基因指导蛋白质的合成(一轮复习)

小飞守角制作遗传信息的转录和翻译ⅡⅡ：理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别，并能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。考试大纲的要求：第4章遗传的分子基础小飞守角制作电影《侏罗纪公园》中恐龙复活的场景问题一：在现实生活中，我们能不能像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？问题二：如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？小飞守角制作思考几个问题1、遗传物质主要存在于细胞的什么部位？2、生物的性状或生命的主要功能由什么物质承担？3、蛋白质的合成在细胞的什么部位？4、DNA能不能到细胞质中去直接指导蛋白质的合成？DNA与蛋白质之间有无中间物质充当信使呢？DNA主要位于细胞核蛋白质核糖体mRNA控制不能小飞守角制作基因肤色眼皮单双血型基因有遗传效应的DNA片段控制生物性状在染色体上呈线性排列小飞守角制作基因控制生物性状指导合成蛋白质体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？小飞守角制作第3节基因控制蛋白质的合成小飞守角制作如何解读DNA的信息呢？一、遗传信息的转录1、RNA与DNA的区别核糖脱氧核糖小飞守角制作一、遗传信息的转录小飞守角制作比较RNA与DNA结构的不同比较项目DNARNA结构基本单位五碳糖含氮碱基功能主要存在部位脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖ATCGAUCG通常双螺旋结构一般单链结构细胞核细胞质遗传信息的储存、传递、表达一、遗传信息的转录小飞守角制作RNA的种类信使RNA——mRNA核糖体RNA——rRNA转运RNA——tRNA2、RNA的类型一、遗传信息的转录小飞守角制作⑴信使RNA（mRNA）：转录遗传信息，翻译的模板，即传递遗传信息的作用。⑵转运RNA（tRNA）：识别密码子，运输特定氨基酸，呈三叶草型结构。⑶核糖体RNA（rRNA）：核糖体的组成成分。为什么RNA适于做DNA的信使呢？一、遗传信息的转录小飞守角制作⑴它也是由基本单位——核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。⑵在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，因RNA中没有T，DNA中没有U，所以当RNA与DNA有关系时，U与配对。⑶RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。3、RNA适于做DNA的信使的原因：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？一、遗传信息的转录小飞守角制作⑴转录的定义：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿⑵转录的场所：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿⑶转录的模板：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿⑷转录的原料：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿⑸转录的条件：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿⑹转录时的碱基配对＿＿＿＿＿＿＿＿＿⑺转录的产物：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿4、转录（8）遗传信息传递的方向一、遗传信息的转录小飞守角制作4、转录⑴转录的定义：在细胞核中，以DNA的一条链为模板，合成mRNA的过程。⑵转录的场所：主要在细胞核。⑶转录的模板：DNA分子的一条链。⑷转录的原料：四种核糖核苷酸。⑸转录的条件：模板、原料、能量、酶。⑹转录时的碱基配对：⑺转录的产物：RNA。DNARNAATCGUAGCG－C、C－G、T－A、A－U（8）遗传信息传递的方向一、遗传信息的转录小飞守角制作AGTACAAATG5、转录的过程游离的核糖核苷酸一、遗传信息的转录小飞守角制作AGTACAAATGRNA聚合酶小飞守角制作AGTACAAATGUU小飞守角制作AGTACAAATGUU小飞守角制作AGTACAAATGUUA小飞守角制作AGTACAAATGGUUA小飞守角制作AGTACAAATGGUUAU小飞守角制作AGTACAAATGGUUAUU小飞守角制作AGTACAAATGGUUAUUA小飞守角制作AGTACAAATGGUUAUUAU小飞守角制作AGTACAAATGGUUAUUAUC小飞守角制作AGTACAAATGGUUAUUAUCmRNA小飞守角制作1、DNA→RNA如何转录，特点是什么？问题：2、DNA的两条链都能转录吗？3、DNA链完全解开吗？4、在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊情况？小飞守角制作思考与讨论：1、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？2、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？一、遗传信息的转录小飞守角制作复制转录场所细胞核细胞核解旋完全解旋只解有遗传效应的片段模板DNA的两条链只有DNA的一条链原料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸酶DNA解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶能量ATPATP碱基配对A—TC—GT—AG—CA—UG—CT—AC—G产物子代DNAmRNA、tRNA、rRNA小飞守角制作课堂练习：1．构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位——核苷酸有多少种？碱基有多少种？[]A．2种4种B．4种4种C．5种5种D．8种5种D2．细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构层次是[]A．DNA→染色体→脱氧核苷酸→基因B．染色体→脱氧核苷酸→DNA→基因C．DNA→染色体→基因→脱氧核苷酸D．染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸D小飞守角制作3．下列哪一组物质是RNA的组成成分[]A．脱氧核糖核酸和磷酸B．脱氧核糖、碱基和磷酸C．核糖、碱基和磷酸D．核糖、嘧啶和核酸4．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CD5．果蝇的遗传物质由种核苷酸组成[]A．2B．4C．5D．8B小飞守角制作6．