4.1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成【知識精研+能力提升】高一下學(xué)期生物人教版必修2

第四章基因的表達(dá)第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成人教版高中生物必修二遺傳與進(jìn)化

目錄01

02

03

04

05遺傳信息的翻譯過程中心法則的提出及其發(fā)展習(xí)題鞏固課后拓展遺傳信息的翻譯

mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，開始它新的歷程——翻譯。核DNA的遺傳信息mRNA的遺傳信息細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯

?遺傳信息的翻譯場所模板原料產(chǎn)物酶1、定義：21種氨基酸（需tRNA轉(zhuǎn)運）細(xì)胞質(zhì)中的核糖體mRNA蛋白質(zhì)問題1：mRNA的4種堿基如何決定組成蛋白質(zhì)的21種氨基酸？游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)，這一過程叫做翻譯。2、條件：肽酰轉(zhuǎn)移酶等定義和條件

?遺傳信息的翻譯3、mRNA堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系決定一個氨基酸的堿基個數(shù)決定氨基酸種類圖示1個42個42＝163個43＝64氨基酸AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

4AUCG

4mRNA堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系

?遺傳信息的翻譯1961年克里克實驗實驗材料T4噬菌體實驗思路研究其中某個基因的堿基增加或減少對其編碼蛋白質(zhì)的影響實驗過程增加或刪除1個/2個/3個堿基，觀察是否能正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)實驗結(jié)果①增加或刪除1個/2個堿基，無法正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)；②增加或刪除3個堿基，可以正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)。實驗結(jié)論遺傳密碼中3個堿基編碼1個氨基酸?？死锟撕罄m(xù)實驗還發(fā)現(xiàn)遺傳密碼從一個固定的起點開始，以非重疊的方式閱讀，密碼子之間沒有分隔符。遺傳密碼的破譯

?遺傳信息的翻譯1.定義：5、密碼子2.位置：mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基3.識別：從mRNA上5'端開始閱讀密碼子mRNA密碼子密碼子密碼子

?遺傳信息的翻譯mRNA上1961年尼倫伯格、、馬太蛋白質(zhì)的體外合成實驗實驗技術(shù)：蛋白質(zhì)的體外合成技術(shù)加入苯丙氨酸的試管中，出現(xiàn)了多聚苯丙氨酸的肽鏈。與苯丙氨酸對應(yīng)的密碼子是UUU（第一個被破譯的密碼子）。

?遺傳信息的翻譯遺傳密碼的破譯脯氨酸

例:CCU

第1個字母第2個字母 第3個字母密碼子苯丙氨酸UUUUUU？

精氨酸AGGAGG21種氨基酸的密碼子表密碼子表查法問題1：密碼子總共有幾個？每一種密碼子都能編碼氨基酸嗎？問題2：起始密碼子有幾個？編碼什么氨基酸？問題3：終止密碼子有幾個？

?遺傳信息的翻譯2個起始密碼子共64種密碼子一般情況下3個終止密碼子（UAA、UAG、UGA）不決定氨基酸，特殊情況下UGA可以編碼硒代半胱氨酸。一般情況下，決定氨基酸的密碼子61種。特殊情況下62種。真核生物只有1種——原核生物可以有2種—AUG（編碼甲硫氨酸）GUG（編碼甲硫氨酸,如果該密碼子不作為起始密碼子時，其編碼纈氨酸）AUG（編碼甲硫氨酸）密碼子種類

?遺傳信息的翻譯問題2：色氨酸的密碼子是什么？蘇氨酸的密碼子有哪些？說明了什么？①專一性一種密碼子只決定一種氨基酸②簡并性一種氨基酸可由一種或多種密碼子決定③通用性地球上幾乎所有生物都共用一套密碼子密碼子的特點

?遺傳信息的翻譯討論1：你認(rèn)為密碼子的簡并對生物體的生存和發(fā)展有什么意義？討論2：根據(jù)密碼子的通用性這一事實，你能想到什么？①增強密碼子的容錯性。當(dāng)密碼子中有一個堿基改變時，由于密碼子的簡并性，可能并不會改變其對應(yīng)的氨基酸；②密碼子的使用頻率。當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時，幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸可以保證翻譯的速度。說明當(dāng)今生物可能有著共同的起源。

