可發(fā)生復(fù)制和轉(zhuǎn)錄②從核糖體上脫離下來的只是多肽鏈，多肽鏈還得在相應(yīng)的細(xì)胞器內(nèi)加工，最后才合成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。③★★

同一個(gè)體不同體細(xì)胞的細(xì)胞核所含的基因是相同的，但是所表達(dá)的基因不同，所以不同細(xì)胞中的mRNA和蛋白質(zhì)種類不同。第五十九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期二④※※真核生物的質(zhì)基因的表達(dá)發(fā)生在線粒體和葉綠體；真核生物的核基因的轉(zhuǎn)錄發(fā)生在核內(nèi)，翻譯則發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的核糖體上。⑤※※真核生物由于有核膜，核膜將細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)分隔開來，因此，轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核中進(jìn)行的，翻譯則是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的。可見，真核生物基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯具有時(shí)間