只解有遺傳效應(yīng)片段（基因）
DNA的兩條鏈均為模板
解旋酶、 DNA聚合酶等
A-T、 T—A、C—G 、 G—C
A-U、 C—G 、T—A、 G—C
半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制
mRNA、tRNA、rRNA
使遺傳信息從親代傳遞給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性
遺傳信息從DNA傳遞到RNA（mRNA）上，為翻譯做準備
主要在細胞核或擬核，少部分在線粒體、葉綠體、質(zhì)粒
新鏈從5’端-3’端延伸
轉(zhuǎn)錄得到的mRNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，mRNA上的遺傳信息是如何傳遞到蛋白質(zhì)中的呢？
第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
RNA的組成與種類 RNA作為DNA信使的原因 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄、 遺傳信息的翻譯 中心法則
翻譯的實質(zhì)是將mRNA的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)的氨基酸序列。
細胞利用游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。
思考： mRNA由4種堿基構(gòu)成序列如何決定由21種氨基酸構(gòu)成的蛋白質(zhì)？
提示：如何讓每一位中國人都有唯一的身份證號？
討論： 類推4種堿基如何編排出21種氨基酸
組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，至少需要3個堿基對應(yīng)1個氨基酸
1、三聯(lián)體密碼的實驗證據(jù)P70
克里克利用T4噬菌體為實驗材料證明遺傳密碼中3個堿基決定1個氨基酸
2、三聯(lián)體密碼表的破譯
① 尼倫伯格和馬太采用體外蛋白質(zhì)合成技術(shù)破譯第一個密碼子UUU------苯丙氨酸
② 多位科學(xué)家利用體外蛋白質(zhì)合成技術(shù)，經(jīng)五六年破譯64個密碼子。
結(jié)論：mRNA上決定1個氨基酸的3個相鄰堿基稱為1個密碼子
1、密碼子表一共有多少個密碼子？
2、終止密碼子有多少個？
3、終止密碼子編碼氨基酸嗎？
4、編碼氨基酸的密碼子有多少個？
（2）種類：64種密碼子
終止密碼子:UAA UAG UGA
包括起始密碼:AUG（真核、原核） GUG（原核）編碼甲硫氨酸
共有64種密碼子 =59種普通密碼子+2種起始密碼子+3種終止密碼子61或62種密碼子決定21種氨基酸（一個密碼子決定一個特定的氨基酸；有的氨基酸可能有一個以上的密碼子）起始密碼子2 種( AUG甲硫氨酸; GUG纈氨酸、甲硫氨酸 )。 終止密碼子3種 ( UAA; UAG; UGA 硒代半胱氨酸) 特殊情況下，終止密碼子UGA也可編碼硒代半胱氨酸。
6、什么叫密碼子簡并？
7、你認為密碼的簡并對生物體的生存和發(fā)展有什么意義？
8、幾乎所有的生物體都共用上述密碼子，根據(jù)這一事實，你能想到什么？
（3）特點： 專一性：一個密碼子決定一個特定的氨基酸。 簡并性：一種氨基酸可以對應(yīng)一種或多種密碼子。 通用性：生物體都共用上述密碼子。
1.從密碼子表可以看出：像苯丙氨酸、亮氨酸這樣絕大多數(shù)氨基酸都有幾個密碼子，這一現(xiàn)象稱作密碼子的簡并性。你認為密碼子的簡并對生物體的生存發(fā)展有什么意義？
從增強密碼子容錯性的角度來看：當(dāng)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(yīng)的氨基酸（比如密碼子ACU突變?yōu)锳CC，但都對應(yīng)蘇氨酸）；
2.幾乎所有的生物體都共用上述密碼子，根據(jù)這一事實你能想到什么？
從密碼子的使用頻率來看，當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時，幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸，這樣可以保證翻譯的速度。
氨基酸如何識別密碼子并被轉(zhuǎn)運到相應(yīng)位置？
按照密碼子表將mRNA上的堿基序列翻譯成蛋白質(zhì)的氨基酸序列
轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)
“工人”必須要能解決這一難題
3、tRNA是蛋白質(zhì)生產(chǎn)線上的搬運工① tRNA上有兩個重要部位：結(jié)合氨基酸的部位，位于3′-端反密碼子位于環(huán)上；反密碼子能與mRNA上的密碼子堿基互補配對② 催化tRNA和氨基酸結(jié)合的酶能同時識別反密碼子和氨基酸，保證一種tRNA只攜帶一種氨基酸
③理論上tRNA有多少種？
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。
若反密碼子為3′-ACU-5′，則攜帶的氨基酸是？
（2）每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸, 但是一種氨基酸由一種或幾種tRNA攜帶。
（1）編碼氨基酸的密碼子有61種 反密碼子也有62種， tRNA也有62種。
當(dāng)讀取到mRNA上的起始密碼子，翻譯開始
提示：記住真核生物的起始密碼子AUG
當(dāng)讀取到mRNA上的終止密碼子，翻譯結(jié)束
①核糖體是沿著mRNA移動的。
②核糖體與mRNA結(jié)合部位會形成2個結(jié)合位點。
模板、 原料、 酶、 能量、工具
肽鏈合成后，從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離，通常經(jīng)過一系列步驟，盤曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子，然后開始承擔(dān)細胞生命活動的各項職責(zé)。
（1）數(shù)量關(guān)系：通常一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成。（2）意義：少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。（3）產(chǎn)物之間的關(guān)系①多個核糖體各自合成各自的鏈，產(chǎn)物是多條肽鏈，不是一條；②由于模板是同一段mRNA，所以圖示多個核糖體合成的肽鏈是相同的