?遺傳信息的翻譯問題2：細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸如何被運到蛋白質(zhì)的生產(chǎn)線上的？

RNA鏈經(jīng)過折疊，形成三葉草形3'端-OH（攜帶氨基酸）反密碼子:反密碼子環(huán)上3個相鄰的堿基，與密碼子互補配對功能：1）轉(zhuǎn)運氨基酸2）識別密碼子氨基酸的”搬運工“-tRNA

?遺傳信息的翻譯CAU甲硫氨酸ACGUGUUUGmRNA3'5'AACGAC

纈氨酸纈氨酸①每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運____種氨基酸；而一種氨基酸可由__________種tRNA轉(zhuǎn)運。一一或多tRNA5'3'5'3'5'3'②決定氨基酸的密碼子有61或62種，所以反密碼子有

；tRNA有

。61或62種61或62種氨基酸的”搬運工“-tRNA

tRNA的_______往________識別，tRNA與mRNA也是反向連接的。3'-端5'-端

?遺傳信息的翻譯

?遺傳信息的翻譯過程問題三：tRNA轉(zhuǎn)運的氨基酸在核糖體上發(fā)生了什么反應(yīng)？

?遺傳信息的翻譯過程請同學(xué)們結(jié)合視頻及課本圖4-7，利用小組道具，完成翻譯過程的模擬核糖體起始密碼子肽鍵肽鍵終止密碼子mRNA與核糖體結(jié)合形成2個tRNA結(jié)合位點AUG是起始密碼子攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過與堿基AUG互補配對，進(jìn)入位點1攜帶組氨酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點2甲硫氨酸與組氨基酸形成肽鍵，轉(zhuǎn)移到位點2核糖體沿mRNA移動，讀取下一個密碼子原占位點1的tRNA離開核糖體原位點2的tRNA進(jìn)入位點1，一個新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點2直到核糖體遇到mRNA的終止密碼子，合成終止

?遺傳信息的翻譯過程▌細(xì)節(jié)：為什么一個mRNA分子上結(jié)合多個核糖體？他們各負(fù)責(zé)一段后拼起來還是各自合成一條條肽鏈？mRNA分子結(jié)合多個核糖體，單獨同時合成多肽鏈。有利于加快翻譯的速度

?遺傳信息的翻譯復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯信息流動方向1957年，克里克－－中心法則DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)根據(jù)DNA復(fù)制、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成過程，畫出遺傳信息的傳遞方向示意圖。弗朗西斯·克里克

?中心法則的提出及其發(fā)展RNARNARNA復(fù)制酶RNADNA逆轉(zhuǎn)錄酶煙草花葉病毒資料二:1970年，科學(xué)家在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。艾滋病病毒

?中心法則的提出及其發(fā)展逆轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制轉(zhuǎn)錄復(fù)制生物種類遺傳信息的傳遞過程以DNA作為遺傳物質(zhì)的生物原核生物真核生物DNA病毒以RNA作為遺傳物質(zhì)的生物一般RNA病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒(HIV)翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制DNA轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制RNA蛋白質(zhì)翻譯蛋白質(zhì)翻譯轉(zhuǎn)錄DNARNA逆轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制各種生物的遺傳信息傳遞過程

?中心法則的提出及其發(fā)展①對遺傳信息流動過程的概括。②對DNA基本功能（傳遞和表達(dá)遺傳信息）的概括。③對生物遺傳物質(zhì)和性狀的關(guān)系以及傳遞途徑的概括。在遺傳信息的流動過程中，DNA、RNA是信息的載體，蛋白質(zhì)是信息的表達(dá)產(chǎn)物，而ATP為信息的流動提供能量，可見：生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。中心法則的意義

?中心法則的提出及其發(fā)展與遺傳信息流動有關(guān)的幾個過程比較：模板產(chǎn)物原料堿基互補DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯RNA復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄DNADNARNARNAmRNA脫氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸脫氧核苷酸DNADNARNARNA多肽A-TT-AG-CC-GA-UT-AG-CC-GA-UU-AG-CC-GA-TU-AG-CC-GA-UU-AG-CC-G

