高三复习基因指导蛋白质的合成.ppt

基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成基因对性状的控制基因对性状的控制溆浦二中生物教研组溆浦二中生物教研组 吴华媛吴华媛高三生物一轮复习：必修高三生物一轮复习：必修2第四章第第四章第1、2节节 考点考点1 DNA1 DNA与与RNARNA的比较的比较比较项目比较项目DNARNA全称全称脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸核糖核酸核糖核酸分布分布主要存在于主要存在于细胞核细胞核中中主要存在于主要存在于细胞质细胞质中中化化学学组组成成基本组成单位基本组成单位脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸碱基碱基A、T、G、CA、U、G、C五碳糖五碳糖脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖无机酸无机酸磷酸磷酸磷酸磷酸空间结构空间结构通常为通常为规则的双螺旋规则的双螺旋结构结构通常呈通常呈单链单链结构结构分类分类通常只有通常只有一一类类mRNA、tRNA、rRNA产生途径产生途径DNA复制、逆转录复制、逆转录转录、转录、RNA复制复制功能功能 主要的遗传物质，主要的遗传物质，只只要要生物体内存在生物体内存在DNA，DNA就是遗传物质就是遗传物质 生物体内生物体内若无若无DNA ，RNARNA是遗传物质，若存是遗传物质，若存在在DNA，RNA辅助辅助DNA完成功能完成功能少数少数RNA有有催化催化功能功能 继上表继上表相同点：相同点：化学组成成分中都有化学组成成分中都有磷酸及碱基磷酸及碱基A A、C C、G G；二者都是核酸，核酸中的二者都是核酸，核酸中的碱基序列碱基序列代表遗传信息。代表遗传信息。联系：联系：RNA是以是以DNA中的中的一条链（有义链）为模板一条链（有义链）为模板转录产生转录产生的，即的，即RNA的遗传信息来自的遗传信息来自DNA。特别提醒：特别提醒：真核细胞的真核细胞的线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体，以及原核，以及原核细胞的细胞的拟核、质粒拟核、质粒中也有少量中也有少量DNA存在。存在。DNA中特有碱基中特有碱基T、RNA中特有碱基中特有碱基U，据此可以判，据此可以判断核酸的种类。断核酸的种类。细胞中因细胞中因DNA和和RNA，所以就整个细胞而言，所以就整个细胞而言，嘌呤与嘌呤与嘧啶未必相等。嘧啶未必相等。考点考点2 2 遗传信息的传递、表达及相关计算遗传信息的传递、表达及相关计算（一）（一）DNA分子的分子的复制、转录、翻译复制、转录、翻译的比较的比较 复制复制转录转录 翻译翻译时间时间细胞分裂（有丝分裂细胞分裂（有丝分裂和减数第一次分裂）和减数第一次分裂）的的间期间期个体生长发育的个体生长发育的整个过程整个过程场所场所主要主要在细胞核在细胞核主要主要在细胞核在细胞核细胞质细胞质的核糖体的核糖体模板模板DNA的的两条两条链链DNA的的一条一条链链mRNA原料原料4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸条件条件酶酶(DNA解旋酶解旋酶DNA聚聚合酶等合酶等）、）、ATP 酶酶(RNA聚合酶聚合酶等）等）ATP酶、酶、ATP、tRNA产物产物个双链个双链DNA分子分子 个单链个单链RNA（mRNA、tRNA、rRNA）多肽链多肽链模板模板去向去向 分别进入分别进入2个子个子代代DNA分子分子中中恢复原样，恢复原样，与非模板链与非模板链重新绕成双螺旋结构重新绕成双螺旋结构分解成单个核苷酸分解成单个核苷酸继上表继上表复制复制转录转录翻译翻译特点特点半保留复制，半保留复制，边解旋边复制边解旋边复制边解旋边转录边解旋边转录 