《高中生物 第4章 第1節(jié) 基因指導蛋白質的合成課件 新人教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中生物 第4章 第1節(jié) 基因指導蛋白質的合成課件 新人教版必修2（72頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、成 才 之 路 生 物路 漫 漫 其 修 遠 兮 吾 將 上 下 而 求 索 人 教 版 必 修 2 基 因 的 表 達第 四 章 苯 丙 酮 尿 癥 (PK U)是 由 于 患 兒 體 內 先 天 性 苯 丙 氨 酸 羥 化 酶缺 陷 所 引 起 的 苯 丙 氨 酸 (Phe)代 謝 障 礙 性 疾 病 。 苯 丙 氨 酸 (Phe)是 人 體 的 一 種 必 需 氨 基 酸 ， 全 由 食 物 供 給 ， 不 能 缺 少 ， 但 Phe在 體 內 過 多 ， 又 會 使 腦 組 織 萎 縮 ， 嚴 重 影 響 兒 童 的 智 力 。 本 病發(fā) 生 率 約 為 1/20000， 其 臨 床

2、癥 狀 主 要 有 三 ：(1)智 力 低 下 ， 約 有 1/3的 患 兒 還 伴 有 癲 癇 ；(2)尿 有 霉 臭 味 或 鼠 尿 味 ； (3)皮 膚 和 眼 睛 鞏 膜 色 素 變 淺 ， 頭 發(fā) 呈 黃 色 、 面 色 白 嫩 。到 目 前 為 止 ， 尚 無 治 療 PK U的 特 效 藥 物 。 控 制 患 兒 的 飲 食 ，使 其 少 進 食 含 Phe豐 富 的 食 物 ， 從 而 使 血 液 中 的 Phe濃 度 降 低 ，是 今 日 治 療 PK U的 唯 一 方 法 。 嬰 兒 期 患 兒 要 食 用 特 制 的 無 苯 丙氨 酸 或 低 苯 丙 氨 酸 奶 粉 ，

3、年 長 兒 童 也 需 進 食 含 低 苯 丙 氨 酸 的 米或 面 。 要 求 患 兒 定 期 檢 測 血 液 中 的 Phe濃 度 ， 調 整 飲 食 結 構 ，使 Phe血 濃 度 保 持 在 正 常 或 稍 高 水 平 ， 可 保 障 大 腦 的 正 常 發(fā) 育 。 科 學 家 進 一 步 研 究 發(fā) 現(xiàn) ， 苯 丙 酮 尿 癥 是 由 于 位 于 12號 染 色體 長 臂 的 基 因 的 微 小 變 異 引 起 的 ， 并 非 由 于 基 因 缺 失 。 基 因 的改 變 是 如 何 決 定 性 狀 變 化 的 ？ 基 因 和 性 狀 之 間 又 有 什 么 樣 的 關系 ？ 通 過

4、 本 章 的 學 習 ， 我 們 就 能 回 答 上 面 的 問 題 。本 章 包 括 3節(jié) 內 容 ： 第 1節(jié) 基 因 指 導 蛋 白 質 的 合 成 ， 第2節(jié) 基 因 對 性 狀 的 控 制 ， 第 3節(jié) 遺 傳 密 碼 的 破 譯 (選 學 ) 。基 因 的 表 達 是 通 過 DNA控 制 蛋 白 質 的 合 成 來 實 現(xiàn) 的 ， 包 括 轉 錄和 翻 譯 兩 個 階 段 。 轉 錄 是 在 細 胞 核 內 進 行 的 ， 是 以 DNA的 一 條鏈 為 模 板 ， 按 照 堿 基 互 補 配 對 原 則 ， 合 成 mRNA的 過 程 ； 翻 譯是 在 細 胞 質 中 進 行

5、的 ， 是 指 以 mRNA為 模 板 ， 合 成 具 有 一 定 氨基 酸 順 序 的 蛋 白 質 的 過 程 。 中 心 法 則 描 述 了 遺 傳 信 息 的 流 動 方 向 ， 主 要 內 容 包 括 DNA復 制 、轉 錄 、 翻 譯 、 RNA復 制 、 逆 轉 錄 5個 不 同 的 遺 傳 信 息 流 動 方 向 。基 因 控 制 生 物 的 性 狀 是 通 過 指 導 蛋 白 質 的 合 成 來 實 現(xiàn) 的 ， 有 兩種 方 式 ： 一 是 通 過 控 制 酶 的 合 成 來 控 制 代 謝 過 程 ， 進 而 控 制 生物 體 的 性 狀 ； 二 是 通 過 控 制 蛋 白

6、質 的 結 構 直 接 控 制 生 物 體 的 性狀 。 基 因 與 性 狀 之 間 并 不 是 簡 單 的 一 一 對 應 關 系 。 有 些 性 狀 是由 多 個 基 因 共 同 決 定 的 ， 有 的 基 因 可 決 定 或 影 響 多 種 性 狀 。 一般 來 說 ， 性 狀 是 基 因 與 環(huán) 境 共 同 作 用 的 結 果 。 本 章 研 究 的 是 遺傳 學 最 基 本 的 問 題 ， 對 于 理 解 生 物 的 遺 傳 有 重 要 意 義 ， 也 是 學習 后 面 三 章 內 容 不 可 缺 少 的 基 礎 。 學習本章時要注意以下幾點：1在 進 行 遺 傳 信 息 的 轉 錄