?中心法則的提出及其發(fā)展真核細(xì)胞中復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時間場所模板原料酶能量原則特點產(chǎn)物方向信息傳遞細(xì)胞分裂間期生長發(fā)育過程主要是細(xì)胞核主要是細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)DNA的兩條鏈基因特定的一條鏈mRNA四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸21種氨基酸解旋酶，DNA聚合酶RNA聚合酶肽酰轉(zhuǎn)移酶ATPATPATP子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA特定氨基酸順序的肽鏈A-T,T-A,C-G,G-CA-U,T-A,G-C,C-GA-U,U-A,G-C,C-G半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一個mRNA可結(jié)合多個核糖體同時翻譯多條肽鏈DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)從起始密碼子到終止密碼子新鏈從5’端-3’端延伸新鏈從5’端-3’端延伸1.一個轉(zhuǎn)運RNA一端的三個堿基是CGA，這個RNA運載的氨基酸是(

)A．酪氨酸(UAC) B．谷氨酸(GAC)C．精氨酸(CGA) D．丙氨酸(GCU)D2.如圖為tRNA的結(jié)構(gòu)示意圖。下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)A．a(chǎn)端是結(jié)合氨基酸的部位B．生物體中的tRNA一共有61或者62種C．一種tRNA只能攜帶一種氨基酸D．c端表示密碼子，可以與mRNA堿基互補配對D

?習(xí)題鞏固3.如圖為多聚核糖體合成肽鏈的過程，有關(guān)該過程的說法正確的是(

)A．圖示表示多個核糖體合成一條多肽鏈的過程B．mRNA沿著三個核糖體從右向左移動C．三條肽鏈在氨基酸排列順序上各不相同D．由圖示可推測少量mRNA可以合成大量的蛋白質(zhì)D

?習(xí)題鞏固由下圖判斷翻譯的方向

?習(xí)題鞏固4.一條多肽鏈上有氨基酸300個，則作為合成該多肽鏈模板的信使RNA分子和轉(zhuǎn)錄信使RNA的DNA分子至少要有堿基多少個（

）

A.300；600B.900；1800C.900；900D.600；900B5.某基因中含有1200個堿基，則由它控制合成的一條肽鏈的最多含有肽鍵的個數(shù)是(

)A．198個B．199個C．200個D．201個B

?習(xí)題鞏固6.某病毒的遺傳物質(zhì)是單鏈，－RNA和＋RNA，宿主細(xì)胞內(nèi)病毒的增殖過程如圖，－RNA和＋RNA的堿基序列是互補的。下列敘述正確的是(

)

A．－RNA和＋RNA均可與核糖體結(jié)合作為翻譯的模板B．據(jù)圖推測，只有－RNA上有RNA聚合酶的結(jié)合位點C．過程①所需的嘌呤數(shù)和過程③所需的嘧啶數(shù)相同D．過程②需要的tRNA來自病毒，原料及場所都由宿主細(xì)胞提供C

?習(xí)題鞏固7.在其他條件具備的情況下，在試管中加入物質(zhì)X和物質(zhì)Z，可得到相應(yīng)產(chǎn)物Y。下列敘述正確的是(

)A．若X是DNA，Y是RNA，則Z是逆轉(zhuǎn)錄酶B．若X是DNA，Y是mRNA，則Z是脫氧核苷酸C．若X是RNA，Y是DNA，則Z是限制性內(nèi)切酶D．若X是mRNA，Y是在核糖體上合成的大分子，則Z是氨基酸D

?習(xí)題鞏固存在位置含義生理作用遺傳信息密碼子反密碼子拓展：遺傳信息、密碼子、反密碼子的比較DNA堿基的排列順序直接決定mRNA中堿基排列順序間接決定氨基酸排列順序mRNAmRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基直接決定翻譯的起止和氨基酸排列順序tRNAtRNA上與密碼子互補配對的三個堿基識別密碼子拓展：真核細(xì)胞和原核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄和翻譯的時間地點區(qū)別真核生物：

核基因先轉(zhuǎn)錄后翻譯（異時異地）原核生物：邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯（同時同地）原核生物沒有核膜，轉(zhuǎn)錄和翻譯可以發(fā)生在同一空間內(nèi)，所以可以邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯GCACGTGCA模板鏈丙氨酸