51高中生物一轮复习基因指导蛋白质合成课件.ppt

1、第1节 基因指导蛋白质合成一轮复习第1节 基因指导蛋白质合成遗传信息转录1.如何设计一个实验说明RNA可能就是基因与蛋白质之间的信使？2.作为信使需要具备什么条件？3.RNA适于作为信使的原因4.转录过程（定义、过程、基本条件、产物的种类）遗传信息翻译1.定义 2.碱基与氨基酸之间的对应关系:，密码子3.运输氨基酸的工具tRNA4.翻译的过程5.高效翻译机制多聚核糖体基因如何指导蛋白质合成？1.基因是_的DNA片段。有遗传效应2.DNA主要存在于真核细胞的_中。细胞核3.蛋白质是在_中合成的。细胞质一、遗传信息的转录1.如何设计一个实验说明RNA可能就是基因与蛋白质之间的信使？实验思路：加入加

2、入RNARNA酶降解细胞中的酶降解细胞中的RNARNA后，蛋白质合成停止，后，蛋白质合成停止，再加入细胞中提取的再加入细胞中提取的RNARNA后，细胞又可重新合成蛋后，细胞又可重新合成蛋白质。说明白质。说明RNARNA就是基因与蛋白质之间的信使。就是基因与蛋白质之间的信使。实验结果及结论：加入加入RNARNA酶降解细胞中的酶降解细胞中的RNARNA，观察蛋白质合成情况，观察蛋白质合成情况，再加入从细胞提取的再加入从细胞提取的RNARNA，观察蛋白质的合成情况。，观察蛋白质的合成情况。一、遗传信息的转录1.如何设计一个实验说明RNA可能就是基因与蛋白质之间的信使？1955年年Brachet用洋葱

3、根尖和变形虫进行了实验；用洋葱根尖和变形虫进行了实验；若若加入加入RNA酶降解细胞中的酶降解细胞中的RNA，则蛋白质合成就，则蛋白质合成就停止，若停止，若再加入从酵母中提取的再加入从酵母中提取的RNA，则又可以重，则又可以重新合成一些蛋白质。新合成一些蛋白质。2.作为信使需要具备什么条件？能在细胞核中产生并转移到细胞质中。能在细胞核中产生并转移到细胞质中。能储存（或携带）携带遗传信息能储存（或携带）携带遗传信息如何设计实验追踪RNA的产生和转移？1955Goldstein和和Plaut用用放射性同位素标记放射性同位素标记变形虫变形虫RNA的原料的原料，发现放射性都在核内，然后将细胞，发现放射性

4、都在核内，然后将细胞核转移到未标记的变形虫中。经过一段时间发现核转移到未标记的变形虫中。经过一段时间发现放射性已在细胞质中。放射性已在细胞质中。放射性标记的放射性标记的RNA原料最可能是：原料最可能是：_。3H-尿嘧啶3.RNA适于作为信使的原因能够储存遗传信息它的分子结构与DNA很相似，也是由基本单位核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。容易转移到细胞质RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔转移到细胞质中。DNA与RNA在化学组成的异同4.转录过程定义：主要在细胞核中，通过_以_为模板合成RNA的过程叫做转录。RNA聚合酶DNA的一条链DNA RNADNARNARNA聚合酶游离的核糖

5、核苷酸过程：第1步：DNA双螺旋链解开，碱基暴露出来。过程：第2步：游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成。过程：第3步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。过程：第4步：合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。过程：总结：解旋 配对 连接 释放转录所需的基本条件模板原料酶能量DNA的一条链种游离的核糖核苷酸RNA聚合酶等细胞提供（如：ATP提供）转录产物(RNA的类型)二、遗传信息的翻译1.定义：mRNA合成以后，通过核孔进入细胞质中。游离在细胞质中各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这