7、 和 翻 譯 過 程 的 學 習 時 ， 要 注 意這 一 過 程 中 每 個 步 驟 及 其 所 涉 及 的 知 識 的 內 在 聯(lián) 系 ， 建 議 用 一條 主 線 將 各 方 面 內 容 貫 穿 起 來 ， 并 充 分 培 養(yǎng) 自 己 閱 讀 圖 文 的 能力 。 2 在 本 章 中 ， “ 思 考 與 討 論 ” 欄 目 比 較 豐 富 ， 利 用 好 這些 欄 目 ， 能 夠 培 養(yǎng) 自 己 的 能 力 ， 增 加 對 知 識 內 容 理 解 的 深 度 。3 我 們 在 學 習 書 中 內 容 的 同 時 ， 還 應 該 關 注 生 物 科 學 的發(fā) 展 史 ， 認 識 到 科 學

8、 研 究 需 要 有 創(chuàng) 新 精 神 。 第 1節(jié) 基 因 指 導 蛋 白 質 的 合 成第 四 章 學 習 目 標 定 位2 課 前 自 主 探 究3 教 材 問 題 釋 疑4 課 堂 合 作 探 究5 思 維 創(chuàng) 新 升 華6 方 法 技 巧 探 究7 課 堂 知 識 構 建8 課 時 作 業(yè)9本 節(jié) 主 攻 要 點1 本 節(jié) 主 攻 要 點 1 RNA有 三 種 ： 信 使 RNA(mRNA)、 轉 運 RNA(tRNA)和核 糖 體 RNA(rRNA)。2 轉 錄 的 主 要 場 所 是 細 胞 核 ， 條 件 是 模 板 (DNA的 一 條鏈 )、 原 料 (4種 核 糖 核 苷 酸

9、 )、 酶 (RNA聚 合 酶 )和 能 量 。3 翻 譯 的 場 所 是 核 糖 體 ， 條 件 是 模 板 (mRNA)、 原 料 (20種 氨 基 酸 )、 酶 和 能 量 。4 密 碼 子 共 有 64種 ， 其 中 決 定 氨 基 酸 的 密 碼 子 有 61種 ， 3種 終 止 密 碼 子 不 決 定 氨 基 酸 。 5 一 種 氨 基 酸 對 應 一 種 或 多 種 密 碼 子 ， 一 種 密 碼 子 最 多只 決 定 一 種 氨 基 酸 。6 每 種 tRNA只 能 識 別 并 轉 運 一 種 氨 基 酸 ， 一 種 氨 基 酸 可由 一 種 或 多 種 tRNA識 別 和 轉

10、 運 。 學 習 目 標 定 位 目標導航：1 簡 述 DNA與 RNA的 主 要 區(qū) 別 。2 說 明 密 碼 子 、 反 密 碼 子 、 遺 傳 信 息 之 間 的 關 系 。3 概 述 遺 傳 信 息 的 轉 錄 與 翻 譯 過 程 。 (重 、 難 點 )情境導入：俗 話 說 ， 龍 生 龍 ， 鳳 生 鳳 ， 老 鼠 的 兒 子 會 打 洞 。 生 物 的 后代 在 性 狀 表 現(xiàn) 和 生 活 習 性 等 方 面 表 現(xiàn) 出 了 驚 人 的 遺 傳 性 。 而 我們 從 上 一 章 學 習 中 知 道 ， 這 一 切 僅 僅 是 親 代 把 自 己 的 DNA復 制了 一 份 傳 給

11、 了 子 代 而 已 。 這 是 多 么 神 奇 的 現(xiàn) 象 啊 ！ 問題探究：1.后 代 在 性 狀 表 現(xiàn) 和 生 活 習 性 等 方 面 與 親 代 相似 的 根 本 原 因 是 什 么 ？2 基 因 是 怎 樣 控 制 后 代 的 性 狀 的 ？提示：1.后 代 表 現(xiàn) 與 親 代 相 似 的 根 本 原 因 是 獲 得 了 親 代 復制 后 傳 遞 過 來 的 遺 傳 物 質 (主 要 是 DNA)。2 基 因 是 通 過 控 制 后 代 蛋 白 質 的 合 成 來 控 制 后 代 的 性 狀的 。 課 前 自 主 探 究 一、遺傳信息的轉錄1 RNA的 組 成 、 結 構 和 種

12、類 ：預 習 導 學核 糖 核 苷 酸 核 糖 A 鳥 嘌 呤 胞 嘧 啶 尿 嘧 啶 單 鏈 短 mRNA、 tRNA和 rRNA 細 胞 核 DNA的 一 條 鏈 核 糖 核 苷 酸 RNA (2)過 程 ：RNA聚 合 堿 基 堿 基 互 補 配 對 一 條 鏈 核 糖 核 苷 酸 氫 鍵 RNA聚 合 酶 mRNA DNA鏈 雙 螺 旋 二、遺傳信息的翻譯1 概 念 (對 翻 譯 概 念 的 解 讀 連 線 )：(1)場 所 a 20種 氨 基 酸(2)模 板 b 具 有 一 定 氨 基 酸 順 序 的 蛋 白 質(3)原 料 c 細 胞 質 的 核 糖 體 上(4)產 物 d mRN

