高三生物一輪復(fù)習(xí)課件【體系架構(gòu)+ 遷移運(yùn)用】 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第四章第一節(jié)蛋白質(zhì)基因（DNA）DNA蛋白質(zhì)？

生物體所有特征的總和我們稱之為性狀，性狀的主要承擔(dān)者或體現(xiàn)者是誰?生物體性狀主要是由誰決定的?一、RNA的結(jié)構(gòu)與種類基因指導(dǎo)

蛋白質(zhì)的合成主要在細(xì)胞核在細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行通過信使RNA為什么RNA適于作DNA的信使？1、RNA的結(jié)構(gòu)1)基本組成單位：核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸鳥嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸2)結(jié)構(gòu)：一般是單鏈、比DNA短RNA與DNA結(jié)構(gòu)相似，使RNA具備準(zhǔn)確傳遞遺傳信息的可能。RNA是單鏈，比DNA短，能

夠通過核孔轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。一、RNA的結(jié)構(gòu)與種類一、RNA的結(jié)構(gòu)與種類2、RNA的種類mRNAtRNArRNA分布結(jié)構(gòu)主要在細(xì)胞質(zhì)中主要在細(xì)胞質(zhì)中與蛋白質(zhì)合成核糖體單鏈單鏈（局部雙鏈）三葉草形，有堿基互補(bǔ)配對。單鏈二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？RNA是在細(xì)胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫做轉(zhuǎn)錄。注意：mRNA、rRNA和tRNA都是轉(zhuǎn)錄而來的。聯(lián)系細(xì)胞分化：不是所有基因都會轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄是有選擇的。細(xì)胞分化時(shí)基因選擇性表達(dá)源于基因的選擇性轉(zhuǎn)錄。所有基因都會轉(zhuǎn)錄嗎？二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄UAGC游離的核糖核苷酸RNA聚合酶第1步：DNA雙鏈解開，堿基暴露出來第2步：游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對，在RNA聚合酶作用下開始mRNA的合成第3步：新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上第4步：新合成的mRNA從DNA鏈上釋放。而后，DNA雙螺旋恢復(fù)。DNA二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄（mRNA釋放，DNA雙鏈恢復(fù)）DNA

堿基互補(bǔ)配對主要在細(xì)胞核四種核糖核苷酸DNA的一條鏈（供轉(zhuǎn)錄的那一條）ATP、RNA聚合酶A－U、T－AG－C、C－GDNA→mRNA場所：原則：模板：條件：

遺傳信息流動(dòng)：mRNA轉(zhuǎn)錄翻

譯蛋白質(zhì)DNAmRNA基因產(chǎn)物：RNA（mRNA、tRNA、rRNA）在線粒體、葉綠體中也能發(fā)生思考·討論：DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄時(shí)間場所模板原料酶配對方式特點(diǎn)方向產(chǎn)物意義細(xì)胞分裂間期生長發(fā)育過程DNA的兩條鏈均為模板DNA的一條鏈四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸解旋酶、

DNA聚合酶等RNA聚合酶等A-T、

T-A、C-G

、G-CA-U、T-A、C-G、G-C半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄2個(gè)子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA使遺傳信息從親代傳遞給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性

遺傳信息從DNA傳遞到RNA（mRNA）上，為翻譯做準(zhǔn)備主要在細(xì)胞核或擬核，少部分在線粒體、葉綠體、質(zhì)粒新鏈從5’端-3’端延伸新鏈從5’端-3’端延伸寫出以β鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成的mRNA堿基序列轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與DNA兩條單鏈的堿基序列各有哪些異同？轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列與DNA模板鏈的堿基序列是互補(bǔ)配對的；轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列與非模板鏈的堿基序列的區(qū)別是RNA鏈上的堿基U，對應(yīng)在非模板鏈上的堿基是T。思考·討論：DNAα鏈

……ATGATAGGGAAAC……β鏈

……TACTATCCCTTTG…………AUGAUAGGGAAAC……三、遺傳信息的翻譯討論：4種堿基怎么決定21種不同的氨基酸？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3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸決定4種氨基酸決定16種氨基酸氨基酸組合64種GUGCAUCGAmRNA5'3'密碼子纈氨酸密碼子組氨酸密碼子精氨酸

密碼子：mRNA上決定氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基。堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系是怎樣的？DNA和RNA都只有四種堿基，而在絕大多數(shù)生物體內(nèi)，組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種遺傳密碼子的破譯克里克實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料：T4噬菌體實(shí)驗(yàn)思路：研究其中某個(gè)基因的堿基增加或減少對其編碼蛋白質(zhì)的影響實(shí)驗(yàn)過程：增加或刪除1個(gè)/2個(gè)/3個(gè)堿基，觀察是否能正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：①增加或刪除1個(gè)/2個(gè)堿基,無法正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)；②增加或刪除3個(gè)堿基，可以正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：遺傳密碼中3個(gè)堿基編碼1個(gè)氨基酸。遺傳密碼從一個(gè)固定的起點(diǎn)開始，以非重疊的方式閱讀，密碼子之間沒有分隔符。蛋白質(zhì)的體外合成實(shí)驗(yàn)科學(xué)家：尼倫伯格、馬太實(shí)驗(yàn)技術(shù)：蛋白質(zhì)的體外合成技術(shù)實(shí)驗(yàn)過程：①在每個(gè)試管中分別加入1種氨基酸；②在每個(gè)試管中加入除去了DNA和mRNA

