高中生物基因指导蛋白质合成

一、细胞中两种核酸的比较DNARNA组成元素C、H、O、N、P基本单位

___________________

化学组成磷酸1分子磷酸1分子磷酸五碳糖____________________碱基A、

、C、G

A、

、C、G

结构双螺旋结构一般单链结构功能通过复制向后代传递遗传信息DNA控制蛋白质的中介(桥梁)分布细胞核（主）、线粒体、叶绿体细胞质（主），细胞核第一页，共六十四页，编辑于2023年，星期二DNA----标记T

RNA----标记U

若用放射性同位素标记法观察DNA的生理变化，应该标记哪种碱基？RNA呢？第二页，共六十四页，编辑于2023年，星期二注意：RNA的种类：①

：蛋白质合成的模板。②

：核糖体的组成成分。

③

：

，形似三叶草的叶。mRNArRNAtRNA转运RNA第三页，共六十四页，编辑于2023年，星期二思考：

为什么RNA适于作为DNA的信使？RNA一般为单链，比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。第四页，共六十四页，编辑于2023年，星期二想一想：▲三种RNA都携带遗传信息吗？

。▲含RNA最多的细胞器：

。▲不同体细胞中mRNA的差异

，DNA

差异

。第五页，共六十四页，编辑于2023年，星期二二、基因控制蛋白质的合成1、转录第六页，共六十四页，编辑于2023年，星期二TCATGATTAAG

T

AC

TA

A

T

DNA的平面结构图细胞核中第七页，共六十四页，编辑于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

DNA的一条链AGCUGUCGGAUU游离的核糖核苷酸

(原料）DNA解旋，以一条链为模板合成mRNA细胞核中第八页，共六十四页，编辑于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

AGCUGUCGGAUU

DNA与RNA的碱基互补配对：A——U；T——A；C——G；G—CRNA聚合酶细胞核中第九页，共六十四页，编辑于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

AGCGUCGGAUUU

组成

RNA的核糖核苷酸一个个连接起来细胞核中第十页，共六十四页，编辑于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGUCGGAUUUA细胞核中第十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGUCGAUGUUA细胞核中第十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGUCGUGUUAA细胞核中第十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGUCGGUUAAU细胞核中第十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGUCGGUUAAUA细胞核中第十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGCGGUUAAUAU细胞核中第十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

GGCGGUUAAUAUC细胞核中第十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

GGCGGUUAAUAUCDNA上的遗传信息就传递到mRNA上mRNADNA细胞核中第十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

细胞质

细胞核

核孔DNAmRNA在细胞核中合成第十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期二AG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

细胞质

细胞核mRNA通过核孔进入细胞质UCAUGAUUAmRNAAG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA第二十页，共六十四页，编辑于2023年，星期二1、转录（小结）概念：主要在

中，以DNA的

为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。场所：

(主要)；模板：

；原料：

；产物：单链的___________；酶：_________________________________。碱基配对方式：

、C－G、G－C、

。信息传递方向：。模板去向：。特点：。

转录的条件？第二十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期二想一想：

DNA的转录和复制的主要区别有哪些？第二十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期二练习巩固：1.DNA分子的解旋发生在________过程中。

A.复制B.转录C.翻译D.复制和转录2.果蝇的遗传物质由_________种核苷酸组成。

A.2B.4C.5D.83.一个DNA分子可以转录出多少种多少个mRNA分子()A.一种一个B.一种多个C.多种多个D.无数种无数个4.已知一段信使RNA上有12个A和G,该信使RNA上共有30个碱基。那么转录成该信使RNA的一段DNA分子中应有C和T()A.12个B.18个C.24个D.30个DDBC第二十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期二

转录主要发生在细胞核，而翻译活动应该在核糖体上，那么mRNA如何进入细胞质？第二十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期二问题情境：

转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，mRNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将遗传信息翻译成蛋白质？思考：mRNA的4种碱基如何决定20种氨基酸？碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？第二十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期二感悟科学家破译遗传密码的推理过程：