13、A 2 密 碼 子 和 反 密 碼 子 的 比 較 ：項 目 位 置 實 質 種 類密 碼 子 _ 決 定 氨 基 酸 的 _相 鄰 的 堿 基 共 有 _種 ，決 定 氨 基 酸 的 有_種反 密碼 子 _ 與 _上 的 密 碼 子互 補 配 對 的 _相鄰 堿 基 共 有 _種mRNA 3個 64 61 tRNA mRNA 3個 61 3.翻 譯 過 程 ： 核 糖 體 tRNA mRNA tRNA 終 止 密 碼 子 空 間 結 構 功 能 根 據(jù) mRNA中 堿 基 的 排 列 順 序 能 否 準 確 寫 出 氨 基 酸 的 序列 ？ 若 已 知 氨 基 酸 的 序 列 ， 能 否 確

14、 定 mRNA中 的 堿 基 排 列 順序 ？提示：前 者 可 以 ， 后 者 不 能 確 定 。 因 為 一 種 密 碼 子 對 應 一種 氨 基 酸 ， 但 一 種 氨 基 酸 可 以 有 多 個 密 碼 子 。思 維 激 活 教 材 問 題 釋 疑 (一 )問 題 探 討提 示 ： 此 節(jié) 問 題 探 討 意 在 引 導 學 生 思 考 DNA在 生 物 體 內 有哪 些 作 用 ， 又 是 如 何 發(fā) 揮 作 用 的 。 一 種 生 物 的 整 套 DNA分 子 中貯 存 著 該 種 生 物 生 長 、 發(fā) 育 等 生 命 活 動 所 需 的 全 部 遺 傳 信 息 ，也 可 以 說

15、是 構 建 生 物 體 的 藍 圖 。 但 是 ， 從 DNA到 具 有 各 種 性 狀的 生 物 體 ， 需 要 通 過 極 其 復 雜 的 基 因 表 達 及 其 調 控 過 程 才 能 實現(xiàn) ， 因 此 ， 在 可 預 見 的 將 來 ， 利 用 DNA分 子 來 使 滅 絕 的 生 物 復活 仍 是 難 以 做 到 的 。 (二 )思 考 與 討 論 一1 提 示 ： 可 以 從 所 需 條 件 、 過 程 中 的 具 體 步 驟 和 過 程 中所 表 現(xiàn) 出 的 規(guī) 律 等 角 度 來 分 析 。 例 如 ， 轉 錄 與 復 制 都 需 要 模板 、 都 遵 循 堿 基 互 補 配

16、對 規(guī) 律 ， 等 等 。 堿 基 互 補 配 對 規(guī) 律 能 夠保 證 遺 傳 信 息 傳 遞 的 準 確 性 。2 轉 錄 成 的 RNA的 堿 基 序 列 ， 與 作 為 模 板 的 DNA單 鏈 的堿 基 序 列 之 間 的 堿 基 是 互 補 配 對 關 系 ， 與 DNA雙 鏈 間 堿 基 互 補配 對 不 同 的 是 ， RNA鏈 中 與 DNA鏈 的 A配 對 的 是 U， 不 是 T；與 DNA另 一 條 鏈 的 堿 基 序 列 基 本 相 同 ， 只 是 DNA鏈 上 T的 位置 ， RNA鏈 上 是 U。 (三 )思 考 與 討 論 二1 最 多 能 編 碼 16種 氨

17、基 酸 。2 至 少 需 要 3個 堿 基 。(四 )思 考 與 討 論 三1 對 應 的 氨 基 酸 序 列 是 ： 甲 硫 氨 酸谷 氨 酸丙 氨 酸半胱 氨 酸脯 氨 酸絲 氨 酸賴 氨 酸脯 氨 酸 。2 提 示 ： 這 是 一 道 開 放 性 較 強 的 題 ， 答 案 并 不 唯 一 ， 旨在 培 養(yǎng) 學 生 的 分 析 能 力 和 發(fā) 散 性 思 維 ， 通 過 這 一 事 實 可 以 想 到生 物 都 具 有 相 同 的 遺 傳 語 言 ， 所 有 生 物 可 能 有 共 同 的 起 源 或 生命 在 本 質 上 是 統(tǒng) 一 的 ， 等 等 。 3 提 示 ： 此 題 具 有

18、一 定 的 開 放 性 ， 旨 在 促 進 學 生 積 極 思考 ， 不 必 對 答 案 做 統(tǒng) 一 要 求 。 可 以 從 增 強 密 碼 子 容 錯 性 的 角 度來 解 釋 ， 當 密 碼 子 中 有 一 個 堿 基 改 變 時 ， 由 于 密 碼 子 的 簡 并性 ， 可 能 并 不 會 改 變 其 對 應 的 氨 基 酸 ； 也 可 以 從 密 碼 子 使 用 頻率 來 考 慮 ， 當 某 種 氨 基 酸 使 用 頻 率 高 時 ， 幾 種 不 同 的 密 碼 子 都編 碼 一 種 氨 基 酸 可 以 保 證 翻 譯 的 速 度 。 (五 )思 考 與 討 論 四1 提 示 ： 此

19、題 旨 在 檢 查 對 蛋 白 質 合 成 過 程 的 理 解 。 可 以參 照 教 材 中 圖 的 表 示 方 法 來 繪 制 。2 提 示 ： 根 據(jù) mRNA的 堿 基 序 列 和 密 碼 子 表 就 可 以 寫 出肽 鏈 的 氨 基 酸 序 列 。(六 )想 像 空 間DNA相 當 于 總 司 令 。 在 戰(zhàn) 爭 中 ， 如 果 總 司 令 總 是 深 入 前 沿陣 地 直 接 指 揮 ， 就 會 影 響 他 指 揮 全 局 。 DNA被 核 膜 限 制 在 細 胞核 內 ， 使 轉 錄 和 翻 譯 過 程 分 隔 在 細 胞 的 不 同 區(qū) 域 進 行 ， 有 利 于這 兩 項 重