一个DNA分子可以转录出多少种多少个mRNA[]A．一种一个B．一种多个C．多种多个D．无数种无数个C7．烟草、烟草花叶病毒、T2噬菌体中含有的物质，下列叙述正确的是[]A．核酸的种类依次是2、1、2B．核苷酸的种类依次是8、5、4C．五碳糖的种类依次是2、2、1D．含N碱基的种类依次是5、4、4D小飞守角制作8．mRNA上有25％的腺嘌呤，35％的尿嘧啶，则转录该mRNA的DNA分子上腺嘌呤占碱基总数的[]A．50%B．25%C．30%D．35%C小飞守角制作二、遗传信息的翻译1、概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。问题：转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA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？小飞守角制作mRNA：碱基的数量排列顺序种类蛋白质：氨基酸的数量排列顺序种类决定决定决定?种?种4种20种讨论：至少要多少个碱基的不同排列顺序才能够决定20种不同的氨基酸？一个碱基决定一个氨基酸，41=4二个碱基决定一个氨基酸，42=16三个碱基决定一个氨基酸，43=642、碱基与氨基酸的对应关系二、遗传信息的翻译小飞守角制作UCAUGAUUAmRNA密码子密码子密码子3、密码子密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基二、遗传信息的翻译小飞守角制作密码子是如何破译的呢？小飞守角制作莫尔斯电报•:短音念作滴（di）—:长音念作答（da）字码:A:•—B:—•••C:—•—•D:—••E:•F:••—•G:——•H:••••I:••J:•———K:—•—L:•—••M:——N:—•O:———P:•——•Q:——•—R:•—•S:•••T:—U:••—V:•••—W:•——X:—••—Y:—•——Z:——••?:••——••/:—••—•—:—••••—数码(长码):1:•————2:••———3:•••——4:••••—5:•••••6:—••••7:——•••8:———••9:————•0:—————小飞守角制作·－－/····/·/·－·/·/·－/·－·/·/－－·/·/－·/·/···/·－··/－－－/－·－·/·－/－/·/－··/Wherearegeneslocated－··/－·/·－DNA小飞守角制作（1）、遗传密码的阅读方式1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首先提出了挑战。当年，他在《自然Nature》杂志首次发表了遗传密码的理论研究的文章，指出三个碱基编码一个氨基酸。接下来，人们不禁又要问在三联体中的每个碱基作为信息只读一次还是重复阅读呢？以重叠和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同呢？小飞守角制作（1）、遗传密码的阅读方式小飞守角制作1、当图中DNA的第三个碱基（T）发生改变时(A替换)，如果密码是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？如果密码是重叠的，又将产生怎样的影响？（1）、遗传密码的阅读方式小飞守角制作CCAAGCGUGCGA….非重叠阅读方式阅读结果：CCUAGCGUGCGA…重叠阅读方式阅读结果：CCUCUAUAGAGCGCGCGUGUGUGCGCGCGA…CCUAGCGUGCGA…将第三个碱基T变为A时，DNA转录形成的mRNA序列的变化：改变DNA序列的一个碱基，密码以非重叠方式阅读时，影响1个氨基酸，密码以重叠方式阅读时，影响3个氨基酸小飞守角制作2、当图中DNA的第三个碱基（T）后插入一个碱基A时，如果密码是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？如果密码是重叠的，又将产生怎样的影响？如果插入2个、3个碱基呢？（1）、遗传密码的阅读方式小飞守角制作非重叠方式阅读：未插入碱基时的阅读结果：CCAAGCGUGCGA….插入一个碱基A时，阅读结果：CCAUAGCGUGCGA…插入两个碱基AA时，阅读结果：CCAUUAGCGUGCGA…密码非重叠阅读时，插入1、2个碱基,插入点后面所有密码子都改变；插入3个碱基，在原来的密码子序列中多出一个密码子，其余密码子不变。插入三个碱基AAA时，阅读结果：CCAUUUAGCGUGCGA…小飞守角制作重叠方式阅读：未插入碱基时的阅读结果：CCACAAAAGAGCGCGCGUGUGUGCGCGCGA…插入一个碱基A时，阅读结果：CCACAUAUAUAGAGCGCGCGUGUGUGCGCG…插入两个碱基AA时，阅读结果：CCACAUAUUUUAUAGAGCGCGCGUGUGUGC…密码重叠阅读时，插入1个碱基，影响3个密码子，增加1个密码子；插入2个碱基，影响4个密码子，增加2个密码子；插入3个碱基，影响5个密码子，增加3个密码子。插入三个碱基AAA时，阅读结果：CCACAUAUUUUUUUAUAGAGCGCGCGUGUG…小飞守角制作密码非重叠阅读时，插入1、2个碱基，插入点后面所有氨基酸都改变；插入3个碱基，在原来的氨基酸序列中多出一个氨基酸，其余密码子不变。密码重叠阅读时，插入1个碱基，影响3个氨基酸；插入2个碱基，影响4个氨基酸；插入3个碱基，影响5个氨基酸。小飞守角制作1961年，克里克以T4噬菌体为实验材料研究某个基因的碱基的增加或减少对其所编码的蛋白质的影响。增加或删除1个碱基，无法产生正常功能的蛋白质；增加或删除2个碱基，无法产生正常功能的蛋白质；增加或删除3个碱基，却合成了正常功能的蛋白质；实验结论：1、遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。2、遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，密码之间没有分隔符（不重叠性、不间断性）。（二）、克里克的实验证据实验结果：小飞守角制作克里克的实验验证了mRNA上三个碱基以非重叠的方式阅读来编码一个氨基酸，那么究竟是哪三个碱基决定哪一种氨基酸呢？小飞守角制作尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验实验过程1、每个试管中分别加入一种氨基酸；2、每个试管中分别加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液；3、每个试管中分别加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸；（三）、遗传密码对应规则的发现小飞守角制作小飞守角制作只有加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。苯丙氨酸的密码子为UUU。实验结果尼伦柏格和马太的蛋白质体外合成实验实验结论思考：为了证明实验的严谨性，如何设计对照实验？小飞守角制作拓展：尝试说出利用类似的方法找出多聚腺嘌呤、多聚胞嘧啶等对应的氨基酸序列？科学家沿着蛋白质体外合成的思路，陆续破译了全部的密码子，编码出了密码子表，树立了生物学