基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成 高一生物人教版必修2

第4章

基因的表達(dá)

第1節(jié)

基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

將蘇云金桿菌抗蟲(chóng)蛋白基因（Bt抗蟲(chóng)蛋白基因）轉(zhuǎn)入普通棉花，培育出的棉花植株會(huì)產(chǎn)生Bt抗蟲(chóng)蛋白。轉(zhuǎn)入的是基因，得到的卻是蛋白質(zhì)！為什么會(huì)這樣？

原來(lái)，基因可以控制蛋白質(zhì)的合成。01問(wèn)題探討膚色眼皮單雙血型基因控制生物性狀DNA蛋白質(zhì)體現(xiàn)者指導(dǎo)合成基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過(guò)程，叫基因的表達(dá)。一.基因表達(dá)的概述問(wèn)題：細(xì)胞核中DNA如何指導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)合成呢？細(xì)胞核核糖體細(xì)胞質(zhì)DNA(2nm)核孔0.9nm一.基因表達(dá)的概述1955年，布拉舍實(shí)驗(yàn)時(shí)：用RNA酶分解洋蔥根尖細(xì)胞RNA,蛋白質(zhì)合成停了;重新加入RNA后,又合成蛋白質(zhì)。RNADNA蛋白質(zhì)（遺傳信息傳遞者）！實(shí)驗(yàn)證據(jù)：一.基因表達(dá)的概述猜測(cè)：細(xì)胞核核糖體細(xì)胞質(zhì)DNA(2nm)核孔0.9nmRNA為什么RNA適于做DNA的信使呢？一.基因表達(dá)的概述閱讀課本P64-65內(nèi)容，然后回答并總結(jié)下列問(wèn)題：1.RNA的結(jié)構(gòu)單位是什么？2.RNA與DNA在化學(xué)組成上的區(qū)別有哪些？3.RNA的種類有哪三種？4.RNA為什么適合作DNA的信使？二.RNA的結(jié)構(gòu)及分類1.RNA的結(jié)構(gòu)層次03基本組成元素：基本組成物質(zhì)：基本組成單位：RNA(單鏈)：C、H、O、N、P磷酸基團(tuán)、核糖、含氮堿基核糖核苷酸（4種）核苷酸鏈02OPCH2

OHOOHHOHHOHHH堿基

磷酸

A:腺嘌呤U:尿嘧啶C:胞嘧啶G:鳥(niǎo)嘌呤二.RNA的結(jié)構(gòu)及分類名稱基本單位化學(xué)組成五碳糖含氮堿基無(wú)機(jī)酸結(jié)構(gòu)(雙螺旋/單鏈)細(xì)胞中分布脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)脫氧核苷酸(4種)核糖核苷酸(4種)脫氧核糖核糖T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)A(腺嘌呤)、G(鳥(niǎo)嘌呤)、C(胞嘧啶)磷酸雙螺旋結(jié)構(gòu)單鏈結(jié)構(gòu)主要在細(xì)胞核中主要在細(xì)胞質(zhì)中2.RNA與DNA的異同種類mRNAtRNArRNA名稱信使RNA轉(zhuǎn)運(yùn)RNA核糖體RNA功能結(jié)構(gòu)示意圖共同點(diǎn)遺傳信息傳遞的媒介轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的工具組成核糖體單鏈單鏈，部分堿基配對(duì)形成三葉草型結(jié)構(gòu)單鏈①都是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物②基本單位相同③都與翻譯過(guò)程有關(guān)RNA中存不存在氫鍵？3.RNA的種類及功能（P65）4.RNA適于作DNA的信使的原因(1)RNA也是由基本單位——核苷酸連接而成，由核糖、磷酸、堿基(C、G、A、U)共同組成核苷酸，它也能儲(chǔ)存遺傳信息。(2)RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過(guò)核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。(4)RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”；因此以mRNA為媒介可將遺傳信息傳遞到細(xì)胞質(zhì)中。(3)RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，不穩(wěn)定，易降解，完成使命的RNA能迅速分解，保證生命活動(dòng)的有序進(jìn)行。[例1]