20、要 生 命 活 動 的 高 效 、 準 確 進 行 。 課 堂 合 作 探 究 1.DNA與 RNA的 比 較遺傳信息的轉錄要 點 歸 納比 較 項 目 項 目 DNA RNA化學組成 基 本 單 位 脫 氧 核 苷 酸 核 糖 核 苷 酸堿 基 A、 G 、 C、 T A、 G 、 C、 U五 碳 糖 脫 氧 核 糖 核 糖無 機 酸 磷 酸 磷 酸空 間 結 構 規(guī) 則 的 雙 螺 旋 結 構 通 常 呈 單 鏈 結 構分 類 通 常 只 有 一 類 分 mRNA、 tRNA、rRNA三 類功 能 主 要 的 遺 傳 物 質 在 不 存 在 DNA的 生 物 里 是 遺 傳 物 質 ， 在

21、存 在 DNA的 生 物 里 輔 助 DNA完 成 功 能存 在 (真 核 生 物 ) 主 要 存 在 于 細 胞 核 中 的 染 色 體 上 主 要 存 在 于 細 胞 質 中 2.RNA的 分 類(1)信 使 RNA(mRNA)： 單 鏈 結 構 ， 由 DNA轉 錄 而 來 ， 其 堿基 序 列 包 含 遺 傳 信 息 ， 因 將 DNA中 遺 傳 信 息 轉 錄 下 來 故 名 。 遺傳 密 碼 位 于 mRNA上 。(2)轉 運 RNA(tRNA)： 三 葉 草 結 構 ， 頭 端 特 定 的 三 個 堿 基叫 反 密 碼 子 ， 尾 端 連 接 特 定 的 氨 基 酸 ， 在 蛋

22、白 質 合 成 中 運 輸 氨基 酸 ， 所 以 叫 做 轉 運 RNA。(3)核 糖 體 RNA(rRNA)： 是 核 糖 體 的 重 要 組 成 部 分 。 3轉錄(1)轉 錄 的 概 念 ： RNA是 在 細 胞 核 中 以 DNA一 條 鏈 為 模 板合 成 的 ， 這 一 過 程 稱 為 轉 錄 。 轉 錄 的 場 所 ： 細 胞 核 中 。 模 板 ： 以 DNA分 子 的 一 條 鏈 為 模板 。 結 果 ： 產 生 mRNA。(2)轉 錄 的 過 程 ： DNA雙 鏈 解 開 ， DNA雙 鏈 的 堿 基得 以 暴 露 。 游 離 的 核 糖 核 苷 酸 隨 機 地 與 DNA

23、鏈 上 的 堿 基 碰 撞 ， 當 核 糖 核 苷 酸 與 DNA的 堿 基 互 補 時 ， 兩 者 以 氫 鍵 結 合 。 (3)轉 錄 與 DNA分 子 復 制 的 區(qū) 別 ：復 制 轉 錄時 間 有 絲 分 裂 間 期 和 減 數(shù) 第 一次 分 裂 前 的 間 期 生 長 發(fā) 育 過 程 中場 所 主 要 在 細 胞 核 ， 少 部 分 在 線 粒 體 和 葉 綠 體原 料 四 種 脫 氧 核 苷 酸 四 種 核 糖 核 苷 酸模 板 DNA的 兩 條 鏈 DNA中 的 一 條 鏈條 件 特 定 的 酶 和 ATP過 程 DNA解 旋 ， 以 兩 條 鏈 為 模板 ， 按 堿 基 互 補

24、 配 對 原則 ， 合 成 兩 條 子 鏈 ， 子 鏈與 對 應 母 鏈 螺 旋 化 DNA解 旋 ， 以 一 條 鏈 為 模板 ， 按 堿 基 互 補 配 對 原則 ， 形 成 mRNA(單 鏈 )，進 入 細 胞 質 與 核 糖 體 結 合 復 制 轉 錄模 板去 向 分 別 進 入 兩 個 子 代 DNA分 子 中 恢 復 原 樣 ， DNA分 子 重新 形 成 雙 螺 旋 結 構特 點 邊 解 旋 邊 復 制 ， 半 保 留復 制 邊 解 旋 邊 轉 錄 ， DNA雙鏈 全 保 留產 物 兩 個 雙 鏈 DNA分 子 一 條 單 鏈 mRNA意 義 復 制 遺 傳 信 息 ， 使 遺

25、傳信 息 從 親 代 傳 給 子 代 傳 遞 遺 傳 信 息 ， 為 翻 譯作 準 備 1 轉 錄 區(qū) 別 于 DNA分 子 自 我 復 制 的 地 方 為 原 料 是 核 糖 核苷 酸 。 遵 循 堿 基 互 補 配 對 原 則 ， 但 DNA單 鏈 中 的 A(腺 嘌 呤 )與U(尿 嘧 啶 )配 對 。2 新 結 合 的 核 糖 核 苷 酸 連 接 到 正 在 合 成 的 mRNA分 子上 ， 此 處 用 到 的 酶 為 RNA聚 合 酶 。3 合 成 的 mRNA從 DNA分 子 上 釋 放 ， 而 后 DNA雙 鏈 恢復 。 4 DNA分 子 的 兩 條 鏈 中 ， 被 轉 錄 的

