必修二第四章第一节《基因指导蛋白质的合成》课件

第1节基因指导蛋白质的合成第4章

基因的表达[学习目标]

1.掌握DNA和RNA分子的异同。2.描述遗传信息的转录和翻译的过程。3.理解遗传信息、密码子、反密码子的区别。第四章的章首图请同学们阅读章首图上方的文字和图解，你们看懂了什么？又会有哪些疑问？基因控制生物性状指导合成蛋白质体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？思考1.DNA主要存在哪里？思考2.蛋白质在哪里合成？DNA主要存在于细胞核蛋白质的合成在细胞质中进行指导通过RNA细胞核中的DNA如何指导细胞质中的蛋白质的合成？实验证据小资料：

1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，如果加入RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质合成就停止，而如果再加进入酵母中提取出来的RNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。同年，拉斯特（LasterGold）等人将变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷酸培养液来培养，发现标记的RNA分子首先在细胞核中合成。RNA为DNA和蛋白质之间的中间物质，充当信使。思考1.DNA主要存在哪里？思考2.蛋白质在哪里合成？DNA主要存在于细胞核蛋白质的合成在细胞质中进行指导通过RNA细胞核中的DNA如何指导细胞质中的蛋白质的合成？为什么RNA适于做DNA的信使呢？规则的双螺旋结构通常呈单链结构脱氧核苷酸核糖核苷酸腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）脱氧核糖核糖磷酸磷酸阅读教材完成下面的表格总结：RNA适合做DNA的信使的原因1.RNA是由基本单位——核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息。2.RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。3.RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。信使RNA(mRNA）：遗传信息传递的媒介。核糖体RNA（rRNA）：与蛋白质构成核糖体。转运RNA（tRNA）：转运氨基酸的工具。例1对比RNA和DNA的化学成分，RNA特有的是A.核糖和尿嘧啶B.脱氧核糖和尿嘧啶C.核糖和胸腺嘧啶D.脱氧核糖和胸腺嘧啶解析DNA与RNA两种核酸化学成分的区别是五碳糖不同，碱基不完全相同。RNA的五碳糖是核糖，特有的碱基是尿嘧啶。√答案解析规律方法DNA与RNA的判定方法(1)根据五碳糖种类来判定：若有核糖，一定为RNA；若有脱氧核糖，一定为DNA。(2)根据含氮碱基种类来判定：若含T，一定为DNA；若含U，一定为RNA。(3)根据含氮碱基含量比较来判定：若嘌呤数≠嘧啶数，则肯定不是双链DNA。

一、遗传信息的转录

DNA

mRNADNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？1、转录的场所___________2、转录的模板___________3、原料：_______________4、条件：_______________5、产物：_______________6、原则：_______________7、遗传信息流向：_______________8、过程：_______________问题：

DNA复制与转录的比较复制转录场所解旋模板原料酶能量碱基配对产物细胞核细胞核完全解旋只解有遗传效应的片段DNA的两条链只有DNA的一条链4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸DNA解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶ATPATP子代DNAmRNAG－C、C－G、T－A、A－UG－C、C－G、T－A、A－TTCATGTTTAAG

T

AC

AA

A

T

DNA（基因）的平面结构图转录的过程解旋AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUU转录的模板与原料AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUURNA聚合酶转录的条件AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUU转录遵循的原则配对AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUUUA依次连接AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUUGUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUGUUAUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAUAG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCAG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCmRNA释放

细胞质

细胞核

核孔mRNA在细胞核中合成AG

T

AC

AA

A

T

GUUAUUAUCDNAmRNAAG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

细胞质

细胞核mRNA通过核孔进入细胞质UCAUGAUUAmRNATCATGTTTAAG

T

AC

AA

A

T

AG

T

AC

AA

A

T

GUUAUUAUCmRNA模板链非模板链模板链DNA

mRNA核苷酸种类？按照碱基配对原则，1、写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列，2、写出b链对应的a链的碱基序列。DNA双链片段a链b链CGAACCTCACGC信使RNA比较mRNA和b链，以及mRNA和a链的碱基序列的差异。GCTTGGAGTGCGGCUUGGAGUGCG1.转录不是转录整个DNA，是转录其中的基因，不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不同。2.细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，需要能量。4.质基因(线粒体和叶绿体中的基因)控制蛋白质合成过程时也进行转录。归纳总结解析转录时，DNA的两条链中只有其中一条链可作为模板。例3下列关于转录的叙述，不正确的是A.多数发生在细胞核中B.以核糖核苷酸为原料C.转录时，DNA的两条链都可作模板D.边解旋边转录√答案解析例4如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是A.①链的碱基A与②链的碱基T互补配对B.②是以4种核糖核苷酸为原料合成的C.如果③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶D.转录完成后，②需穿过两层生物膜才能与核糖体结合√答案解析mRNA通过核孔进入细胞质中，开始了它的新的历程------翻译二、遗传信息的翻译

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的过程。思考：组成蛋白质的氨基酸：信使RNA的碱基：20种4种4种碱基如何决定蛋白质的20种氨基酸呢？如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，即

如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定___种，即

如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，即41664ACGUGAUUAmRNA

氨基酸

氨基酸

氨基酸密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基密码子

第1个字母第2个字母 第3个字母密码子苯丙氨酸UUUUUU？

精氨酸AGGAGG

终止密码子：

、

、_____

种类起始密码子：

（甲硫氨酸）（

种）_______（缬氨酸）编码氨基酸的密码子______种所有生物的密码子是

的。6164一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由

不同的密码子决定。

1种或几种相同AUGGUGUAAUAGUGA1、已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能写出对应的氨基酸序列吗？甲硫氨酸—

谷氨酸—

丙氨酸—

半胱氨酸—

脯氨酸—

丝氨酸—

赖氨酸—

脯氨酸2、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据这一事实，你能想到什么？地球上所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。思考与讨论3、从密码子表中可以看到，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？如果密码子中的一个碱基发生变化，可能并不会改变其对应的氨基酸，这就保证了生物遗传的稳定性；也可以保证翻译的速度。问题：mRNA如何将信息翻译成蛋白质？tRNA“搬运工”1、细胞中的tRNA有多少种？61种2、tRNA和氨基酸转运有何对应关系？每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。反密码子与mRNA上的密码子碱基互补配对专一性：UAU密码子mRNAUGCAUACCGAU转运RNA（tRNA）UAU携带什么氨基酸？异亮氨酸AUAmRNAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸一种tRNA只能携带一种氨基酸?一种氨基酸只能由一种tRNA携带?A—C—U—G—G—A—U—C—U苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸mRNA转录翻译蛋白质DNAA—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—A肽键肽键基因中的碱基数（双链）︰mRNA中的碱基数︰合成蛋白质的氨基酸个数=_________6︰

3︰

1基因中碱基数目、mRNA与蛋白质中氨基酸数目的关系一个mRNA分子同时结合多个核糖体意义：少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质2.翻译的场所：3.翻译时的模板：4.翻译的原料：5.肽链由各相邻的氨基酸通过

连接形成。6.翻译的条件:7.翻译时的碱基配对：8.产物:

肽键

AUCGmRNA─┴─┴─┴─┴─

tRNA─┴─┴─┴─