一个一个mRNA上结合上结合多个多个核糖体，核糖体，顺次顺次合成多个肽链合成多个肽链碱基碱基配对配对 A-T、T-A、C-G、G-C（两种）（两种）A-U、T-A、C-G、G-C（三种）（三种）A-U、U-A、C-G、G-C（两种）（两种）遗传遗传信息信息传递传递DNA DNADNA mRNA mRNA蛋白质蛋白质意义意义使遗传信息从使遗传信息从亲代亲代传递传递给子代给子代表达遗传信息表达遗传信息，使生物表现出各种性状，使生物表现出各种性状特别提醒：特别提醒：复制和转录发生在复制和转录发生在DNADNA存在存在的部位，如细胞核、的部位，如细胞核、叶绿体、线粒体、叶绿体、线粒体、拟核、质粒等部位。拟核、质粒等部位。转录出的转录出的RNA有有3类，但携带遗传信息的只有类，但携带遗传信息的只有mRNA。一个一个mRNAmRNA分子上可相继结合分子上可相继结合多个多个核糖体，同时核糖体，同时合成多条合成多条相同相同的肽链。的肽链。从核糖体上脱离下来的只是从核糖体上脱离下来的只是多肽链多肽链，多肽链还，多肽链还要在相应的要在相应的细胞器细胞器(内质网、高尔基体）内加工内质网、高尔基体）内加工，最后，最后才形成具有一定空间结构的有活性的蛋白质。才形成具有一定空间结构的有活性的蛋白质。深化拓展深化拓展 1、遗传信息、密码子、反密码子的区别：、遗传信息、密码子、反密码子的区别：（1 1）存在位存在位置不同：遗传信息存在于置不同：遗传信息存在于基因基因(DNA)中中,密码子存在于密码子存在于mRNA上，上，反密码子存在于反密码子存在于tRNAtRNA中。中。（2 2）作用不同：基因中的遗传）作用不同：基因中的遗传信息决定氨基酸的排列顺序是信息决定氨基酸的排列顺序是间接间接作用；密码子作用；密码子直接直接控制蛋控制蛋白质中氨基酸的排列顺序；反密码子是白质中氨基酸的排列顺序；反密码子是识别识别密码子的。密码子的。2 2、密码子与氨基酸的关系、密码子与氨基酸的关系 ：密码子共有：密码子共有6464种，但是编种，但是编码氨基酸的密码子只有码氨基酸的密码子只有6161个种，有个种，有3 3种终止密码子不编码氨基种终止密码子不编码氨基酸；一种氨基酸可以酸；一种氨基酸可以一种或多种一种或多种密码子，但是一种密码子只密码子，但是一种密码子只能决定能决定一种一种氨基酸；起始密码子也能决定氨基酸。密码是连氨基酸；起始密码子也能决定氨基酸。密码是连续的，中间无其他碱基隔开，自然界的生物续的，中间无其他碱基隔开，自然界的生物共用共用一套遗传密一套遗传密码。码。3 3、tRNAtRNA的作用：一是的作用：一是转运转运氨基酸，二是氨基酸，二是识别识别密码子，且密码子，且一种一种tRNAtRNA只能识别并转运只能识别并转运一种一种氨基酸。所以氨基酸。所以tRNAtRNA有有6161种，一种，一种氨基酸可有一种或几种种氨基酸可有一种或几种tRNAtRNA来转运。来转运。tRNA tRNA并非只有三个碱并非只有三个碱基，有基，有多个多个碱基，其基本组成单位是碱基，其基本组成单位是核糖核苷酸核糖核苷酸。（二）基因表达中的相关计算（二）基因表达中的相关计算 1、基因中碱基与、基因中碱基与mRNA中碱基数的关系中碱基数的关系 转录形成的转录形成的mRNA分子中的碱基数目是基因中碱基数目的分子中的碱基数目是基因中碱基数目的1/2。2、mRNA中碱基数与氨基酸的关系中碱基数与氨基酸的关系 蛋白质中氨基酸数目蛋白质中氨基酸数目=tRNA数目数目=1/3 mRNA碱基数碱基数=1/6DNA（或基因）碱基数目（或基因）碱基数目 3、计算中、计算中“最多最多”和和“最少最少”的分析的分析 （1）mRNA上的碱基数目比氨基酸的上的碱基数目比氨基酸的3倍还要倍还要多一些；多一些；（2）基因或）基因或DNA上的碱基数目比对应蛋白质中氨基酸数目的上的碱基数目比对应蛋白质中氨基酸数目的6倍倍还要还要多一些多一些。（3）在回答有关问题时，应加上）在回答有关问题时，应加上最多或最少最多或最少等字。等字。