26、那 條 鏈 叫 模 板 鏈 ， 也叫 有 意 義 鏈 或 信 息 鏈 。 典 例 導 析 解析由于一條鏈中含T堿基，另一條鏈中含U堿基，因此該片段是由DNA和RNA組成的。該圖所示也可以是由RNADNA過程中的一個片段，A項錯誤；徹底水解該片段得到A、T、C、G、U這5種堿基、核糖和脫氧核糖2種五碳糖、1種磷酸，B項正確；該片段中共含有4種核糖核苷酸和4種脫氧核苷酸，C項正確；一般情況下，該圖表示轉錄過程，主要發(fā)生于細胞核或擬核中，D項正確。答案A A R表 示 的 節(jié) 段 正 處 于 解 旋 狀 態(tài) ， 形 成 這 種 狀 態(tài) 需 要解 旋 酶B 圖 中 是 以 4種 脫 氧 核 苷 酸 為

27、 原 料 合 成 的C 如 果 圖 中 表 示 酶 分 子 ， 則 它 的 名 稱 是 DNA聚 合 酶D 圖 中 的 合 成 后 ， 在 細 胞 核 中 與 核 糖 體 結 合 并 控 制 蛋白 質 的 合 成答案A 解析R所示的節(jié)段正處于解旋狀態(tài)，DNA解旋需要解旋酶參與，A項正確；合成mRNA需要的原料為4種核糖核苷酸，B項錯誤；是合成RNA的酶，名稱為RNA聚合酶，C項錯誤；在真核細胞內mRNA合成后，要通過核孔進入到細胞質中與核糖體結合并控制蛋白質的合成，D項錯誤。 1.翻 譯 的 概 念游 離 在 細 胞 質 中 的 各 種 氨 基 酸 ， 以 mRNA為 模 板 合 成 具 有一

28、 定 氨 基 酸 順 序 的 蛋 白 質 ， 這 一 過 程 叫 翻 譯 。(1)部 位 ： 細 胞 質 。(2)原 料 ： 各 種 游 離 氨 基 酸 。(3)模 板 ： mRNA。(4)結 果 ： 一 定 氨 基 酸 順 序 的 蛋 白 質 。(5)實 質 ： 將 mRNA中 的 堿 基 序 列 (攜 帶 遺 傳 信 息 )翻 譯 為 蛋白 質 的 氨 基 酸 序 列 (具 體 性 狀 )。遺傳信息的翻譯要 點 歸 納 2堿基與氨基酸之間的對應關系DNA、 RNA各 自 只 有 4種 堿 基 ， 而 組 成 生 物 體 蛋 白 質 的 氨基 酸 有 20種 ， 4種 堿 基 和 20種 氨

29、 基 酸 的 對 應 關 系 是 怎 樣 的 呢 ？若 1個 堿 基 決 定 1個 氨 基 酸 ， 則 4種 堿 基 只 能 決 定 4種 氨 基酸 ， 這 顯 然 是 不 夠 的 ； 若 2個 堿 基 編 碼 1個 氨 基 酸 ， 最 多 能 編 碼4 4 16個 氨 基 酸 ， 這 與 20種 氨 基 酸 相 比 也 是 不 夠 的 。 由 以 上分 析 可 知 ， 1個 氨 基 酸 的 編 碼 至 少 需 要 3個 堿 基 ， 3個 堿 基 有4 4 4 64種 組 合 ， 才 足 以 組 合 出 構 成 蛋 白 質 的 20種 氨 基酸 。 密 碼 子 ： mRNA上 決 定 1個 氨

30、 基 酸 的 3個 相 鄰 堿 基 叫 做 密 碼子 ， 共 64個 遺 傳 密 碼 子 。 3氨基酸的“搬運工” tRNAtRNA的 基 本 結 構 單 位 為 核 糖 核 苷 酸 ， 為 RNA的 一 種 。tRNA種 類 眾 多 ， 但 每 一 種 tRNA只 能 識 別 并 轉 運 一 種 氨 基 酸 。tRNA呈 三 葉 草 形 ， 其 一 端 為 攜 帶 氨 基 酸 的 部 位 ， 另 一 端 有 3個堿 基 。 每 個 tRNA上 的 這 3個 堿 基 可 以 與 mRNA上 的 密 碼 子 互 補配 對 ， 稱 反 密 碼 子 。 4翻譯過程(1)比 較 轉 錄 和 翻 譯 的

31、 不 同 點步驟 場 所 模 板 條 件 原 料 產 物 其 他轉錄 細 胞 核 基 因 一條 鏈 RNA聚 合 酶 核 苷酸 mRNA mRNA從 核 孔 穿出 ， 移 到 細 胞 質 的核 糖 體 上翻譯 細 胞 質的 核 糖體 mRNA 酶 、tRNA為 運 載工 具 氨 基酸 多 肽鏈 一 條 或 幾 條 多 肽 鏈再 進 一 步 形 成 蛋 白質 的 空 間 結 構 (2)蛋 白 質 合 成 過 程 中 的 重 難 點 歸 納 與 突 破 轉 運 RNA(tRNA)具 有 兩 個 特 異 性 端 ， 一 為 氨 基 酸 臂 ，是 攜 帶 一 定 氨 基 酸 的 ， 一 為 反 密 碼