與DNA相比，RNA特有的成分是(

)A.核糖和尿嘧啶

B.脫氧核糖和尿嘧啶C.核糖和胸腺嘧啶D.脫氧核糖和胸腺嘧啶

解析

與DNA相比，RNA特有的成分是核糖和尿嘧啶，A正確。AP63課堂檢測(cè)[例2]RNA可能的功能是(

) ①作為某些病毒的遺傳物質(zhì)②作為某些細(xì)菌的遺傳物質(zhì)③催化某些代謝反應(yīng)④轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸⑤核糖體組成成分 A.①②③④⑤ B.①②③④ C.②③④⑤

D.①③④⑤

解析

RNA可以作為某些病毒的遺傳物質(zhì)，如HIV，①正確；細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是DNA，②錯(cuò)誤；酶具有催化作用，酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，故某些RNA能催化代謝反應(yīng)，③正確；mRNA可以作為翻譯的模板，④正確；tRNA可以轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸，⑤正確；核糖體組成成分是rRNA和蛋白質(zhì)，⑥正確。DP64課堂檢測(cè)DNA的遺傳信息RNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄過(guò)程如何呢三.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過(guò)程閱讀課本P65內(nèi)容，然后總結(jié)出轉(zhuǎn)錄的概念、場(chǎng)所、條件以及過(guò)程分別是什么？1.概念：通過(guò)RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過(guò)程。2.場(chǎng)所：真核生物：細(xì)胞核（主要）、葉綠體和線粒體（基質(zhì)）原核生物：擬核、細(xì)胞質(zhì)3.條件：模板：

DNA的一條鏈酶：

RNA聚合酶原料：

4種游離的核糖核苷酸能量：

ATP三.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過(guò)程⑴解旋：在ATP的驅(qū)動(dòng)下，RNA聚合酶將DNA雙螺旋的兩條鏈解開(kāi)，得到模板鏈CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATPRNA聚合酶該過(guò)程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用4.轉(zhuǎn)錄的過(guò)程：⑵配對(duì)：游離的核糖核苷酸按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則隨機(jī)地與DNA

模板鏈上的堿基配對(duì)，確定RNA的核糖核苷酸排列順序。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'UAUGCAUGAUCGAGCUUA與U配對(duì)

G與C配對(duì)T與A配對(duì)

C與G配對(duì)4.轉(zhuǎn)錄的過(guò)程：CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'UAUGCAUGAUCGAGCUUUAUGCAUGAUCGAGCUU5'3'ATP⑶mRNA的延伸:在RNA聚合酶的催化下從子鏈的5‘端把子鏈的核糖核苷酸聚合成核糖核苷酸鏈。（形成磷酸二酯鍵）合成方向：

子鏈的5’端→

3’端特點(diǎn)：邊解旋邊轉(zhuǎn)錄4.轉(zhuǎn)錄的過(guò)程：⑷脫離：合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后DNA雙螺旋恢復(fù)。UAUGCAUGAUCGAGCUUCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核mRNA4.轉(zhuǎn)錄的過(guò)程：補(bǔ)充：mRNA通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，穿過(guò)0層膜，需要消耗能量遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過(guò)程（視頻）