（4）蛋白质中氨基酸数目）蛋白质中氨基酸数目=肽键数肽键数+肽链数（肽键数肽链数（肽键数=脱去的水分脱去的水分子数）子数）特别提醒特别提醒 做题时应看清楚是做题时应看清楚是DNA上（或基因中）的碱基对数还上（或基因中）的碱基对数还是个数，是是个数，是mRNA上密码子的个数还是碱基个数。上密码子的个数还是碱基个数。DNA（或基因）中的碱基对数：密码子个数：氨基（或基因）中的碱基对数：密码子个数：氨基酸个数酸个数=3：1：1DNADNA转录转录复复制制逆转录逆转录蛋白质蛋白质翻译翻译复复制制RNARNA考点考点3 中心法则的理解与分析中心法则的理解与分析1 1、内容图解、内容图解（1 1）以）以DNADNA为遗传物质的生物遗传信息传递为遗传物质的生物遗传信息传递 所有细胞生物和以所有细胞生物和以DNADNA为遗传物质的病毒的增殖过程发为遗传物质的病毒的增殖过程发生该过程生该过程RNADNA 蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译复制复制蛋白质蛋白质翻译翻译复复制制RNARNA（2 2）以）以RNARNA为遗传物质的生物遗传信息传递为遗传物质的生物遗传信息传递 该过程只在极少数该过程只在极少数RNARNA逆转录病毒增殖时发生，且必须有逆转录病毒增殖时发生，且必须有逆转录酶逆转录酶的参与，如的参与，如HIVHIV、SARSSARS病毒。病毒。复复制制RNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质RNARNA逆转录逆转录DNADNA转录转录（RNARNA病毒增殖时发生）病毒增殖时发生）转录转录转录转录翻译翻译翻译翻译DNADNADNADNAmRNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质脱氧核苷酸序列脱氧核苷酸序列核糖核苷酸序列核糖核苷酸序列遗传信息遗传信息遗传密码（密码子遗传密码（密码子)氨基酸序列氨基酸序列2 2、中心法则与基因表达的关系、中心法则与基因表达的关系遗遗传传信信息息传传递递复制复制RNA复制复制逆转录逆转录逆转录逆转录转录转录转录转录tRNAtRNArRNArRNA（性状）（性状）（性状）（性状）翻翻翻翻译译译译者者者者核核核核糖糖糖糖体体体体场场场场所所所所控制蛋白质合成控制蛋白质合成控制蛋白质合成控制蛋白质合成(表达遗传信息表达遗传信息表达遗传信息表达遗传信息)(1)DNA(1)DNA复制体现了遗传信息的传递功能，发生在细胞增复制体现了遗传信息的传递功能，发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中。殖或产生子代的生殖过程中。（2 2）DNADNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育的过程中。发生在个体发育的过程中。特别提醒特别提醒DNA复制只发生在细胞分裂间期，而在高度分化的细复制只发生在细胞分裂间期，而在高度分化的细胞（不具分裂能力的细胞）中不再发生。而转录和翻译无论胞（不具分裂能力的细胞）中不再发生。而转录和翻译无论细胞能否分裂，只要是活的细胞均可能进行（哺乳动物成熟细胞能否分裂，只要是活的细胞均可能进行（哺乳动物成熟的红细胞除外）。的红细胞除外）。tRNA、rRNA、mRNA均是转录产生的均是转录产生的、在翻译过程、在翻译过程中一起发挥作用。中一起发挥作用。考点基因对性状的控制考点基因对性状的控制、基因与生物性状的关系、基因与生物性状的关系（）基因是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位。（）基因是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位。（）基因是通过控制蛋白质的合成来控制性状的。（）基因是通过控制蛋白质的合成来控制性状的。