高三生物一轮复习课件【体系架构+ 迁移运用】 基因指导蛋白质的合成

基因指导蛋白质的合成第四章第一节蛋白质基因（DNA）DNA蛋白质？

生物体所有特征的总和我们称之为性状，性状的主要承担者或体现者是谁?生物体性状主要是由谁决定的?一、RNA的结构与种类基因指导

蛋白质的合成主要在细胞核在细胞质进行通过信使RNA为什么RNA适于作DNA的信使？1、RNA的结构1)基本组成单位：核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸2)结构：一般是单链、比DNA短RNA与DNA结构相似，使RNA具备准确传递遗传信息的可能。RNA是单链，比DNA短，能

够通过核孔转移到细胞质中。一、RNA的结构与种类一、RNA的结构与种类2、RNA的种类mRNAtRNArRNA分布结构主要在细胞质中主要在细胞质中与蛋白质合成核糖体单链单链（局部双链）三叶草形，有碱基互补配对。单链二、遗传信息的转录DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫做转录。注意：mRNA、rRNA和tRNA都是转录而来的。联系细胞分化：不是所有基因都会转录，转录是有选择的。细胞分化时基因选择性表达源于基因的选择性转录。所有基因都会转录吗？二、遗传信息的转录二、遗传信息的转录UAGC游离的核糖核苷酸RNA聚合酶第1步：DNA双链解开，碱基暴露出来第2步：游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶作用下开始mRNA的合成第3步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上第4步：新合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。DNA二、遗传信息的转录转录（mRNA释放，DNA双链恢复）DNA

碱基互补配对主要在细胞核四种核糖核苷酸DNA的一条链（供转录的那一条）ATP、RNA聚合酶A－U、T－AG－C、C－GDNA→mRNA场所：原则：模板：条件：

遗传信息流动：mRNA转录翻

译蛋白质DNAmRNA基因产物：RNA（mRNA、tRNA、rRNA）在线粒体、叶绿体中也能发生思考·讨论：DNA复制和转录的比较DNA复制转录时间场所模板原料酶配对方式特点方向产物意义细胞分裂间期生长发育过程DNA的两条链均为模板DNA的一条链四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸解旋酶、

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半保留复制，边解旋边复制边解旋边转录2个子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性

遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备主要在细胞核或拟核，少部分在线粒体、叶绿体、质粒新链从5’端-3’端延伸新链从5’端-3’端延伸写出以β链为模板转录形成的mRNA碱基序列转录成的RNA的碱基序列，与DNA两条单链的碱基序列各有哪些异同？转录成的RNA的碱基序列与DNA模板链的碱基序列是互补配对的；转录成的RNA的碱基序列与非模板链的碱基序列的区别是RNA链上的碱基U，对应在非模板链上的碱基是T。思考·讨论：DNAα链

……ATGATAGGGAAAC……β链

……TACTATCCCTTTG…………AUGAUAGGGAAAC……三、遗传信息的翻译讨论：4种碱基怎么决定21种不同的氨基酸？1个碱基决定1个氨基酸2个碱基决定1个氨基酸3个碱基决定1个氨基酸决定4种氨基酸决定16种氨基酸氨基酸组合64种GUGCAUCGAmRNA5'3'密码子缬氨酸密码子组氨酸密码子精氨酸

密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基。碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？DNA和RNA都只有四种碱基，而在绝大多数生物体内，组成蛋白质的氨基酸有21种遗传密码子的破译克里克实验实验材料：T4噬菌体实验思路：研究其中某个基因的碱基增加或减少对其编码蛋白质的影响实验过程：增加或删除1个/2个/3个碱基，观察是否能正常产生蛋白质。实验结果：①增加或删除1个/2个碱基,无法正常产生蛋白质；②增加或删除3个碱基，可以正常产生蛋白质。实验结论：遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸。遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，密码子之间没有分隔符。蛋白质的体外合成实验科学家：尼伦伯格、马太实验技术：蛋白质的体外合成技术实验过程：①在每个试管中分别加入1种氨基酸；②在每个试管中加入除去了DNA和mRNA