堿基互補(bǔ)配對(duì)A－U、T－A、G－C、C－G6.原則:7.產(chǎn)物:8.特點(diǎn):RNA（mRNA、tRNA、rRNA）邊解旋邊轉(zhuǎn)錄9.遺傳信息傳遞的方向:DNA→RNA遺傳信息從DNA傳遞到RNA（mRNA）上，為翻譯做準(zhǔn)備10.轉(zhuǎn)錄的意義:11.mRNA的延伸方向:從5’-端到3’-端5.時(shí)間:個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的整個(gè)過(guò)程提醒：每次轉(zhuǎn)錄的只是DNA分子特定的基因片段（并非整個(gè)DNA）三.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過(guò)程DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄時(shí)間場(chǎng)所解旋模板原料酶配對(duì)方式特點(diǎn)方向產(chǎn)物意義細(xì)胞分裂間期生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程完全解旋只解有遺傳效應(yīng)片段（基因）DNA的兩條鏈均為模板DNA的一條鏈為模板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、C—G、T—A、G—C半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄2個(gè)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(zhǔn)備主要在細(xì)胞核或擬核，少部分在線粒體、葉綠體、質(zhì)粒新鏈從5’端-3’端延伸新鏈從5’端-3’端延伸DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較轉(zhuǎn)錄補(bǔ)充說(shuō)明：ATCGAGCGAGTCTTCGTCAATCGATGACATCGGCDNADNA兩條鏈中只有一條鏈?zhǔn)寝D(zhuǎn)錄的模板鏈，模板鏈不固定。轉(zhuǎn)錄以基因?yàn)閱挝?，作為模板的只是DNA鏈中的基因片段；基因1基因2a鏈b鏈說(shuō)明：一個(gè)DNA轉(zhuǎn)錄出的mRNA不完全相同部分解旋模板鏈模板鏈UAGCmRNAUCGCmRNADNA雙鏈片段a鏈b鏈CGAACCTCACGC信使RNA比較mRNA和b鏈，以及mRNA和a鏈的堿基序列的差異。GCTTGGAGTGCGGCUUGGAGUGCG與模板鏈：堿基互補(bǔ)配對(duì)與非模板鏈：堿基序列基本相同（T變成U）2.轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA的堿基序列與其模板鏈的堿基序列有何異同點(diǎn)？與DNA的另外一條鏈的堿基序列有何異同點(diǎn)？3.分裂間期和細(xì)胞分裂期可以進(jìn)行轉(zhuǎn)錄嗎？4.高度分化的細(xì)胞轉(zhuǎn)錄嗎？5.同種生物的不同細(xì)胞中，mRNA、tRNA、rRNA的種類相同嗎？分裂間期可以轉(zhuǎn)錄，細(xì)胞分裂期的染色體高度螺旋，DNA很難解旋，轉(zhuǎn)錄很難發(fā)生可以，不是所有的細(xì)胞都能進(jìn)行DNA的復(fù)制，但是幾乎所有的細(xì)胞都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，例如：高度分化的細(xì)胞（如神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞），能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯，但不進(jìn)行DNA的復(fù)制。同種生物的不同細(xì)胞中，由于基因的選擇性表達(dá)，mRNA的種類和數(shù)量一般是不相同的，但tRNA、rRNA的種類一般沒(méi)有差異。探究點(diǎn)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1.如圖表示某真核生物細(xì)胞內(nèi)DNA的轉(zhuǎn)錄過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問(wèn)題：課堂檢測(cè)(1)圖中遺傳信息的轉(zhuǎn)錄方向?yàn)開(kāi)______(用“→”或“←”表示)。(2)a為啟動(dòng)上述過(guò)程必需的有機(jī)物，其名稱是_______________。(3)b和c的名稱分別是___________________、___________________。(4)在植物的葉肉細(xì)胞中，上述過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所是哪里？提示

細(xì)胞核、線粒體和葉綠體?！鸕NA聚合酶胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸2.結(jié)合下列圖解，回答相關(guān)問(wèn)題。(1)甲、乙兩過(guò)程有何相同之處？提示

甲表示DNA復(fù)制，乙表示轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄與復(fù)制都需要模板，都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，在真核細(xì)胞中主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)。(2)甲、乙兩過(guò)程有何不同之處？提示

①DNA復(fù)制中A與T配對(duì)，轉(zhuǎn)錄中A與U配對(duì)。②DNA復(fù)制時(shí)一個(gè)DNA分子完整復(fù)制，形成兩個(gè)DNA分子；轉(zhuǎn)錄是以基因?yàn)閱挝贿M(jìn)行的，在DNA分子中，只有處于表達(dá)狀態(tài)的片段(基因)才會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄形成一條單鏈RNA。(3)轉(zhuǎn)錄形成的RNA的堿基序列與其DNA模板鏈和非模板鏈的堿基序列相比較，有什么異同？提示

轉(zhuǎn)錄形成的RNA的堿基序列與其DNA模板鏈的堿基序列是互補(bǔ)配對(duì)關(guān)系；與非模板鏈的堿基序列基本相同，只是DNA鏈上有T的位置，在RNA鏈上是U。[例3]