（）等位基因和性状的关系（）等位基因和性状的关系决定决定显性基因显性基因隐性基因隐性基因决定决定决定决定显性性状显性性状隐性性状隐性性状相对性状相对性状基因基因性状性状等位基因等位基因等位基因分离等位基因分离相对性状分离相对性状分离决定决定（）生物的有些性状是受单基因控制的（如豌豆的高茎（）生物的有些性状是受单基因控制的（如豌豆的高茎和矮茎，由一对等位基因控制）而有些性状是由多对基因来和矮茎，由一对等位基因控制）而有些性状是由多对基因来决定的（如人的身高）。决定的（如人的身高）。（）生物的性状由基因决定，还受环境的影响，是生物（）生物的性状由基因决定，还受环境的影响，是生物的基因和环境共同作用的结果，即表现型基因型环境条的基因和环境共同作用的结果，即表现型基因型环境条件件、基因对性状的控制方式、基因对性状的控制方式 （1）直接途径：基因结构蛋白细胞结构）直接途径：基因结构蛋白细胞结构 生物性状，如镰刀型细胞贫血症，囊性纤维病的病因。生物性状，如镰刀型细胞贫血症，囊性纤维病的病因。（2）间接途径：基因）间接途径：基因 酶酶 细胞代谢细胞代谢 生物性状，如白化病，豌豆的粒型。生物性状，如白化病，豌豆的粒型。控制控制控制控制控制控制控制控制控制控制控制控制考点考点5 5 细胞质基因与细胞核基因的比较细胞质基因与细胞核基因的比较 项目项目细胞质基因细胞质基因细胞核基因细胞核基因例子例子人的线粒体疾病基因，人的线粒体疾病基因，水稻、玉米等的不育基因水稻、玉米等的不育基因人的白化病、血人的白化病、血友病、色盲基因友病、色盲基因存在存在部位部位线粒体、叶绿体、线粒体、叶绿体、细菌质粒细菌质粒细胞核细胞核是否与蛋是否与蛋白质结合白质结合否，否，DNA分子裸露分子裸露与蛋白质结合与蛋白质结合成为染色体成为染色体结构结构 都是都是双链双链DNA数量数量少少多多遗传方式遗传方式母系遗传母系遗传遵循孟德尔遗传规律遵循孟德尔遗传规律继上表继上表联联系系 （1 1）细胞质基因受）细胞质基因受细胞核细胞核基因的控制、制约。基因的控制、制约。（2 2）核基因的复制、转录在）核基因的复制、转录在细胞核内细胞核内进行，翻进行，翻译在译在细胞质的核糖体细胞质的核糖体上进行；质基因的复制、转录、上进行；质基因的复制、转录、翻译均在翻译均在细胞质的线粒体、叶绿体细胞质的线粒体、叶绿体内完成，因为这内完成，因为这两类细胞器中均有自己的核糖体。两类细胞器中均有自己的核糖体。（3 3）生物的性状受）生物的性状受核基因和质基因核基因和质基因的共同控制。的共同控制。m氨基酸氨基酸结构蛋白质结构蛋白质正常正常异常异常缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸突变突变CFTR基因缺失基因缺失3个碱基个碱基CFTR蛋白结构异常，蛋白结构异常，导致功能异常导致功能异常患者支气管内黏液增多患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染殖，肺部感染囊性纤维病的病因图解囊性纤维病的病因图解 白化病是一种较常见的白化病是一种较常见的皮肤及其附属器官黑色素皮肤及其附属器官黑色素缺乏所引起的疾病。缺乏所引起的疾病。这类病人通常是全身皮这类病人通常是全身皮肤、毛发、眼睛缺乏黑色肤、毛发、眼睛缺乏黑色素，表现出怕光等行为素，表现出怕光等行为 DNADNA的结构的结构DNADNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型ACUGGAUC UmRNAtRNAUGA CCU AGA苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸 转转录录翻翻译译 蛋白质密码子ACU GGA UCUDNA双链ACTGGATC T（反义链）TGACC TAGA（有义链）肽键肽键 肽键肽键DNADNA的转录和翻译的动态过程的转录和翻译的动态过程