在細胞質(zhì)中，翻譯是一個快速高效的過程。
8、真核與原核生物轉(zhuǎn)錄翻譯的區(qū)別
從這幅圖你能否判斷核糖體的移動方向？
游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)
模板、原料、能量、酶、tRNA等
A-U，U-A，G-C，C-G
多肽，經(jīng)加工后成為成熟的蛋白質(zhì)
真核細胞中復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較
基因表達過程中數(shù)量的計算
蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序
DNA堿基數(shù):mRNA堿基數(shù):氨基酸＝6:3:1
注意：無特別說明，不考慮終止密碼
一段mRNA通過翻譯可合成一條含有11個肽鍵的多肽，則此mRNA分子至少含有的堿基個數(shù)及合成這段多肽需要的tRNA個數(shù)以及轉(zhuǎn)錄此mRNA的基因中至少含的堿基數(shù)依次為（ ）A.33、11、66 B.36、12、72 C.12、36、24 D.11、36、72
2．在蛋白質(zhì)合成過程中，不能提高蛋白質(zhì)的合成效率是 (　　) A．一種氨基酸可能由多種密碼子來決定 B．一種氨基酸可以由多種tRNA攜帶到核糖體中 C．一個核糖體可同時與多條mRNA結(jié)合，同時進行多條肽鏈的合成 D．一個mRNA分子上可相繼結(jié)合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成
1、如右圖代表的是某種tRNA，對此分析正確的是 ( 　)A．tRNA由四種脫氧核苷酸構(gòu)成B．tRNA參與蛋白質(zhì)合成中的翻譯過程C．圖中tRNA運載的氨基酸的密碼子(之一)為GACD．tRNA中不存在堿基互補配對
(2)③表示________，合成的主要場所是________，通過________到細胞質(zhì)中.(3)圖中方框內(nèi)的堿基應(yīng)為________，對應(yīng) “5”的氨基酸是 ________(賴氨酸---AAA，苯丙氨酸------UUU)。(4)圖中核糖體的移動方向是__________________________。
3．如圖表示某真核生物基因表達的部分過程，請回答下列問題：
(1)圖中表示遺傳信息的________過程，發(fā)生的場所是____________，此過程除圖中所示條件外，還需要____________等。
從左到右（5, 3,）
請根據(jù)DNA的復(fù)制和基因的表達，繪制流程圖，表示遺傳信息的傳遞方向。
（預(yù)見了遺傳信息傳遞的一般規(guī)律）
生物界是否還有其它的遺傳信息傳遞途徑呢？
閱讀以下資料，對中心法則進行補充
1.在RNA病毒中發(fā)現(xiàn)了RNA復(fù)制酶，能對RNA進行復(fù)制。
2.在RNA病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，能以RNA為模板合成DNA。
藍色的線表示少數(shù)生物的遺傳信息流向
遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA 的復(fù)制；也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質(zhì)， 即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。
1957年，克里克提出中心法則
在遺傳信息的流動過程中，DNA、RNA是信息的載體，蛋白質(zhì)是信息的表達產(chǎn)物，而ATP為信息的流動提供能量，可見，生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。
不同生物中心法則的體現(xiàn)
1）煙草花葉病毒（TMV）
2）人免疫缺陷病毒（HIV）、肉瘤病毒
(病毒自身攜帶的逆轉(zhuǎn)錄酶)
(該類病毒，部分自身攜帶RNA復(fù)制酶)
并非所有病毒注入到宿主細胞內(nèi)的物質(zhì)均只有遺傳物質(zhì)
親代傳遞給子代的也是信息：DNA上的遺傳信息；
親代傳遞給子代的是物質(zhì)：染色體、DNA；
遺傳信息作為生命的“設(shè)計手冊”，通過轉(zhuǎn)錄和翻譯來支配對應(yīng)的蛋白質(zhì)合成，進而控制生物的性狀；
綜上所述：生命就是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。
無論是遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯還是個體的生命活動都離不開能量的持續(xù)輸入。
生命就是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體
一、概念檢測1. 基因的表達包括遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA，與母鏈堿基的組成、排列順序都是相同的。（×）（2）一個密碼子只能對應(yīng)一種氨基酸，一種氨基酸必然有多個密碼子。 （×）2. 密碼子決定了蛋白質(zhì)的氨基酸種類以及翻譯的起始和終止。密碼子是指 （D）A. 基因上3個相鄰的堿基B. DNA上3個相鄰的堿基C. tRNA上3個相鄰的堿基D. mRNA上3個相鄰的堿基
二、拓展應(yīng)用紅霉素、環(huán)丙沙星、利福平等抗菌藥物能夠抑制細菌的生長，它們的抗菌機制如下表所示， 請結(jié)合本節(jié)內(nèi)容說明這些抗菌藥物可用于治療疾病的道理?！咎崾尽款}中的三種抗生素都是通過阻止遺傳信息的傳遞和表達，來干擾細菌蛋白質(zhì)的合成，進而抑制細菌生長的。具體而言，紅霉素影響翻譯過程，環(huán)丙沙星影響復(fù)制過程，利福平影響轉(zhuǎn)錄過程。

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第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

版本： 人教版 (2019)

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