如圖表示根據(jù)甲鏈合成乙鏈的過(guò)程，甲、乙是核苷酸長(zhǎng)鏈，①是催化該過(guò)程的酶，②③是核苷酸之間的化學(xué)鍵，④是合成原料。下列敘述正確的是(

)AA.①具有解開(kāi)DNA雙螺旋的作用B.②是磷酸二酯鍵，③是氫鍵C.④是由胞嘧啶、核苷、磷酸結(jié)合而成的D.乙鏈和甲鏈中的腺嘌呤數(shù)量相等課堂檢測(cè)[例4]

如圖中甲、乙表示真核生物遺傳信息傳遞的兩個(gè)過(guò)程，丙為其中部分片段的放大示意圖。以下分析正確的是(

)BDA.圖中酶1和酶2是同一種酶B.圖丙中b鏈可能是構(gòu)成核糖體的成分

C.圖丙是圖甲的部分片段放大D.圖乙所示過(guò)程在高度分化的細(xì)胞中也會(huì)發(fā)生P64課堂檢測(cè)(1)核糖核苷酸是組成RNA的基本單位，共有4種。(

)(2)RNA主要有三種，主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。(

)(3)轉(zhuǎn)錄時(shí)DNA聚合酶能識(shí)別DNA分子中特定堿基序列。(

)(4)轉(zhuǎn)錄以DNA的兩條鏈為模板、四種核苷酸為原料合成mRNA。

(

)(5)一個(gè)基因的兩條鏈不能同時(shí)轉(zhuǎn)錄生成兩種不同的mRNA。(

)(6)在細(xì)胞的生命歷程中，mRNA的種類會(huì)不斷發(fā)生變化。(

)√√××√√課堂檢測(cè)1.下列關(guān)于RNA的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A.有些RNA可催化細(xì)胞內(nèi)的某些生化反應(yīng)B.RNA的基本單位由磷酸、核糖和含氮堿基組成C.RNA參與構(gòu)成核糖體D.RNA參與構(gòu)成細(xì)胞膜

解析

有些酶的化學(xué)本質(zhì)為RNA；RNA的基本單位是核糖核苷酸，由磷酸、核糖和含氮堿基組成；rRNA參與構(gòu)成核糖體。DP65課堂練習(xí)2.若以堿基順序?yàn)?′—ATTCCATGCT—3′的DNA為模板鏈，轉(zhuǎn)錄出的mRNA堿基順序?yàn)?

)A.從5′端讀起為—ATTCCATGCT—B.從3′端讀起為—UAAGGUACGA—C.從5′端讀起為—AUUCCAUGCU—D.從3′端讀起為—TAAGGTACGA—

解析

若以堿基順序?yàn)?′—ATTCCATGCT—3′的DNA為模板鏈，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，轉(zhuǎn)錄時(shí)從3′端讀起，轉(zhuǎn)錄出的mRNA堿基順序?yàn)椤猆AAGGUACGA—。B3.下列關(guān)于洋蔥根尖細(xì)胞遺傳信息轉(zhuǎn)錄過(guò)程的敘述，正確的是(

)A.一個(gè)DNA可轉(zhuǎn)錄出多個(gè)不同類型的RNAB.以完全解開(kāi)螺旋的一條脫氧核苷酸鏈為模板C.轉(zhuǎn)錄終止時(shí)成熟的RNA從模板鏈上脫離下來(lái)D.可發(fā)生在該細(xì)胞的細(xì)胞核、線粒體和葉綠體中A4.如圖中α、β是真核細(xì)胞某基因的兩條鏈，γ是另外一條多核苷酸鏈，下列說(shuō)法正確的是(

)BA.圖中的酶是DNA聚合酶B.γ鏈徹底水解后能生成6種小分子物質(zhì)C.該過(guò)程只發(fā)生在細(xì)胞核中D.β鏈中堿基G占28%，則γ鏈中堿基A占22%【思考】mRNA是怎樣把DNA的遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì)的？閱讀課本P66-67內(nèi)容，然后總結(jié)出翻譯的概念、場(chǎng)所、條件以及過(guò)程分別是什么？翻譯041.概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程，稱為遺傳信息的翻譯。DNA攜帶的遺傳信息mRNA攜帶的遺傳信息蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯的實(shí)質(zhì)：堿基排序堿基排序氨基酸排序四.遺傳信息的翻譯04mRNA：堿基的數(shù)量排列順序種類蛋白質(zhì)：氨基酸的數(shù)量排列順序種類決定決定決定討論：4種堿基怎么決定蛋白質(zhì)的21種氨基酸？1個(gè)堿基決定1種氨基酸就只能決定