1个碱基决定1个氨基酸？

2个碱基决定1个氨基酸？4种,不行！16种组合方式也不能决定20种氨基酸,不行！！提出：mRNA上每3个相邻的碱基决定1个氨基酸。64种，可行！！！密码子：mRNA上三个相邻的碱基称为一个密码子（三联体密码）。第二十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期二UCAUGAUUAmRNA（模板）

密码子

密码子

密码子

密码子

1、概念：①

mRNA上决定一个氨基酸的

②三个相邻的碱基第二十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期二第二十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期二思考与讨论：已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能结合密码子表写出对应的氨基酸序列吗？

甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—丝氨酸—赖氨酸—脯氨酸第二十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期二分析密码子的特点：

(1)一个密码子决定一个特定的氨基酸；(2)有的氨基酸可能有一个以上的密码子（密码的简并性，有何意义？）；(3)起始密码子、终止密码子。64种密码中：

①

61个（其中两个起始密码子）编码控制20

种氨基酸合成；

②另外3个（UAG、UAA、UGA）不编码任何氨基酸，而是合成蛋白质的终止信号又称终止密码子。(4)几乎所有生物都共用一套密码子（通用性）。第三十页，共六十四页，编辑于2023年，星期二2、种类：3、特点一种密码子决定几种氨基酸？一种氨基酸对应几种密码子？①简并性②通用性③不间断性④不重叠性UCAUGAUUAmRNA（模板）

密码子

密码子

密码子共64种编码氨基酸的：不编码氨基酸的：61种起始密码子：普通密码子：2种59种UAA、UAG、UGA3种一种一种或多种第三十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期二

问：

mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器”—核糖体结合，形成合成蛋白质的“生产线”。那么，游离在细胞质中的氨基酸是怎样运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？第三十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期二图4-5tRNA的结构示意图专一性：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA的反密码子与mRNA上的密码子互补配对。第三十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期二对应关系第三十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期二图4-6蛋白质的合成示意图第三十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期二图4-6中所示的正在合成的肽链的氨基酸序列是什么?甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸—精氨酸—半胱氨酸—半胱氨酸—脯氨酸第三十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期二ACGUCACUAUAC甲硫氨酸GGU组氨酸

核糖体

mRNA

与核糖体结合携带甲硫氨酸的tRNA进入位点1AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAAUG异亮氨酸核糖体结合部位会形成2个tRNA结合位点第三十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期二ACGUCACUA

两个氨基酸分子缩合，形成肽键，甲硫氨酸转移到占据位点2的tRNA上脱水缩合AUG异亮氨酸AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAUAC甲硫氨酸GGU组氨酸第三十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期二ACGUCACUAUAC

甲硫氨酸GGU

组氨酸

核糖体随着

mRNA滑动.

原占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带组氨酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。AUG异亮氨酸第三十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期二ACGUCACUAAUG异亮氨酸AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAUAC甲硫氨酸GGU组氨酸第四十页，共六十四页，编辑于2023年，星期二一个个氨基酸分子缩合成链状结构UCAUGAUUAAG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUA甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸第四十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期二ACGUGAUUA重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到mRNA的终止密码。AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUA甲硫氨酸天冬氨酸AUG异亮氨酸第四十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期二AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAACGUGAUUA以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的多肽链

甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸第四十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期二第四十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期二一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链第四十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期二2、翻译（小结）（1）概念：游离在细胞质中的各种

以

为模板，合成具有

的过程。思考：

a、mRNA在细胞核合成后，如何进入细胞质？

，进入细胞质后会与

结合，合成蛋白质。

b、mRNA上碱基有

种，蛋白质中氨基酸约

种

c、mRNA上

个碱基决定一个氨基酸才能够符合自然界氨基酸的种类。场所？第四十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期二第四十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期二[互动探究]

a、密码子与氨基酸有怎样的对应关系？

b、若一个基因在复制过程中发生碱基对的替换，这种变化是否一定反映到蛋白质结构上？

c、tRNA与氨基酸有怎样的对应关系？注意：密码子的特点可归纳为

简并性和通用性第四十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期二（2）场所：

；（3）模板：

；（4）原料：

；（5）产物：

；（6）运载工具：

；（7）碱基配对方式：

；补充（8）信息传递方向：mRNA蛋白质酶？第四十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期二要点分析：

