基因指导蛋白质的合成教学讲义--高一下学期生物人教版必修2.docx

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1、基因指导蛋白质的合成一、RNA1. RNA的组成（1）元素组成：C、H、O、N、P 磷酸 核糖 含氮碱基：A、G、C、U（尿嘧啶）（2）基本单位：核糖核苷酸2. RNA的分类（1）信使RNA（mRNA）：传递DNA中的遗传信息；（2）转运RNA（tRNA）：运输氨基酸；（3）核糖体RNA（rRNA）：核糖体的结构成分。3. RNA与DNA的比较DNA（脱氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）分布细胞核（主）细胞质（主）组成基本单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸碱基A、G、C、TA、G、C、U五碳糖脱氧核糖核糖空间结构一般为规则的双螺旋结构一般为单链结构4. DNA与RNA的判定方法（1）根据五碳糖判断：核糖

2、RNA；脱氧核糖DNA。（2）根据含氮碱基判断：含TDNA；含URNA。二、转录1. 概念：RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的。2. 过程： 解旋：在RNA聚合酶的催化下，DNA双链解开，碱基暴露； 配对：游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对； 连接：RNA聚合酶催化核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键； 释放：合成的RNA从DNA链上释放，DNA恢复双螺旋结构。3. 易错点（1）模板：DNA分子的一条链模板链；（模板链是非编码链；编码链是非模板链）（2）原料：游离的4种核糖核苷酸；（3）能量：ATP；（4）酶：RNA聚合酶（功能：解旋；聚合。）；（5）不是整个

3、DNA分子都转录，只有基因部分才会发生转录； 开始：RNA聚合酶识别启动子（一段特殊的DNA序列），开始转录； 结束：RNA聚合酶识别终止子（一段特殊的DNA序列），结束转录。（6）碱基互补配对原则：A-U、G-C、C-G、T-A；（7）场所：主要发生在细胞核中。4. 转录与DNA复制比较DNA复制转录时间有丝分裂间期、减数第一次分裂间期生长发育过程中场所细胞核（主）、线粒体、叶绿体、拟核模板DNA的两条链DNA中的一条链原料4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸能量ATP酶解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶过程 DNA解旋； 以两条链为模板，合成DNA； 子链与对应的母链螺旋化。 DNA解

4、旋； 以一条链为模板，合成RNA； RNA释放， DNA恢复双螺旋。方向子链的5端3端子链的5端3端特点边解旋边复制、半保留复制边解旋边转录产物两个双链DNA分子mRNA、tRNA、rRNA意义将遗传信息从亲代细胞传给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性将遗传信息从DNA传递到RNA，为蛋白质的合成作准备三、翻译1. 概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。2. 碱基与氨基酸之间的对应关系（1）密码子：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，64种；（2）密码子的种类61种能编码氨基酸 普通密码子：59种，只编码氨基酸 起始密码子：2种，AUG、GU

5、G，也编码氨基酸 终止密码子：3种，UAA、UAG、UGA，不编码氨基酸，只是终止信号。第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止、硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸（起始）苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘

6、氨酸UCAG（3）密码子的特点 专一性：一种密码子只能决定一种氨基酸； 简并性：一种氨基酸可以由一种或几种密码子来决定；mRNA上密码子改变，其所编码的氨基酸 （“一定”、“不一定”）改变 通用性：几乎所有的生物都共用同一套密码子表，说明生物是同一起源。（4）tRNA三叶草结构反密码子：tRNA上能够与mRNA上密码子互补配对3个碱基称为反密码子。 通常情况下有61种，特殊情况下有62种（+UGA），与密码子一一对应； 一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸； 一种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。3. 翻译的过程（1）起始：mRNA进入细胞质，与核糖体结合；核糖体在mRNA上移动，寻找起始密码

7、子，携带氨基酸的tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对。起始 （2）延伸：核糖体在mRNA上移动，一个个携带氨基酸的tRNA以同样方式进入核糖体上；氨基酸之间形成肽键，变成肽链。（3）终止：当核糖体读取到mRNA上的终止密码子时，核糖体大、小亚基分开，多肽链脱落。5. 总结：（1）场所：核糖体、线粒体和叶绿体（线粒体和叶绿体中具有独立的核糖体）；（2）模板：mRNA；（3）原料：细胞中游离的氨基酸；（4）能量：ATP；（5）酶：多种酶；（6）工具：tRNA（识别并运输氨基酸）；（7）碱基互补配对原则：A-U、G-C、C-G、U-A；（8）结果：形成特定碱基排列顺序的多肽链。四、两种翻译图

8、像1. 如甲图（1）结构含义：tRNA； ：核糖体；：mRNA； ：多肽链；：氨基酸； ：密码子；：反密码子。（2）方向：核糖体沿着mRNA自左向右。2. 如乙图多聚核糖体（1） 结构含义：1：mRNA；2：核糖体；3：多肽链。（2）方向：核糖体沿着mRNA自上向下；（3）优点：使翻译能够高效进行；（4）3条多肽链是氨基酸排列顺序相同的同种多肽链，不是同一条多肽链。五、真核细胞与原核细胞转录、翻译的不同1. 真核细胞先转录后翻译（1）空间上：转录在细胞核中发生；翻译在细胞质中发生。（2） 时间上：先进行转录；后进行翻译。2. 原核细胞边转录边翻译因为没有核膜，所以原核细胞的转录和翻译可以同时同

9、地进行。3. 拓展内含子、外显子： 真核生物基因中的两种序列，当基因转录时，两者都会转录，形成前体RNA； 前体RNA需要加工，其中“内含子转录部分”被剪切，所有“外显子转录部分”被连接，形成一个成熟的mRNA。六、基因表达的过程中的计算(不考虑内含子和终止密码子)1. 模板链和mRNA之间：模板链中的A、T、C、G数量，分别等于mRNA中U、A、G、C2. DNA、RNA、多肽链之间：数目基因中能编码氨基酸序列的碱基数6mmRNA上的碱基数3m参与转运氨基酸的tRNA个数m蛋白质中的氨基酸数m例题：某DNA分子共有1 200对碱基，AT占46%，其中一条链中G和T分别占22%和28%，则由该

10、链转录的mRNA中G所占比例和其翻译产物中含氨基酸的数目最多分别是A. 32%400个B. 32%200个C. 18%200个D. 22%400个七、DNA复制、转录与翻译的比较八、中心法则1. 提出者：克里克2. 早期内容： 遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA复制； 也可以从DNA流向RNA，即转录； 也可以从RNA流向蛋白质，即翻译。3. 后续补充： 从RNA流向RNA，RNA复制；（少数RNA病毒：烟草花叶病毒） 从RNA流向DNA，逆转录。（少数RNA病毒：HIV病毒）4. 注意：（1） 遵循碱基互补配对原则的有：；（2） 正常情况下，人体细胞中能够发生：；（3） 人体细胞并不都能发生，高度分化的细胞不再分裂，不能发生；（4） RNA复制病毒（新型冠状病毒、烟草花叶病毒）中能发生：；（5） 病毒遗传信息的传递过程只能发生于宿主活细胞内。12学科网（北京）股份有限公司