種，即

2個(gè)堿基決定1種氨基酸就只能決定

種，即

3個(gè)堿基決定1種氨基酸就只能決定

種，即

44種21種4116426443組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，至少需要3個(gè)堿基對(duì)應(yīng)1個(gè)氨基酸四.遺傳信息的翻譯(1)定義：mRNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基(3)識(shí)別：mRNA5'3'GUGGAACCU密碼子密碼子密碼子密碼子認(rèn)讀是從mRNA的5'→3',相鄰的密碼子無(wú)間隔、不重疊決定纈氨酸決定組氨酸決定精氨酸怎么判斷？

后來(lái)科學(xué)家又通過(guò)一步步的推測(cè)和實(shí)驗(yàn)，證明了確實(shí)是mRNA上三個(gè)相鄰的堿基決定一個(gè)氨基酸，最終破解了64個(gè)遺傳密碼子。2.密碼子：(2)位置：mRNA上四.遺傳信息的翻譯第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)堿基UCAGU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止終止、硒代半胱氨酸A亮氨酸絲氨酸終止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸U異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸C異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）蘇氨酸賴氨酸精氨酸GG纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A纈氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸G

第1個(gè)堿基第2個(gè)堿基

第3個(gè)堿基密碼子

UUUUUU

AGGAGG苯丙氨酸精氨酸第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)堿基UCAGU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止終止、硒代半胱氨酸A亮氨酸絲氨酸終止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸U異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸C異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）蘇氨酸賴氨酸精氨酸GG纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A纈氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸G

終止密碼子：

、

、

種類

起始密碼子：

（甲硫氨酸）、（

種）

_____（纈氨酸、甲硫氨酸）

編碼氨基酸的密碼子______種或_____種64UAAUGA（硒代半胱氨酸）UAGAUGGUG6162特殊密碼子說(shuō)明：①在正常情況下，UGA是終止密碼子，但在特殊情況下可編碼硒代半胱氨酸。②在原核生物中，GUG也可以作起始密碼子，此時(shí)它編碼甲硫氨酸。絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子。②.密碼子的簡(jiǎn)并性地球上幾乎所有的生物都共用同一套密碼子。③.密碼子的通用性討論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提高使用頻率。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。一種密碼子決定一種氨基酸。①.密碼子的專一性分析密碼子的特性思考·討論(4)密碼子的特性：mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后與核糖體結(jié)合，合成生產(chǎn)蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”，那么游離在細(xì)胞之中的氨基酸是如何運(yùn)到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的呢？ACGUGAUUA異亮氨酸甲硫氨酸谷氨酸亮氨酸思考04四.遺傳信息的翻譯3'5'結(jié)合氨基酸的部位堿基配對(duì)mRNA5'3'ACU密碼子UGA反密碼子比mRNA小，RNA單鏈經(jīng)過(guò)折疊形成4環(huán)4臂，環(huán)的部分沒(méi)有堿基互補(bǔ)配對(duì)，臂的部分由于堿基互補(bǔ)配對(duì)形成氫鍵。(1)形態(tài)：RNA鏈經(jīng)過(guò)折疊，形成三葉草形(2)功能：①識(shí)別氨基酸

②轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸①一種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸②一種氨基酸可以由多種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)(3)功能特點(diǎn)：3.運(yùn)輸氨基酸的工具——tRNA四.遺傳信息的翻譯(4)反密碼子:與決定氨基酸的密碼子

一

一

對(duì)應(yīng)，位于tRNA上，其實(shí)質(zhì)是與密碼子發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)的3個(gè)相鄰的堿基，有61或62種。3.運(yùn)輸氨基酸的工具——tRNA四.遺傳信息的翻譯mRNA5'3'ACU反密碼子密碼子密碼子=反密碼子=61或62UAC甲硫氨酸組氨酸G