32、 子 環(huán) ， 其 上 裸 露 著 三 個 堿基 ， 稱 反 密 碼 子 ， 不 同 的 轉 運 RNA其 反 密 碼 子 是 不 同 的 。 氨 基 酸 的 遺 傳 密 碼 是 在 信 使 RNA(mRNA)上 而 不 是 在 氨基 酸 上 ， 氨 基 酸 上 是 沒 有 堿 基 的 。 這 一 點 容 易 誤 解 ， 應 注 意 。 若 一 個 tRNA的 反 密 碼 子 是 CG A， 那 么 它 運 載 的 氨 基 酸一 定 是 丙 氨 酸 ， 因 為 丙 氨 酸 的 遺 傳 密 碼 (G CU)是 與 其 反 密 碼 子(CG A)具 有 互 補 配 對 關 系 的 。 也 就 是 說

33、 ， tRNA所 攜 帶 的 氨 基酸 ， 其 遺 傳 密 碼 一 定 是 與 該 tRNA的 反 密 碼 子 互 補 配 對 。 蛋 白 質 的 合 成 過 程 比 較 難 理 解 ， 讓 我 們 打 個 比 方 來 理 解這 個 過 程 ： 許 多 大 人 各 自 領 著 自 己 的 孩 子 ， 將 他 們 安 排 到 電 影院 的 一 排 座 位 上 看 電 影 ， 就 類 似 于 蛋 白 質 的 合 成 過 程 。 大 人(轉 運 RNA)有 兩 個 特 異 性 端 ， 即 左 手 和 右 手 ， 左 手 拿 著 電 影 票(反 密 碼 子 )， 右 手 領 著 自 己 的 小 孩 (

34、氨 基 酸 )， 來 到 電 影 院 (核 糖體 )， 找 到 座 號 (遺 傳 密 碼 )， 將 自 己 的 小 孩 安 排 下 ， 離 開 電 影院 。 這 樣 ， 這 許 多 小 孩 (氨 基 酸 )， 就 通 過 大 人 (tRNA)領 著 (攜帶 )， 按 照 影 院 座 號 (mRNA上 的 遺 傳 密 碼 )， 排 成 了 一 定 順 序(多 肽 )。 1 密 碼 子 是 在 mRNA上 決 定 一 個 氨 基 酸 的 三 個 相 鄰 堿基 。 tRNA上 與 其 配 對 的 三 個 堿 基 稱 為 反 密 碼 子 。 從 理 論 上講 ， 4種 堿 基 可 以 組 合 成 64

35、個 密 碼 子 (43 64個 )， 決 定 20種 氨 基酸 ， 所 以 有 的 氨 基 酸 不 只 有 一 種 密 碼 子 。2 一 種 密 碼 子 只 能 決 定 一 種 氨 基 酸 ， 一 種 氨 基 酸 可 以 有幾 種 密 碼 子 對 應 著 。 一 種 tRNA只 能 轉 運 一 種 氨 基 酸 ， 但 一 種氨 基 酸 可 由 多 種 tRNA轉 運 。 3 UAA、 UAG 、 UG A三 種 密 碼 子 不 能 決 定 氨 基 酸 ， 稱 為蛋 合 質 合 成 的 終 止 密 碼 。4 密 碼 子 在 生 物 界 是 通 用 的 ， 說 明 生 物 是 由 共 同 的 原

36、始祖 先 進 化 來 的 ， 彼 此 之 間 存 在 著 或 遠 或 近 的 親 緣 關 系 。 典 例 導 析 A 能 給 該 過 程 提 供 遺 傳 信 息 的 只 能 是 DNAB 該 過 程 合 成 的 產 物 一 定 是 酶 或 激 素C 有 多 少 個 密 碼 子 ， 就 有 多 少 個 反 密 碼 子 與 之 對 應D 該 過 程 有 水 產 生解析翻譯的直接模板是mRNA，而不是DNA，A項錯誤。翻譯的產物是多肽，經加工后形成蛋白質，但并不是所有的蛋白質都是酶或激素，B項錯誤。終止密碼子不與氨基酸對應，所以沒有與終止密碼子對應的反密碼子，C項錯誤。氨基酸脫水縮合形成多肽，D項正

37、確。答案D (2015濰 坊 檢 測 )正 常 出 現(xiàn) 肽 鏈 終 止 ， 是 因 為 ( )A 一 個 與 mRNA鏈 終 止 密 碼 子 相 應 的 tRNA不 能 攜 帶 氨基 酸 B 不 具 有 與 mRNA鏈 終 止 密 碼 子 相 應 的 反 密 碼 子C mRNA在 mRNA鏈 終 止 密 碼 子 處 停 止 合 成D tRNA上 出 現(xiàn) 終 止 密 碼 子答案B解析終止密碼子不對應反密碼子；tRNA上沒有終止密碼子，終止密碼子位于mRNA上。 思 維 創(chuàng) 新 升 華 1.基 因 表 達 的 理 解(1)基 因 與 性 狀 的 關 系基 因 是 決 定 生 物 性 狀 的 基 本

38、 單位 。 (2)基 因 與 染 色 體 的 關 系染 色 體 是 基 因 的 主 要 載 體 ， 基因 在 染 色 體 上 呈 線 性 排 列 。(3)基 因 與 DNA的 關 系基 因 是 具 有 遺 傳 效 應 的 DNA片段 。 (4)基 因 與 遺 傳 信 息 的 關 系基 因 的 脫 氧 核 苷 酸 排 列 順 序代 表 遺 傳 信 息 。基因控制蛋白質的合成 (5)基 因 與 蛋 白 質 的 關 系基 因 通 過 DNA控 制 蛋 白 質 的 合成 來 控 制 生 物 的 性 狀 。2基因控制蛋白質合成(如圖所示) 復制、轉錄、翻譯的比較(見下表)復 制 轉 錄 翻 譯時 間 有