的细胞提取液；③在每个试管中加入人工合成的RNA多聚

尿嘧啶核苷酸。实验结果：加入苯丙氨酸的试管中，出现了多聚苯丙氨酸的肽链。三、遗传信息的翻译三、遗传信息的翻译除去DNA和mRNA的细胞提取液人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸肽链实验结论：与苯丙氨酸对应的密码子是UUU（第一个被破译的密码子）。在多位科学家的不断实验下，终于破译了全部64密码子，并编制出密码子表。遗传密码子的破译三、遗传信息的翻译1、密码子（共64个）(1)起始密码子：(3)其他密码子：(2)终止密码子：3种，UAA、UGA、UAG不编码氨基酸2种，AUG、GUG，也编码氨基酸59种，只编码氨基酸注:①在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸。②在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。特点:一种密码子只决定一种氨基酸一种氨基酸可以有1或几种密码子三、遗传信息的翻译1.从密码子表可以看出，像苯丙氨酸，亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并性。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？分析密码子的特点思考·讨论：①

当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对

应的氨基酸，增强容错性。②

当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以

保证翻译的速度。2.几乎所有的生物体都共用上述密码子，根据这一事实，你能想到什么？地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。三、遗传信息的翻译(1)反密码子：(2)特点：每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA分子中密码子互补配对，叫作反密码子每种tRNA分子只能识别并转运一种氨基酸2、tRNA三叶草形三、遗传信息的翻译三、遗传信息的翻译AGUCCAUAAGGUUAC甲硫氨酸组氨酸G

U

G色氨酸A

CCmRNA进入细胞质，与核糖体结合。三、遗传信息的翻译AGUCCAUAAGGU组氨酸G

U

G色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1三、遗传信息的翻译AGUCCAUAAGGU组氨酸G

U

G色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2三、遗传信息的翻译AGUCCAUAAGGU组氨酸G

U

G色氨酸A

CCUAC肽键甲硫氨酸甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上三、遗传信息的翻译AGUCCAUAAGGUG

U

G组氨酸色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上三、遗传信息的翻译AGUCCAUAAGGU组氨酸G

U

G色氨酸A

CC甲硫氨酸核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。原位点1的tRNA离开核糖体，原位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成三、遗传信息的翻译AGUCCAUAAGGU组氨酸G

U

G色氨酸A

CC甲硫氨酸核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。原位点1的tRNA离开核糖体，原位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成三、遗传信息的翻译AGUCCAUAAGGU组氨酸G

U

G色氨酸A

CC甲硫氨酸三、遗传信息的翻译AGUCCAUAAGGU组氨酸G

U

G色氨酸A

CC甲硫氨酸三、遗传信息的翻译AGUCCAUAAGGU组氨酸色氨酸A

CC甲硫氨酸三、遗传信息的翻译AGUCCAUAAGGU组氨酸色氨酸XXX甲硫氨酸XXX三、遗传信息的翻译AGUCCAUAAGGU甲硫氨酸组氨酸色氨酸XXXX随着核糖体的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来，以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才告终止三、遗传信息的翻译翻译

碱基互补配对细胞质的核糖体mRNAA－U、U－AG－C、C－GmRNA→蛋白质场所：原则：模板：条件：

遗传信息流动：蛋白质转录mRNA翻

译蛋白质DNAmRNA基因21种游离氨基酸、ATP、酶tRNA产物：肽链三、遗传信息的翻译快速高效多个多少量大量

在细胞质中，翻译是一个____________的过程。通常，一个mRNA分子上可以相继结合________核糖体，同时进行_____条肽链的合成，因此，_______的mRNA分子就可以迅速合成_______的蛋白质。翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，

mRNA不移动。三、遗传信息的翻译真核生物先转录，后翻译DNAmRNARNA聚合酶边转录边翻译原核生物真核细胞中复制、转录、翻译的比较DNA复制转录翻译肽链时间场所模板原料条件原则特点产物信息传递细胞分裂间期主要是细胞核DNA的两条链4种脱氧核苷酸解旋酶，DNA聚合酶等A-T、T-A、C-G、G-C半保留复制、边解旋边复制2个子代DNA分子生长发育过程主要是细胞核DNA的一条链4种核糖核苷酸RNA聚合酶等边解旋边转录RNA生长发育过程细胞质mRNA21种氨基酸tRNA