生物基因指导蛋白质的合成知识点
基因指导蛋白质的合成课件
如果3个碱基决定一个氨基酸，4种碱基 最多能编码6_4___种氨基酸。
你认为一个氨基酸的编码至少需要多少 个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种 氨基酸？ 至少需要3个碱基
科学家通过推测和实验, 最终破解了遗传密码, 得 知确实是mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸.
氨基酸的 排列顺序
6a个碱基
一条链作模板 碱基互补配对
3a个碱基三个碱基决定a个氨基酸
一个氨基酸
（3a对）
B个
6
1/2 B个
：
3
1/6 B个
：
1
转录的过程
DNA RNA
T A C G T G ACC A UG C AC UGG
转录的过程
DNA RNA
T A C G T G ACC A UG C AC UGG
形成mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上
项目 场所 模板 原料 条件 碱基配对
产物 信息传递 发生时间
转录 转录
主要在细胞核 DNA的一条链
20种氨基酸的密码子表
1．有64种密码子，61种能决定氨基酸，3种终止密 码子不决定任何氨基酸。 2．少数氨基酸由一种密码子决定，多数氨基酸由 几种密码子决定。 3．密码子在生物界是通用的。
翻译的过程
1）如何确定氨基酸排列的位置？ 2）氨基酸通过什么方式形成多肽链？
细胞核 A A T C A A T A G
G
转录的过程
按碱基互补配对原则(A-U T-A G-C C-G)进行
DNA
T A C G T G ACC
A
RNA聚合酶
RNA
第1节 基因指导蛋白质的合成
分析案例归纳基因表达产物 与性状的关系 分析资料明确细胞分化的实 质 分析案例认识表观遗传,明确 基因表达与性状的关系
1.对比分析、归纳DNA与RNA的主要区别;分析图解、构建遗传信息通过转录和翻 译的传递过程模型,从存在位置、作用等方面探讨密码子、反密码子和遗传信息之 间的关系,达成结构与功能观、模型构建等素养的提升。
(3)转录过程中的模板链与mRNA链暂时以氢键结合,最终这两条核苷酸链的去向如 何? 【提示】mRNA释放出去,而后模板链又与DNA的另一条脱氧核苷酸链恢 复双链。
(4)转录的场所一定是细胞核吗?
【提示】不一定,含有DNA的部位(线粒体、叶绿体、拟核、质粒等)均可 发生转录。
1.三种RNA的比较
4.通过了解基因与性状之间关系的复杂性,认同生物学中因果关系的复杂性,学习和研 究生物学需要摒弃简单机械的线性决定论的思维模式,尝试对复杂事物进行多角度、 多元素的分析,提高生命观念、科学思维等素养。
任务 1.探究遗传信息的转录 过程 2.探究遗传信息的翻译 过程
3.探讨中心法则
4.探究基因表达产物与 性状的关系 5.探讨基因的选择性表 达与细胞的分化
(3)地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子。根据这一事实,你能想到什么? 【提示】地球上的生物有或近或远的亲缘关系(或有共同的祖先);体现了 生物界的统一性等。
(4)一种氨基酸可能有几个密码子,这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的 简并对生物体的生存发展有什么意义? 【提示】密码子的简并增强了基因表达的容错性,也可提高翻译的速率。
2.基于地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码的事实,阐明生物界的统一性,认 同当今生物可能有着共同的起源,从分子水平阐述生命的延续性。
人教版高中生物必修2同步学习-第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成
第1节基因指导蛋白质的合成[学习目标] 1.简述DNA与RNA的主要区别。
2.概述遗传信息的转录与翻译过程。
3.说明密码子、反密码子、遗传信息之间的关系。
4.结合“中心法则的提出及其发展”归纳并理解中心法则。
知识点一遗传信息的转录01蛋白质的合成,这个过程就是基因的表达。
1．基因的表达：基因可以控制□2．RNA可以作为信使的原因(1)RNA是由基本单位——核糖核苷酸连接而成的,核糖核苷酸含有□024种碱基,这些特点使得RNA具备03准确传递遗传信息的可能。
□04核糖,组成DNA的五碳糖是□05脱氧核糖。
①组成RNA的五碳糖是□②RNA特有的碱基是□06U,DNA特有的碱基是□07T。
(2)RNA一般是□08单链,而且比DNA短,因此能够通过□09核孔,从细胞核转移到细胞质中。
3．RNA的种类4．遗传信息的转录14RNA聚合酶以□15DNA的一条链为模板合成的,这一过程叫作转录。
(1)概念：RNA是在□13细胞核中,通过□(2)图示mRNA 合成方向是□165′－端到3′－端。
问题探究 除了mRNA 、tRNA 、rRNA,还有没有具备其他功能的RNA?提示：有。
有的RNA 具有催化功能(如少数酶的本质是RNA)；有的RNA 可作遗传物质(如RNA 病毒)。
问题探究 转录的场所一定是细胞核吗？提示：不一定,含有DNA 的部位(线粒体、叶绿体、拟核、质粒)均可转录。
易错判断1．一个DNA 分子上有很多基因,转录是以基因的一条链为模板的。