39、 絲 分 裂 間 期 和減 數(shù) 第 一 次 分 裂前 的 間 期 生 長 發(fā) 育 的 連 續(xù) 過 程 中場 所 主 要 在 細 胞 核 ，少 部 分 在 線 粒 體和 葉 綠 體 細 胞 核 核 糖 體原 料 四 種 脫 氧 核 苷 酸 四 種 核 糖 核 苷 酸 二 十 種 氨 基 酸模 板 DNA的 兩 條 鏈 DNA中 的 一 條 鏈 mRNA條 件 特 定 的 酶 和 ATP 復 制 轉 錄 翻 譯過 程 DNA解 旋 ， 以 兩 條 鏈為 模 板 ， 按 堿 基 互 補 配對 原 則 ， 合 成 兩 條 子鏈 ， 子 鏈 與 對 應 母 鏈 螺旋 化 DNA解 旋 ， 以 其 中 一

40、條 鏈 為 模 板 ， 按 堿 基 互補 配 對 原 則 ， 形 成mRNA單 鏈 ， 進 入 細 胞質 與 核 糖 體 結 合 以 mRNA為 模 板 ， 合成 有 一 定 氨 基 酸 序 列的 多 肽 鏈模 板去 向 分 別 進 入 兩 個 子 代DNA分 子 中 恢 復 原 樣 ， 與 非 模 板 鏈重 新 組 成 雙 螺 旋 結 構 分 解 成 單 個 核 苷 酸特 點 邊 解 旋 邊 復 制 ， 半 保 留復 制 邊 解 旋 邊 轉 錄 ， DNA雙 鏈 全 保 留 一 個 mRNA上 可 連 續(xù)結 合 多 個 核 糖 體 ， 順次 合 成 多 肽 鏈產 物 兩 個 雙 鏈 DNA分

41、 子 一 條 單 鏈 mRNA 蛋 白 質意 義 復 制 遺 傳 信 息 ， 使 遺 傳信 息 從 親 代 傳 給 子 代 表 達 遺 傳 信 息 ， 使 生 物 體 表 現(xiàn) 出 各 種 遺 傳 性狀 配 對方 式 A T T AG C C G A U T AG C C G A U U AG C C G 如 何 解 決 這 類 問 題 ， 關 鍵 搞 清 以 下 問 題 。 氨 基 酸 是 構 成 蛋白 質 的 基 本 單 位 ， 有 關 氨 基 酸 脫 水 縮 合 的 知 識 在 第 一 冊 已 講過 。 在 本 節(jié) 知 識 中 ， 蛋 白 質 的 合 成 受 基 因 控 制 。 信 使 R

42、NA上 三個 相 鄰 的 堿 基 決 定 一 個 氨 基 酸 ， 因 此 蛋 白 質 中 氨 基 酸 的 數(shù) 目 與信 使 RNA上 的 堿 基 數(shù) 目 存 在 著 1:3的 對 應 關 系 。 而 信 使 RNA又是 通 過 基 因 中 的 信 息 鏈 轉 錄 而 來 。 由 于 基 因 是 雙 鏈 ， 而 只 有 一條 鏈 能 轉 錄 ， 所 以 基 因 中 的 堿 基 數(shù) 目 與 信 使 RNA上 的 堿 基 數(shù) 目存 在 著 2:1的 對 應 關 系 ， 因 此 蛋 白 質 中 的 氨 基 酸 數(shù) 目 與 基 因 中的 堿 基 數(shù) 目 存 在 著 1:6的 對 應 關 系 。關于基因控

43、制蛋白質合成過程中的有關計算問題 在 合 成 蛋 白 質 時 ， 需 要 轉 運 RNA作 為 運 載 氨 基 酸 的 工 具 ， 每 個轉 運 RNA每 次 只 能 運 載 一 個 特 定 的 氨 基 酸 ， 因 此 一 個 蛋 白 質 中有 多 少 個 氨 基 酸 ， 就 有 多 少 個 轉 運 RNA參 加 了 轉 運 。 綜 上 所述 ， 可 把 上 面 有 關 的 知 識 總 結 成 如 下 的 關 系 式 ：(1)蛋 白 質 中 肽 鏈 的 條 數(shù) (縮 合 時 脫 下 的 水 分 子 數(shù) 或 蛋 白質 中 的 肽 鍵 數(shù) ) :蛋 白 質 中 氨 基 酸 的 數(shù) 目 :參 加 轉

44、 運 的 tRNA:參加 轉 運 的 tRNA中 反 密 碼 子 堿 基 數(shù) :信 使 RNA的 堿 基 數(shù) :DNA(基因 )堿 基 數(shù) 1:1:1:3:3:6。(2)蛋 白 質 平 均 相 對 分 子 質 量 氨 基 酸 平 均 相 對 分 子 質 量 氨 基 酸 數(shù) 目 (氨 基 酸 數(shù) 目 蛋 白 質 中 肽 鏈 數(shù) ) 水 相 對 分 子 質量 。 (3)涉 及 化 學 常 識 的 計 算 問 題 。 方 法 技 巧 探 究 (2)1955年 ， 尼 倫 伯 格 和 馬 太 成 功 建 立 了 體 外 蛋 白 質 合 成 系統(tǒng) ， 破 譯 了 第 一 個 密 碼 子 ： 苯 丙 氨