6、一过程叫做翻译。mRNA 蛋白质2.碱基与氨基酸之间的对应关系密码子定义：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基叫做1个密码子。种类：64(43)种3种终止密码61种编码20种氨基酸UAA UAGUGA在特殊情况下可编码第21种氨基酸：硒代半胱氨酸 UAG 编码甲硫氨酸同时作为起始密码GUG 编码缬氨酸，在原核生物中作为起始密码时编码甲酰甲硫氨酸甲硫氨酸、色氨酸和硒代半胱氨酸只有1个密码子。a.简并性含义：绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称为密码子的简并性。意义：可以减少有害突变。简并性使得那些由于基因突变造成的使密码子中碱基被改变，仍然能编码原来氨基酸的可能性大为提高

7、。b.几乎一切生物共用一套遗传密码说明地球上生物有共同起源。为基因工程提供了理论依据。密码子的特点：3.运输氨基酸的工具tRNA碱基互补配对三叶草结构：比mRNA小，RNA单链经过折叠形成4环4臂，环的部分没有碱基互补配对，臂的部分由于碱基互补配对形成氢键。3.运输氨基酸的工具tRNA反密码子反密码子：反密码子环中有三个相邻碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫做反密码子。3端是结合氨基酸的部位。每种tRNA只能识别并运输一种氨基酸。结合氨基酸的部位（反密码子）tRNA（61种密码子）mRNA氨基酸（20种）运输编码互补配对mRNA、tRNA和氨基酸之间的对应关系一种tRNA只能识别并运输一

8、种氨基酸，一种氨基酸可能被多种tRNA运输。不是所有的密码子都有与之对应的反密码子4.翻译的过程第1步mRNA进入细胞质，与核糖体结合，携带甲硫氨酸(Met)的tRNA，通过与密码子AUG互补配对，进入第一个位置。第2步携带异亮氨酸(Ile)的tRNA以同样方式进入第二位。第2步携带异亮氨酸(Ile)的tRNA以同样方式进入第二位。第3步甲硫氨酸通过与异亮氨酸形成肽键而转移到占据第二位置的tRNA上。肽键第4步核糖体读取下一个密码子，原来占据第一位置的tRNA离开核糖体，占据第二位置的tRNA进入第一位置。第4步一个新的携带甘氨酸(Gly)的tRNA进入第二位置，继续肽链的合成。重复步骤2、3

9、、4，直至核糖体读取到mRNA上终止密码子时，释放因子进入该位置，多肽链合成停止并释放。翻译过程翻译过程U A CC U UC G UA C AG G CU C GU U C甲甲谷谷丙丙半半脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U UC G UA C AG G CU C GU U C甲甲谷谷丙丙半半脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U UC G UA C AG G CU C GU U C甲甲谷谷丙丙半半脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A C C U UC G UA C AG G CU C GU U C甲甲谷谷丙丙半半脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A C C U UC G UA C

10、 AG G CU C GU U C甲甲 谷谷丙丙半半脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U UC G UA C AG G CU C GU U C甲甲 谷谷丙丙半半脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U U C G UA C AG G CU C GU U C甲甲 谷谷丙丙半半脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U U C G UA C AG G CU C GU U C甲甲 谷谷 丙丙半半脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U UC G UA C AG G CU C GU U C甲甲 谷谷 丙丙半半脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U UC G U A C AG G

11、 CU C GU U C甲甲 谷谷 丙丙半半脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U UC G U A C AG G CU C GU U C甲甲 谷谷 丙丙 半半脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U UC G UA C AG G CU C GU U C甲甲 谷谷 丙丙 半半脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U UC G UA C AG G CU C GU U C甲甲 谷谷 丙丙 半半脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U UC G UA C AG G CU C GU U C甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U UC G UA C AG

12、G CU C GU U C甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U UC G UA C AG G C U C GU U C甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U UC G UA C AG G C U C GU U C甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U UC G UA C AG G CU C GU U C甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U UC G UA C AG G CU C G U U C甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U UC G