(√) 2．转录与DNA 复制都遵循碱基互补配对原则,且配对方式相同。
(×)3．由于基因选择性表达,一个DNA 分子在不同细胞内转录出来的mRNA 不完全相同。
(√) 4．三种RNA 均由DNA 转录而来。
(√) (3)过程(以合成mRNA 为例)第1步：DNA 双链解开,DNA 双链的□17碱基得以暴露。
当细胞开始合成某种蛋白质时,□18RNA 聚合酶与编码这个蛋白质的□19一段DNA 结合,使得DNA 双链解开,双链的碱基得以暴露。
《基因指导蛋白质的合成》 知识清单
《基因指导蛋白质的合成》知识清单一、基因是什么基因是具有遗传效应的 DNA 片段，它携带着生物体的遗传信息。
DNA 就像是一个长长的“密码本”，而基因则是其中特定的一段“密码”。
基因由碱基对组成，碱基包括腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
它们按照特定的顺序排列，形成了基因的独特序列。
二、蛋白质的重要性蛋白质是生命活动的主要承担者。
我们身体的结构组成（如肌肉、骨骼、毛发等）、生理功能的实现（如酶的催化作用、激素的调节作用等）都离不开蛋白质。
可以说，没有蛋白质就没有生命。
蛋白质的种类繁多，每一种都有其特定的结构和功能。
三、基因如何指导蛋白质的合成这一过程主要包括转录和翻译两个阶段。
1、转录转录是在细胞核中进行的。
它是以 DNA 的一条链为模板，按照碱基互补配对原则（A—U、T—A、G—C、C—G），合成RNA 的过程。
RNA 有三种类型，分别是信使 RNA（mRNA）、转运 RNA （tRNA）和核糖体 RNA（rRNA）。
在转录过程中合成的是 mRNA。
DNA 解旋，暴露碱基。
RNA 聚合酶与 DNA 上的特定部位结合，然后沿着 DNA 链移动，一边解旋一边合成 mRNA。
合成完成后，mRNA 从细胞核通过核孔进入细胞质。
2、翻译翻译是在细胞质中进行的。
mRNA 进入细胞质后，与核糖体结合。
tRNA 则像一个个“搬运工”，它的一端携带特定的氨基酸，另一端有三个碱基，称为反密码子。
tRNA 上的反密码子与 mRNA 上的密码子互补配对。
一个 mRNA 分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，提高了蛋白质合成的效率。
当核糖体读取到 mRNA 上的终止密码子时，翻译结束。
合成的多肽链经过一系列的加工和修饰，最终形成具有特定结构和功能的蛋白质。
四、遗传密码mRNA 上决定一个氨基酸的三个相邻碱基称为一个密码子。
密码子共有 64 种，其中 61 种能决定氨基酸，另外 3 种是终止密码子，不决定氨基酸。
基因指导蛋白质的合成
(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是 A－T，而是 A－U。
(4)并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定 氨基酸。
2.
3．下图为两种细胞中主要遗传信息的表达过程，据图分析下列叙述错误
的是
(5)若在体外研究miRNA的功能，需先提取拟南芥的DNA，图丙所示为 拟南芥的部分DNA，若对其进行体外扩增(PCR)共得到128个相同的 DNA片段，则至少要向试管中加入________个鸟嘌呤脱氧核苷酸。
(6)在细胞分裂间期发生核DNA复制，该过程在分裂期很难进行，原因 是 ________________________________________________________ ________________。
(3)由miRNA的功能可推测，其调控基因表达的方式可能是使mRNA水 解，导致其______________；或者不影响靶RNA的稳定性，但可阻止 它们翻译成蛋白质，即发挥翻译抑制作用。
(4)图丙所示的DNA若部分碱基发生了变化，但其编码的氨________________________________ ________________。
________________________________________________________
________________
________________________________________________________ ________________。
5．microRNA(miRNA)是存在于动植物体内的大约由22个核苷酸组成的 短RNA，其虽然在细胞内不参与蛋白质的编码，但作为基因调控因子， 却影响了从发育到生理机能再到应激反应的大部分生物学过程。最近美 国加州大学的一个遗传研究小组以拟南芥为研究对象，发现了miRNA 对靶基因的抑制位置。如图为发生在拟南芥植株体内的相应变化，请回 答：
高一生物基因指导蛋白质的合成1-精选文档
基 因 指导蛋 白质的合成
预习思考： 课本62页，预习10分钟
哪些细胞组分参与了蛋白质的合成？
什么是遗传密码？
基因如何指导蛋白质的合成？
基因
肤色
有遗传效应的DNA片段 眼皮单双 控制生物性状 在染色体上呈线性排列
基因
血型
基因控制生物性状
指导 合成
体现者
蛋白质
基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。
tRNA离开，再去转运新的氨基酸
U U A G A U A U C
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 .