U

G色氨酸A

CC第1步:mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合。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。AGUCCAUAAGGUmRNA4.過(guò)程：（P68）AGUCCAUAAGGU色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸第2步:攜帶某個(gè)氨基酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2。組氨酸G

U

G第1步:mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合。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。AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

G色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸肽鍵第3步:甲硫氨酸與這個(gè)氨基酸形成肽鍵，從而轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的tRNA上。第2步:攜帶某個(gè)氨基酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2。第1步:mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合。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。AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

GUAC甲硫氨酸第4步: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，繼續(xù)肽鏈的合成。色氨酸A

CCAGUCCAUAAGGU組氨酸色氨酸A

CC甲硫氨酸XXXXXX隨著核糖體的移動(dòng)，tRNA以上述方式將攜帶的氨基酸輸送過(guò)來(lái)，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。甲硫氨酸組氨酸色氨酸XXX遺傳信息的翻譯過(guò)程045.場(chǎng)所：6.條件：核糖體能量：

酶：模板：原料：原則：工具：ATP多種酶mRNA21種游離氨基酸

堿基互補(bǔ)配對(duì)A－U、U－AG－C、C－G

tRNA7.結(jié)果：具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)（多肽鏈）mRNA→蛋白質(zhì)8.遺傳信息傳遞的方向：提醒：肽鏈合成后，通常經(jīng)過(guò)盤曲折疊，才能形成特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子。四.遺傳信息的翻譯

在細(xì)胞質(zhì)中，翻譯是一個(gè)快速的過(guò)程。通常一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。①由該圖能不能得出翻譯的方向（核糖體移動(dòng)的方向）呢？由肽鏈_____→肽鏈_____的方向進(jìn)行短長(zhǎng)（從左到右）②這樣合成的多條肽鏈的氨基酸序列是否相同？相同。因?yàn)槭且酝粋€(gè)mRNA為模板翻譯出來(lái)的。9.特征(P69)：9.特征(P69)：(3)判斷圖中核糖體沿著mRNA移動(dòng)的方向，根據(jù)教材中的密碼子表，寫出圖甲中翻譯出的氨基酸序列。提示

核糖體沿著mRNA從左向右移動(dòng)；圖甲中對(duì)應(yīng)的氨基酸序列為甲硫氨酸—丙氨酸—絲氨酸。先轉(zhuǎn)錄后翻譯邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯為什么會(huì)是這樣呢？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。真核細(xì)胞和原核細(xì)胞遺傳信息表達(dá)的區(qū)別真核生物：原核生物：拓展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DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較項(xiàng)目復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場(chǎng)所條件模板原料能量酶產(chǎn)物原則細(xì)胞核（主要場(chǎng)所）細(xì)胞核（主要場(chǎng)所）核糖體DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA4種游離的脫氧核苷酸4種游離的核糖核苷酸21種游離的氨基酸ATPATPATP解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶多種酶DNARNA多肽堿基互補(bǔ)配對(duì)A-TT-AG-CC-G堿基互補(bǔ)配對(duì)A-U

T-AG-CC-G

堿基互補(bǔ)配對(duì)A-UU-AG-CC-GDNA聚合酶解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶RNA聚合酶核糖體DNAmRNA多肽鏈DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯[例1]

下列關(guān)于遺傳信息的翻譯的敘述中，正確的是(

)A.通過(guò)翻譯將mRNA中的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)中的氨基酸序列B.生物體內(nèi)合成蛋白質(zhì)時(shí)，一種氨基酸只能由一種密碼子決定C.生物體內(nèi)合成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，則tRNA也有21種D.生物體內(nèi)合成蛋白質(zhì)時(shí)，一種密碼子一定能決定一種氨基酸A課堂檢測(cè)[例2]