45、酸 (UUU)。 具 體 的 做 法 是 在代 表 “ 體 外 蛋 白 質 合 成 系 統(tǒng) ” 的 20支 試 管 中 各 加 入 作 為 模 板(mRNA)的 多 聚 尿 嘧 啶 核 苷 酸 (即 只 由 U組 成 的 mRNA)， 再 向 20支 試 管 中 分 別 加 入 20種 氨 基 酸 中 的 一 種 ， 結 果 只 有 加 入 苯 丙 氨酸 的 試 管 中 才 出 現(xiàn) 了 多 聚 苯 丙 氨 酸 肽 鏈 。 體 外 蛋 白 質 合 成 系 統(tǒng)中 除 了 加 入 全 套 必 要 的 酶 系 統(tǒng) 、 tRNA、 人 工 合 成 的 mRNA和氨 基 酸 外 ， 還 需 提 供 _。

46、(3)上 述 實 驗 后 ， 又 有 科 學 家 用 C、 U兩 種 堿 基 相 間 排 列 的mRNA為 模 板 ， 檢 驗 1個 密 碼 子 是 否 含 有 3個 堿 基 ， 如 果 密 碼 子是 連 續(xù) 翻 譯 的 ： 假 如 一 個 密 碼 子 中 含 有 2個 或 4個 堿 基 ， 則 該 mRNA指 導合 成 的 多 肽 鏈 中 應 由 _種 氨 基 酸 組 成 。 假 如 一 個 密 碼 子 中 含 有 3個 堿 基 ， 則 該 mRNA指 導 合 成的 多 肽 鏈 中 應 由 _種 氨 基 酸 組 成 。 (4)1964年 又 有 科 學 家 用 2個 、 3個 或 4個 堿

47、基 為 單 位 的 重 復序 列 ， 最 終 破 譯 了 全 部 密 碼 子 ， 包 括 終 止 密 碼 子 。 下 表 是 部 分實 驗 ：實 驗 序 號 重 復 的 Mrna序 列 生 成 的 多 肽 所 含 氨 基 酸 種 類1 (UC)n 絲 氨 酸 、 亮 氨 酸2 (UUC)n 苯 丙 氨 酸 、 亮 氨 酸 、 絲 氨 酸3 (UUAC)n 亮 氨 酸 、 蘇 氨 酸 、 酪 氨 酸 說 明 ： 表 中 (UC)n表 示 UCUCUCUCUCUC 這 樣 的 重復 mRNA序 列 。請 分 析 上 表 后 推 測 下 列 氨 基 酸 的 密 碼 子 ： 亮 氨 酸_； 絲 氨 酸

48、 _； 苯 丙 氨 酸 _。 標準答案(1)64 61(2)ATP和 核 糖 體(3) 1 2(4)CUU、 CUC UCU UUC 方法警示得分要點：(2)必須為“ ATP和核糖體”(3)第二個空必須為“ 2”(4)第一個空必須為“ CUU、CUC”錯因案例(2)答為“能量和核糖體”。(錯因：沒有審清題目中指的是“物質” )(3)答為“ 1”。(錯因：密碼子的順讀并不是都得從第一個堿基讀起)(4)第一個空答為“ CUU”。(錯因：沒有考慮密碼子具有簡并性，通過2、3鏈推導出其中之一，而沒做全面考慮) 技法提煉(1)密碼子是由3個相鄰堿基組成的，理論推導：mRNA上的堿基共有4種，而氨基酸有2

49、0種，顯然1種堿基對應1種氨基酸是不成立的，而2種堿基組成的密碼子最多有42種，也不能滿足20種氨基酸的對應，至少由3個相鄰的堿基組成4364種，從而出現(xiàn)了1種氨基酸對應多種密碼子的現(xiàn)象。 (2)密碼子所含堿基個數(shù)的實驗推導：由“ CUCUCUCUCUCUCU ”組成的mRNA，理論上分析密碼子不可能由2個相鄰堿基組成；若是由4個相鄰堿基組成，則密碼子只可能是“ CUCU”或“ UCUC”，所以一條上述mRNA翻譯后只會有1種氨基酸出現(xiàn)；若是密碼子由3個相鄰的堿基組成，經過順讀后則有“ CUC”和“ UCU”2種密碼子，所以合成的肽鏈中有2種氨基酸組成(當然此時沒有考慮到密碼子的簡并性，或者是

50、CUC和UCU對應的2種不同的氨基酸)。 (3)密碼子與氨基酸的真實對應關系的驗證：已知3個相鄰的堿基對應1個氨基酸，若是由實驗中的3條鏈，1鏈為“ UCUCUCUCUCUCUCUC”它會有2種密碼子即為“ U C U ”和“ C U C ”，2鏈為“ UUCUUCUUCUUCUUCUUC”它會有3種密碼子“ U U C、U C U、C U U ”，3鏈為“ UUACUUACUUACUUACUUAC”它會有4種密碼子“ UUA、UAC、ACU、CUU”，由2、3兩鏈中共有的CUU可知亮氨酸的密碼子之一為CUU，由1、2鏈中共有的UCU可知絲氨酸的密碼子為UCU，由于1鏈中除去有絲氨酸外還含有亮氨酸，所以亮氨酸的另一個密碼子為CUC。此時通過2鏈可知苯丙氨酸的密碼子為“ UUC”。 課 堂 知 識 構 建