13、UA C AG G CU C G U U C甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U UC G UA C AG G CU C GU U C甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯丝丝赖赖翻译过程翻译过程U A CC U UC G UA C AG G CU C GU U C甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯丝丝赖赖G G C U C GU U C甲甲 谷谷 丙丙 半半 脯脯丝丝赖赖总结：总结：翻译过程翻译过程5.高效翻译机制多聚核糖体正在合成的肽链核糖体mRNA一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同进行多条肽链的合成。意义：少量的mRNA分子就可以在迅速合成大量的蛋白质。翻译所需

14、基本条件1.模板：_2.原料：_3.酶：_4.能量：_5.工具：_6.装配机器：_mRNA氨基酸多种酶ATP等提供tRNA核糖体原核生物基因组转录和翻译可同时进行。真核生物的核基因组由于核膜的阻隔，只能先转录完成后，再进行翻译。总结总结总结总结细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞质细胞质/核糖体核糖体总结总结细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞质细胞质/核糖体核糖体亲代亲代DNA两条链两条链DNA的一条链的一条链mRNA总结总结细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞质细胞质/核糖体核糖体亲代亲代DNA两条链两条链DNA的一条

15、链的一条链mRNA4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种氨基酸种氨基酸总结总结细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞质细胞质/核糖体核糖体亲代亲代DNA两条链两条链DNA的一条链的一条链mRNA4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种氨基酸种氨基酸解旋酶解旋酶DNA聚合酶聚合酶RNA聚合酶聚合酶多种酶多种酶总结总结细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞质细胞质/核糖体核糖体亲代亲代DNA两条链两条链DNA的一条链的一条链mRNA4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种氨基酸种氨基酸解旋酶解旋酶D

16、NA聚合酶聚合酶RNA聚合酶聚合酶多种酶多种酶ATP等提供等提供ATP等提供等提供ATP等提供等提供总结总结细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞质细胞质/核糖体核糖体亲代亲代DNA两条链两条链DNA的一条链的一条链mRNA4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种氨基酸种氨基酸解旋酶解旋酶DNA聚合酶聚合酶RNA聚合酶聚合酶多种酶多种酶A-T，T-AC-G，G-CA-U，T-AC-G，G-CA-U，U-AC-G，G-CATP等提供等提供ATP等提供等提供ATP等提供等提供总结总结细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞质细胞质/核糖体

17、核糖体亲代亲代DNA两条链两条链DNA的一条链的一条链mRNA4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种氨基酸种氨基酸解旋酶解旋酶DNA聚合酶聚合酶RNA聚合酶聚合酶多种酶多种酶A-T，T-AC-G，G-CA-U，T-AC-G，G-CA-U，U-AC-G，G-CDNARNA蛋白质蛋白质ATP等提供等提供ATP等提供等提供ATP等提供等提供抗菌药物抗菌机理青霉素抑制细菌细胞壁的合成环丙沙星抑制细菌DNA解旋酶的活性红霉素能与细菌细胞中的核糖体结合利福平抑制敏感型的结核杆菌的RNA聚合酶的活性抗生素是目前临床上应用较为广泛的特效抗菌药物，下表为某些抗菌药物及其抗菌作用的机理DNA(

18、基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系，如下图所示：1.细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(GIy表示甘氨酸)。下列说法错误的是（）A.一种反密码子可以识别不同的密码子B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合C.tRNA 分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变C2.为分析细胞中肽链合成过程中肽链的延伸方向，研究人员用含3H的亮氨酸标记合成中的蛋白质（氨基酸序列已知）。适宜时间后从细胞中分离出合成完成的此蛋白质的肽链，用蛋白酶处理肽

19、链，获得6种肽段，检测不同肽段3H的相对掺入量（肽段的放射性强度占这一肽段所有亮氨酸均被标记后的放射强度的百分比）。用3H的相对掺入量对N端至C端排序的肽段作图,结果如下图所示。关于此实验分析不正确的是（）A.3H标记的亮氨酸会同时掺入多条正在合成的肽链中B.亮氨酸在肽链中分布不均，故不能直接比较各肽段的放射性强度C.带3H标记的完整肽链被蛋白酶处理后得到的六个肽段也均具有放射性D.离C端近的肽段上3H相对掺入量高，可推测肽链合成从N端开始C3.下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是()A图中表示4条多肽链正在合成B转录尚未结束，翻译即已开始C多个核糖体共同完成一条多