的細(xì)胞提取液；③在每個(gè)試管中加入人工合成的RNA多聚

尿嘧啶核苷酸。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：加入苯丙氨酸的試管中，出現(xiàn)了多聚苯丙氨酸的肽鏈。三、遺傳信息的翻譯三、遺傳信息的翻譯除去DNA和mRNA的細(xì)胞提取液人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸肽鏈實(shí)驗(yàn)結(jié)論：與苯丙氨酸對應(yīng)的密碼子是UUU（第一個(gè)被破譯的密碼子）。在多位科學(xué)家的不斷實(shí)驗(yàn)下，終于破譯了全部64密碼子，并編制出密碼子表。遺傳密碼子的破譯三、遺傳信息的翻譯1、密碼子（共64個(gè)）(1)起始密碼子：(3)其他密碼子：(2)終止密碼子：3種，UAA、UGA、UAG不編碼氨基酸2種，AUG、GUG，也編碼氨基酸59種，只編碼氨基酸注:①在正常情況下，UGA是終止密碼子，但在特殊情況下，UGA可以編碼硒代半胱氨酸。②在原核生物中，GUG也可以作起始密碼子，此時(shí)它編碼甲硫氨酸。特點(diǎn):一種密碼子只決定一種氨基酸一種氨基酸可以有1或幾種密碼子三、遺傳信息的翻譯1.從密碼子表可以看出，像苯丙氨酸，亮氨酸這樣，絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子，這一現(xiàn)象稱作密碼子的簡并性。你認(rèn)為密碼子的簡并對生物體的生存發(fā)展有什么意義？分析密碼子的特點(diǎn)思考·討論：①

當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，由于密碼的簡并性，可能并不會改變其對

應(yīng)的氨基酸，增強(qiáng)容錯(cuò)性。②

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。2.幾乎所有的生物體都共用上述密碼子，根據(jù)這一事實(shí)，你能想到什么？地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。說明所有生物可能有共同的起源或生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。三、遺傳信息的翻譯(1)反密碼子：(2)特點(diǎn)：每個(gè)tRNA的這3個(gè)堿基可以與mRNA分子中密碼子互補(bǔ)配對，叫作反密碼子每種tRNA分子只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸2、tRNA三葉草形三、遺傳信息的翻譯三、遺傳信息的翻譯AGUCCAUAAGGUUAC甲硫氨酸組氨酸G

U

G色氨酸A

CCmRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合。三、遺傳信息的翻譯AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

G色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過與堿基AUG互補(bǔ)配對，進(jìn)入位點(diǎn)1三、遺傳信息的翻譯AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

G色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸攜帶某個(gè)氨基酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2三、遺傳信息的翻譯AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

G色氨酸A

CCUAC肽鍵甲硫氨酸甲硫氨酸與這個(gè)氨基酸形成肽鍵，從而轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的tRNA上三、遺傳信息的翻譯AGUCCAUAAGGUG

U

G組氨酸色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸甲硫氨酸與這個(gè)氨基酸形成肽鍵，從而轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的tRNA上三、遺傳信息的翻譯AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

G色氨酸A

CC甲硫氨酸核糖體沿mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子。原位點(diǎn)1的tRNA離開核糖體，原位點(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)肽鏈的合成三、遺傳信息的翻譯AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

G色氨酸A

CC甲硫氨酸核糖體沿mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子。原位點(diǎn)1的tRNA離開核糖體，原位點(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)肽鏈的合成三、遺傳信息的翻譯AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

G色氨酸A

CC甲硫氨酸三、遺傳信息的翻譯AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

G色氨酸A

CC甲硫氨酸三、遺傳信息的翻譯AGUCCAUAAGGU組氨酸色氨酸A

CC甲硫氨酸三、遺傳信息的翻譯AGUCCAUAAGGU組氨酸色氨酸XXX甲硫氨酸XXX三、遺傳信息的翻譯AGUCCAUAAGGU甲硫氨酸組氨酸色氨酸XXXX隨著核糖體的移動(dòng)，tRNA以上述方式將攜帶的氨基酸輸送過來，以合成肽鏈。直到核糖體遇到mRNA的終止密碼子，合成才告終止三、遺傳信息的翻譯翻譯

堿基互補(bǔ)配對細(xì)胞質(zhì)的核糖體mRNAA－U、U－AG－C、C－GmRNA→蛋白質(zhì)場所：原則：模板：條件：

遺傳信息流動(dòng)：蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄mRNA翻

譯蛋白質(zhì)DNAmRNA基因21種游離氨基酸、ATP、酶tRNA產(chǎn)物：肽鏈三、遺傳信息的翻譯快速高效多個(gè)多少量大量

在細(xì)胞質(zhì)中，翻譯是一個(gè)____________的過程。通常，一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合________核糖體，同時(shí)進(jìn)行_____條肽鏈的合成，因此，_______的mRNA分子就可以迅速合成_______的蛋白質(zhì)。翻譯進(jìn)程：核糖體沿著mRNA移動(dòng)，

mRNA不移動(dòng)。三、遺傳信息的翻譯真核生物先轉(zhuǎn)錄，后翻譯DNAmRNARNA聚合酶邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯原核生物真核細(xì)胞中復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯肽鏈時(shí)間場所模板原料條件原則特點(diǎn)產(chǎn)物信息傳遞細(xì)胞分裂間期主要是細(xì)胞核DNA的兩條鏈4種脫氧核苷酸解旋酶，DNA聚合酶等A-T、T-A、C-G、G-C半保留復(fù)制、邊解旋邊復(fù)制2個(gè)子代DNA分子生長發(fā)育過程主要是細(xì)胞核DNA的一條鏈4種核糖核苷酸RNA聚合酶等邊解旋邊轉(zhuǎn)錄RNA生長發(fā)育過程細(xì)胞質(zhì)mRNA21種氨基酸t(yī)RNA