4.1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成【知識(shí)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(guò)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(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，開(kāi)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(chǎng)所模板原料產(chǎn)物酶1、定義：21種氨基酸（需tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)）細(xì)胞質(zhì)中的核糖體mRNA蛋白質(zhì)問(wèn)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(guò)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(duì)應(yīng)關(guān)系決定一個(gè)氨基酸的堿基個(gè)數(shù)決定氨基酸種類圖示1個(gè)42個(gè)42＝163個(gè)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(duì)應(yīng)關(guān)系

?遺傳信息的翻譯1961年克里克實(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(duì)其編碼蛋白質(zhì)的影響實(shí)驗(yàn)過(guò)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(wú)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?？死锟撕罄m(xù)實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)遺傳密碼從一個(gè)固定的起點(diǎn)開(kāi)始，以非重疊的方式閱讀，密碼子之間沒(méi)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(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基3.識(shí)別：從mRNA上5'端開(kāi)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(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)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(duì)應(yīng)的密碼子是UUU（第一個(gè)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(gè)字母第2個(gè)字母 第3個(gè)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(wèn)題1：密碼子總共有幾個(gè)？每一種密碼子都能編碼氨基酸嗎？問(wèn)題2：起始密碼子有幾個(gè)？編碼什么氨基酸？問(wèn)題3：終止密碼子有幾個(gè)？

?遺傳信息的翻譯2個(gè)起始密碼子共64種密碼子一般情況下3個(gè)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(shí)，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(wèn)題2：色氨酸的密碼子是什么？蘇氨酸的密碼子有哪些？說(shuō)明了什么？①專一性一種密碼子只決定一種氨基酸②簡(jiǎn)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(diǎn)

?遺傳信息的翻譯討論1：你認(rèn)為密碼子的簡(jiǎn)并對(duì)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(shí)，你能想到什么？①增強(qiáng)密碼子的容錯(cuò)性。當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，由于密碼子的簡(jiǎn)并性，可能并不會(huì)改變其對(duì)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(shí)，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(shuō)明當(dāng)今生物可能有著共同的起源。

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

RNA鏈經(jīng)過(guò)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(gè)相鄰的堿基，與密碼子互補(bǔ)配對(duì)功能：1）轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸2）識(shí)別密碼子氨基酸的”搬運(yùn)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(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)____種氨基酸；而一種氨基酸可由__________種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)。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(yùn)工“-tRNA

tRNA的_______往________識(shí)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(guò)程問(wèn)題三：tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)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(guò)程請(qǐng)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(guò)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(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)AUG是起始密碼子攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過(guò)與堿基AUG互補(bǔ)配對(duì)，進(jìn)入位點(diǎn)1攜帶組氨酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2甲硫氨酸與組氨基酸形成肽鍵，轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2核糖體沿mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子原占位點(diǎn)1的tRNA離開(kāi)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(guò)程▌細(xì)節(jié)：為什么一個(gè)mRNA分子上結(jié)合多個(gè)核糖體？他們各負(fù)責(zé)一段后拼起來(lái)還是各自合成一條條肽鏈？mRNA分子結(jié)合多個(gè)核糖體，單獨(dú)同時(shí)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(dòng)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(guò)程，畫(huà)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(guò)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(guò)程

?中心法則的提出及其發(fā)展①對(duì)遺傳信息流動(dòng)過(guò)程的概括。②對(duì)DNA基本功能（傳遞和表達(dá)遺傳信息）的概括。③對(duì)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(dòng)過(guò)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(dòng)提供能量，可見(jiàn)：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(dòng)有關(guān)的幾個(gè)過(guò)程比較：模板產(chǎn)物原料堿基互補(bǔ)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(shí)間場(chǎng)所模板原料酶能量原則特點(diǎn)產(chǎn)物方向信息傳遞細(xì)胞分裂間期生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)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(gè)mRNA可結(jié)合多個(gè)核糖體同時(shí)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(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA一端的三個(gè)堿基是CGA，這個(gè)RNA運(yùn)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(cuò)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(bǔ)配對(duì)D

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

)A．圖示表示多個(gè)核糖體合成一條多肽鏈的過(guò)程B．mRNA沿著三個(gè)核糖體從右向左移動(dòng)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(cè)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(gè)，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(gè)（

）

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

)A．198個(gè)B．199個(gè)C．200個(gè)D．201個(gè)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(guò)程如圖，－RNA和＋RNA的堿基序列是互補(bǔ)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(cè)，只有－RNA上有RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)C．過(guò)程①所需的嘌呤數(shù)和過(guò)程③所需的嘧啶數(shù)相同D．過(guò)程②需要的tRNA來(lái)自病毒，原料及場(chǎng)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(gè)氨基酸的三個(gè)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(bǔ)配對(duì)的三個(gè)堿基識(shí)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(shí)間地點(diǎn)區(qū)別真核生物：

核基因先轉(zhuǎn)錄后翻譯（異時(shí)異地）原核生物：邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯（同時(shí)同地）原核生物沒(méi)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