20、肽链的翻译D多个基因在短时间内可表达出多条多肽链C 4.图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，回答有关问题。回答有关问题。（1）图示甲、乙、丙过程分别表示）图示甲、乙、丙过程分别表示_、_和和_的过程，丙过程进行的方向是的过程，丙过程进行的方向是_。DNA复制复制转录转录翻译翻译从左到右从左到右4.图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，回答有关问题。回答有关问题。（2）转录时，与转录时，与DNA中起点结合的酶是中起点结合的酶是_。一个。一个细胞周期中，乙过程在每个

21、起点可起始多次；细胞核中的甲过细胞周期中，乙过程在每个起点可起始多次；细胞核中的甲过程在每个起点一般起始程在每个起点一般起始_次。次。RNA聚合酶聚合酶14.图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，回答有关问题。回答有关问题。（3）丙过程在核糖体中进行，通过）丙过程在核糖体中进行，通过_上的反密码子来识上的反密码子来识别别mRNA上的碱基，将氨基酸转移到相应位点上。上的碱基，将氨基酸转移到相应位点上。tRNA4.图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，回答有关问题。回

22、答有关问题。（4）AUG是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子，是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子，某种分泌蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是新生肽链某种分泌蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是新生肽链经经_和和_细胞器加工修饰的结果。细胞器加工修饰的结果。内质网内质网高尔基体高尔基体5.人的线粒体DNA能够进行自我复制，并在线粒体中通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，下列说法正确的是()A.线粒体DNA复制时需要以核糖核苷酸作为原料B.线粒体DNA进行转录时需要DNA聚合酶的参与C.线粒体中存在识别并能转运特定氨基酸的tRNAD.线粒体DNA发生突变后可通过父亲遗传给后

23、代C 6.关于RNA的叙述，正确的是()A.75个碱基组成的tRNA，其上含有25个反密码子B.900个碱基组成的mRNA，其上含有的密码子均决定氨基酸C.结核杆菌的rRNA的形成与核仁密切相关D.人体的不同细胞中，mRNA的种类不一定相同D 7.人的多种生理生化过程都表现出一定的昼夜节律。研究表明，下丘脑SCN细胞中PER基因表达与此生理过程有关，其表达产物的浓度呈周期性变化，下图为相关过程。据此判断，下列说法错误的是()A.垂体细胞也含有PER基因，图2过程的原料为核糖核苷酸B.PER基因的表达过程存在反馈调节C.图3中核糖体沿着mRNA从右往左移动D.由图3可知，决定“天”氨基酸的密码子

24、为GACC 8.生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是()A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA蛋白质复合物B.真核细胞的核中有DNA蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶D.若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶B 9.长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。如图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：(1)细胞核内各种RNA的合成都以_为原料，催化该反应的酶_。(2)转录产生的RN

25、A中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是_，此过程中还需要的RNA有_。四种核糖核苷酸RNA聚合酶mRNAtRNA和rRNA9.长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。如图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：(3)lncRNA前体加工成熟后，有的与核内_(图示)中的DNA结合，有的能穿过_(图示)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。染色质核孔9.长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。如图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式

26、，请回答下列问题：(4)研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA片段结合，调控造血干细胞_，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。分化9.长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。如图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：该调控过程的主要生理意义是_。增强人体的免疫抵御能力10.如图所示，四个试管内都有产物生成。下列分析不合理的是()A.试管a与d、b与c中产物类型是相同的B.四个试管中都遵守相同的碱基互补配对原则C.试管a与b中的反应主要发生在细胞核中，也可发生在细胞质中D.四个试管中所需要的酶的种类可能不同B