高三生物一輪復習課件【體系架構+ 遷移運用】 基因指導蛋白質的合成

基因指導蛋白質的合成第四章第一節(jié)蛋白質基因（DNA）DNA蛋白質？

生物體所有特征的總和我們稱之為性狀，性狀的主要承擔者或體現者是誰?生物體性狀主要是由誰決定的?一、RNA的結構與種類基因指導

蛋白質的合成主要在細胞核在細胞質進行通過信使RNA為什么RNA適于作DNA的信使？1、RNA的結構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)結構：一般是單鏈、比DNA短RNA與DNA結構相似，使RNA具備準確傳遞遺傳信息的可能。RNA是單鏈，比DNA短，能

夠通過核孔轉移到細胞質中。一、RNA的結構與種類一、RNA的結構與種類2、RNA的種類mRNAtRNArRNA分布結構主要在細胞質中主要在細胞質中與蛋白質合成核糖體單鏈單鏈（局部雙鏈）三葉草形，有堿基互補配對。單鏈二、遺傳信息的轉錄DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？RNA是在細胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫做轉錄。注意：mRNA、rRNA和tRNA都是轉錄而來的。聯(lián)系細胞分化：不是所有基因都會轉錄，轉錄是有選擇的。細胞分化時基因選擇性表達源于基因的選擇性轉錄。所有基因都會轉錄嗎？二、遺傳信息的轉錄二、遺傳信息的轉錄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配對，在RNA聚合酶作用下開始mRNA的合成第3步：新結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。DNA二、遺傳信息的轉錄轉錄（mRNA釋放，DNA雙鏈恢復）DNA

堿基互補配對主要在細胞核四種核糖核苷酸DNA的一條鏈（供轉錄的那一條）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：mRNA轉錄翻

譯蛋白質DNAmRNA基因產物：RNA（mRNA、tRNA、rRNA）在線粒體、葉綠體中也能發(fā)生思考·討論：DNA復制和轉錄的比較DNA復制轉錄時間場所模板原料酶配對方式特點方向產物意義細胞分裂間期生長發(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半保留復制，邊解旋邊復制邊解旋邊轉錄2個子代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，為翻譯做準備主要在細胞核或擬核，少部分在線粒體、葉綠體、質粒新鏈從5’端-3’端延伸新鏈從5’端-3’端延伸寫出以β鏈為模板轉錄形成的mRNA堿基序列轉錄成的RNA的堿基序列，與DNA兩條單鏈的堿基序列各有哪些異同？轉錄成的RNA的堿基序列與DNA模板鏈的堿基序列是互補配對的；轉錄成的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個堿基決定1個氨基酸2個堿基決定1個氨基酸3個堿基決定1個氨基酸決定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相鄰的堿基。堿基與氨基酸之間的對應關系是怎樣的？DNA和RNA都只有四種堿基，而在絕大多數生物體內，組成蛋白質的氨基酸有21種遺傳密碼子的破譯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，觀察是否能正常產生蛋白質。實驗結果：①增加或刪除1個/2個堿基,無法正常產生蛋白質；②增加或刪除3個堿基，可以正常產生蛋白質。實驗結論：遺傳密碼中3個堿基編碼1個氨基酸。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。蛋白質的體外合成實驗科學家：尼倫伯格、馬太實驗技術：蛋白質的體外合成技術實驗過程：①在每個試管中分別加入1種氨基酸；②在每個試管中加入除去了DNA和mRNA

的細胞提取液；③在每個試管中加入人工合成的RNA多聚

尿嘧啶核苷酸。實驗結果：加入苯丙氨酸的試管中，出現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的細胞提取液人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸肽鏈實驗結論：與苯丙氨酸對應的密碼子是UUU（第一個被破譯的密碼子）。在多位科學家的不斷實驗下，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）(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，此時它編碼甲硫氨酸。特點: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，絕大多數氨基酸都有幾個密碼子，這一現象稱作密碼子的簡并性。你認為密碼子的簡并對生物體的生存發(fā)展有什么意義？分析密碼子的特點思考·討論：①

當密碼子中有一個堿基改變時，由于密碼的簡并性，可能并不會改變其對

應的氨基酸，增強容錯性。②

當某種氨基酸使用頻率高時，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，根據這一事實，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上是統(tǒng)一的。三、遺傳信息的翻譯(1)反密碼子：(2)特點：每個tRNA的這3個堿基可以與mRNA分子中密碼子互補配對，叫作反密碼子每種tRNA分子只能識別并轉運一種氨基酸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進入細胞質，與核糖體結合。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互補配對，進入位點1三、遺傳信息的翻譯AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

G色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸攜帶某個氨基酸的tRNA以同樣的方式進入位點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氨基酸形成肽鍵，從而轉移到位點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氨基酸形成肽鍵，從而轉移到位點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，讀取下一個密碼子。原位點1的tRNA離開核糖體，原位點2的tRNA進入位點1,一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點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，讀取下一個密碼子。原位點1的tRNA離開核糖體，原位點2的tRNA進入位點1,一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點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，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

堿基互補配對細胞質的核糖體mRNAA－U、U－AG－C、C－GmRNA→蛋白質場所：原則：模板：條件：

遺傳信息流動：蛋白質轉錄mRNA翻

譯蛋白質DNAmRNA基因21種游離氨基酸、ATP、酶tRNA產物：肽鏈三、遺傳信息的翻譯快速高效多個多少量大量

在細胞質中，翻譯是一個____________的過程。通常，一個mRNA分子上可以相繼結合________核糖體，同時進行_____條肽鏈的合成，因此，_______的mRNA分子就可以迅速合成_______的蛋白質。翻譯進程：核糖體沿著mRNA移動，

mRNA不移動。三、遺傳信息的翻譯真核生物先轉錄，后翻譯DNAmRNARNA聚合酶邊轉錄邊翻譯原核生物真核細胞中復制、轉錄、翻譯的比較DNA復制轉錄翻譯肽鏈時間場所模板原料條件原則特點產物信息傳遞細胞分裂間期主要是細胞核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半保留復制、邊解旋邊復制2個子代DNA分子生長發(fā)育過程主要是細胞核DNA的一條鏈4種核糖核苷酸RNA聚合酶等邊解旋邊轉錄RNA生長發(fā)育過程細胞質mRNA21種氨基酸t(yī)RNA