1、关于信使RNA、转运RNA和核糖体RNAmRNAtRNArRNA分布部位常与核糖体结合细胞质中与蛋白质结合形成核糖体特点带有从DNA上转录下来的遗传信息，其上具有多个遗传密码子一端与氨基酸结合，另一端有反密码子与mRNA上的遗传密码子配对由核DNA转录而来，是核糖体的组成成分功能翻译时作模板翻译时作搬运氨基酸的工具合成蛋白质的场所结构单链单链，常有部分碱基对形成三叶草结构单链共同点①都是转录产生；②基本单位相同；③都与翻译有关第五十页，共六十四页，编辑于2023年，星期二特别提醒：①密码子具有简并性，即一种氨基酸可能对应一个或多个密码子。②生物界共用一套遗传密码。③与61种密码子相对应的有61种转运RNA。④一种转运RNA只能运输一种氨基酸。⑤一种氨基酸可由一种或几种转运RNA转运。⑥tRNA并非只有三个碱基，有多个碱基，其基本组成单位是核糖核苷酸。第五十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期二密码子种类：第五十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期二反密码阅读从携带氨基酸的一侧开始读(图中“←”)

看课本图示第五十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期二第五十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期二(2010·盐城三模)DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译成的氨基酸如下表所示，则右下图所示的转运RNA所携带的氨基酸是(反密码子从携氨基酸的一端开始读码)(

)GCACGTACGTGC赖氨酸丙氨酸半胱氨酸苏氨酸AA．苏氨酸B．丙氨酸C．半胱氨酸D．赖氨酸第五十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期二2．DNA分子的复制、转录和翻译的比较复制转录翻译时间细胞分裂(有丝分裂和减数第一次分裂)的间期★个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质、线粒体叶绿体内的核糖体上模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件酶(DNA解旋酶、DNA聚合酶等)、ATP酶(DNA解旋酶、RNA聚合酶等)、ATP酶、ATP、tRNA产物2个双链DNA一个单链RNA(mRNA、tRNA，rRNA)多肽链改提纲第五十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期二复制转录翻译★模板去向分别进入2个子代DNA分子中恢复原样，与非模板链重新绕成双螺旋结构分解成单个核苷酸特点半保留复制，边解旋边复制边解旋边转录★一个mRNA上结合多个核糖体，顺次合成多条肽链★碱基配对A－T，T－A，C－G，G－CA－U，T－A，C－G，G－CA－U，U－A，C－G，G－C遗传信息传递DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质意义使遗传信息从亲代传递给子代使遗传信息从DNA传递到RNA表达遗传信息，使生物表现出各种性状课本图示三个过程均涉及第五十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期二能发生碱基配对的场所和过程:场所:过程:细胞核、线粒体、叶绿体、核糖体DNA复制、RNA复制、转录、逆转录、翻译第五十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期二特别提醒：①复制和转录发生在DNA存在的部位，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核、质粒等部位。

（补充）凡是有DNA的场所均可发生复制和转录②从核糖体上脱离下来的只是多肽链，多肽链还得在相应的细胞器内加工，最后才合成具有一定空间结构的蛋白质。③★★

同一个体不同体细胞的细胞核所含的基因是相同的，但是所表达的基因不同，所以不同细胞中的mRNA和蛋白质种类不同。第五十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期二④※※真核生物的质基因的表达发生在线粒体和叶绿体；真核生物的核基因的转录发生在核内，翻译则发生在细胞质内的核糖体上。⑤※※真核生物由于有核膜，核膜将细胞核与细胞质分隔开来，因此，转录是在细胞核中进行的，翻译则是在细胞质中进行的。可见，真核生物基因的转录和翻译具有时间