如圖表示真核細(xì)胞中某基因表達(dá)過(guò)程的一部分，下列分析正確的是(

)AA.圖示mRNA中起始密碼子位于RNA鏈上的左側(cè)B.mRNA上決定甘氨酸的密碼子都是GGUC.圖中堿基的配對(duì)方式有A—U、C—G、A—TD.圖示過(guò)程的正常進(jìn)行需要ATP和RNA聚合酶課堂檢測(cè)1957年，克里克率先提出遺傳信息傳遞的一般規(guī)律——中心法則。遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復(fù)制；復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNARNA也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。隨著研究的深入，科學(xué)家對(duì)中心法則進(jìn)行補(bǔ)充：資料：1.1965年，科學(xué)家在某種RNA病毒中發(fā)現(xiàn)了RNA復(fù)制酶，RNA復(fù)制酶

能催化RNA的復(fù)制。2.1970年，科學(xué)家在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制在遺傳信息的流動(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。五.中心法則中心法則分析DNARNA蛋白質(zhì)123451DNA復(fù)制2遺傳信息轉(zhuǎn)錄4RNA復(fù)制3遺傳信息翻譯5逆轉(zhuǎn)錄1）煙草花葉病毒（TMV）2）人免疫缺陷病毒（HIV）、肉瘤病毒3123(病毒自身攜帶的逆轉(zhuǎn)錄酶)RNA病毒4(該類病毒，部分自身攜帶RNA復(fù)制酶)5并非所有病毒注入到宿主細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)均只有遺傳物質(zhì)DNARNA蛋白質(zhì)123453）具備分裂能力的細(xì)胞4）不能分裂的細(xì)胞造血干細(xì)胞：123神經(jīng)細(xì)胞：23胰島B細(xì)胞：23所含基因是否一樣？1DNA復(fù)制2遺傳信息轉(zhuǎn)錄4RNA復(fù)制3遺傳信息翻譯5逆轉(zhuǎn)錄中心法則分析DNARNA蛋白質(zhì)123451DNA復(fù)制2遺傳信息轉(zhuǎn)錄4RNA復(fù)制3遺傳信息翻譯5逆轉(zhuǎn)錄5）原核細(xì)胞6）噬菌體大腸桿菌：123123(發(fā)生在：_____________)宿主細(xì)胞內(nèi)中心法則分析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)轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制復(fù)制RNA翻譯蛋白質(zhì)逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制RNA各種生物的遺傳信息傳遞過(guò)程[例3]

中心法則揭示了生物遺傳信息傳遞的一般規(guī)律。下列敘述正確的是(

)ABCA.①②③三個(gè)過(guò)程可在根尖分生區(qū)細(xì)胞中發(fā)生B.①②③分別表示DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程C.④表示逆轉(zhuǎn)錄，某些病毒增殖時(shí)可發(fā)生該過(guò)程D.④⑤是虛線，表示其在生物界可能不存在P68課堂檢測(cè)[例4]

下列關(guān)于中心法則的敘述，一定正確的是(

)A.肽鏈的合成一定以RNA為模板，以氨基酸為原料B.酶的合成一定以RNA為模板，以氨基酸為原料C.RNA的合成一定以DNA為模板，以核糖核苷酸為原料D.DNA的合成一定以DNA為模板，以脫氧核苷酸為原料AP69課堂檢測(cè)(1)每種氨基酸都具有兩種或兩種以上的密碼子。(

)(2)核糖體的翻譯通常是從mRNA上的起始密碼子開(kāi)始，終止密碼子結(jié)束。(

)(3)tRNA一經(jīng)發(fā)揮作用便迅速被酶分解而無(wú)法重復(fù)使用。(

)(4)中心法則表示的是遺傳信息的流動(dòng)過(guò)程。

(

)(5)葉綠體和線粒體中遺傳信息的傳遞也遵循中心法則。(

)×√×√√課堂檢測(cè)1.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸B.tRNA上存在堿基互補(bǔ)配對(duì)和氫鍵C.能決定氨基酸的密碼子有64種D.一種氨基酸可能對(duì)應(yīng)一種或多種密碼子

解析

決定氨基酸的密碼子有62種，C錯(cuò)誤。C課堂練習(xí)2.下列有關(guān)蛋白質(zhì)合成的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A.tRNA的反密碼子可識(shí)別mRNA上的堿基序列B.一個(gè)mRNA分子上可結(jié)合多個(gè)核糖體使翻譯更高效C.終止密碼子一定不編碼氨基酸D.核糖體可