翻译
翻译 场所 细胞质内的核糖体中 模板 mRNA（信使RNA） 原料 20种氨基酸 产物 具有一定氨基酸序列的蛋白质 信息 传递 mRNA 蛋白质 方向
基因控制蛋白质合成的过程
异亮氨酸
C U A U A G U U A G A U A U C
核糖体随着 mRNA滑动. 另一个 tRNA 上的碱基与 mRNA上的 密码子配对.
亮氨酸
天门冬 酰氨
异亮氨酸
U A G C U A U U A G A U A U C
一个个氨基酸分子缩合成链状结构
亮氨酸
天门冬 酰氨
异亮氨酸
U A G U U A G A U A U C
密码子： 43=64 mRNA上决 密码子 定一个氨基 酸的三个相 A U U 邻的碱基。
mRNA
三个碱基决定一个氨基酸，
密码子
密码子
G A U A U C
密 码 子 表
U U A G A U A U C
mRNA
• 遗传密码的特性： • 1、有3个终止密码，没有对应的氨基 酸，所以，在64个遗传密码中，能决 定氨基酸的遗传密码子只有61个。 • 2、通用性：地球上几乎所有的生物 共用一套密码子表。 • 3、简并性：一种氨基酸有两种以上 的密码子的情况 。在一定程度上能防 止由于碱基的改变而导致的遗传信息 的改变。
5.1高中生物一轮复习基因指导蛋白质合成
基因如何指导蛋白质合成？
1.基因是_有__遗__传__效__应__ 的DNA片段。
2.DNA主要存在于真核 细胞的_细__胞__核__中。
3.蛋白质是在_细__胞_质__中 合成的。
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RNA酶降解细胞中的RNA，观察蛋白质合成情况，再 加入从细胞提取的RNA，观察蛋白质的合成情况。
3.RNA适于作为信使的原因
①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。
②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 ①定义： DNA → RNA 主要在细胞核中，通过_R_N__A__聚__合__酶__以_D__N__A_的___一__条__链__ 为模板合成RNA的过程叫做转录。
游离的核糖④核苷酸 RN③A聚合酶
D①NA R②NA
②过程：
第1步：DNA双螺旋链解开，碱基暴露出来。
②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。
②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。
②过程：
第4步：合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA
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。
基因指导蛋白质的合成(第一课时)
脱氧核糖
蛋白质
+
DNA
染色体
证据
基因与染色体：基因位于染色体上
果蝇某一条染色体上的几个基因
现代分子生物学技术 将基因定位在染色体上
想一想
我们知道，DNA主要存在于细 胞核中，而蛋白质的合成是在 细胞质中进行的。那么，DNA 所携带的遗传信息是怎样传递 到细胞质中去的呢？
RNA为媒介
问题三：为什么RNA适于作DNA的信使？
1
2
RNA
DNA
现学现用：
3.下图为核苷酸的模式图，下列相关说法正确的是
[C ]
A．DNA与RNA在核苷酸上的不同点只在②方面 B．如果要构成ATP，只要在①位置上加上两个磷酸基团 C．③在超级细菌遗传物质中只有4种 D．DNA分子中每个②均与一个①相连
现学现用：
B 4．下列关于Hale Waihona Puke NA的叙述，错误的是 ( )丙
41
23
44
-
28
A.双链DNA、单链DNA、RNA B.单链DNA、双链DNA、RNA C.双链DNA、RNA、单链DNA D.RNA、单链DNA、双链DNA
问转题四录：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？
1、概念：在细胞核中以DNA的一条链为模板,按碱基 互补配对原则，合成RNA的过程。
2、场所：主要在细胞核、 线粒体、叶绿体
C 7．一个DNA分子可以转录成的mRNA的种类和个数分别
为( )
A．一种，一个
B．一种，多个
C．多种，多个
D．无数种，无数个
特别提醒：
归纳总结：
复制
转录
场所
主要在细胞核
主要在细胞核
模板
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生物基因指导蛋白质的合成知识点
生物基因指导蛋白质合成是细胞生命活动的基本过程之一，也是现代生物学研究的重要领域。
理解生物基因指导蛋白质合成的知识，对于揭示细胞生命活动的机制、探索生命起源和发展、开发新型药物等方面的工作具有重要的意义。
本文将对生物基因指导蛋白质合成的相关知识点进行详细介绍。
一、基因在细胞内的表达
在细胞内，基因表达主要分为三个过程：转录、RNA加工和翻译。
转录是指DNA模板上的核苷酸序列被转录为RNA分
子的过程。
RNA分子在经过编码、剪接、修饰等加工作用后，可以成为成熟的mRNA分子，即为mRNA加工。
成熟的mRNA 分子含有信使RNA被翻译成蛋白质所需要的信息。
翻译是指tRNA分子通过互补配对等作用，将mRNA作为模板，合成具
有特定氨基酸序列的多肽链的过程。
二、RNA的种类和功能
在细胞内，存在多种不同类型的RNA分子，它们各具不
同的结构和功能。
其中，最主要的RNA分子有：
1. mRNA：含有编码信息，能作为模板参与蛋白质合成的RNA分子。
2. tRNA：和氨基酸配对，将氨基酸运输至多肽链合成的位置，参与蛋白质合成。
3. rRNA：成为核糖体的主要组
成部分，与tRNA和mRNA发生互补配对，参与蛋白质合成。
除此之外，还有一些其他类型的RNA分子，如siRNA、miRNA、lncRNA等。
它们主要参与转录后基因表达的调控、RNA稳定和修饰等重要生物学过程。
三、蛋白质的合成过程
蛋白质的合成过程可以分为两个主要的阶段：翻译前和翻译后。
翻译前的过程主要包括：蛋白质合成的前体RNA合成、RNA剪接和RNA加工等；翻译后的过程主要包括蛋白质翻译、蛋白质摺叠和修饰等。
在翻译前的过程中，DNA的信息被复制为mRNA分子，在经过剪接和修饰等加工作用后，成为可以直接参与蛋白质合成的成熟mRNA。
成熟mRNA被核糖体所识别，tRNA分子将氨基酸运输至相应的位置，多个氨基酸残基通过化学键形成多肽链，最终合成出完整的蛋白质分子。
在翻译后的过程中，新合成的蛋白质分子需要进行复杂的摺叠和修饰才能正常发挥其生物学功能。
蛋白质的摺叠过程是一个复杂的过程，需要同时考虑多种因素的作用，如氨基酸序列、环境条件等。
摺叠不良的蛋白质可能导致多种细胞疾病的发生，如囊肿纤维化、帕金森病等。
蛋白质的修饰过程包括磷酸化、甲基化、酰化等多种方式，可以影响蛋白质的生物学功能和稳定性。
四、遗传密码和蛋白质编码
在生物基因指导蛋白质合成过程中，需要遵循遗传密码，才能将氨基酸序列以正确的方式翻译为多肽链。
遗传密码是由核苷酸序列组成的，每三个核苷酸组成一个密码子，可被一个
tRNA分子识别。
一共有64个密码子，其中61个密码子对应着将氨基酸加入多肽链中的不同位置，3个密码子则代表着终止翻译的信号。
在蛋白质编码方面，基因是指可以编码特定蛋白质的一系列DNA序列。
每一条编码蛋白质的基因通常由一个启动子、多个外显子和一个终止子组成，不同外显子的排列组合方式决定了成熟的mRNA的不同形态。
五、生物基因指导蛋白质合成的调控机制
生物基因指导蛋白质合成的调控涉及到多个层面和多个环节。
在转录过程中，DNA甲基化、组蛋白修饰等多种方式会影响启动子和转录因子的结合能力，从而调控基因的转录。
RNA 加工过程中，包括RNA剪接、RNA修饰等关键步骤，可以决定最终成熟的mRNA的数量和质量。
在蛋白质翻译过程中，tRNA 的供应、核糖体的组装状态等也会对蛋白质的合成起到重要的调控作用。
此外，还有一些后转录调控的机制，如RNA干扰、RNA编辑等，也可以对基因表达产生直接或间接的影响。
六、结语
生物基因指导蛋白质合成是一个极其复杂的过程，涉及到多个基础生物学学科，如分子生物学、遗传学、生物化学等，相关知识的掌握对于细胞生命活动的理解和研究具有重要的意义。
总结和掌握这些知识点，可以帮助我们更加深入地理解细胞的生命活动和疾病的发生机制，为生命科学研究和医学应用提供有力的支持。