4.1基因指导蛋白质的合成课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

第1节基因指导蛋白质的合成第4章基因的表达问题探讨将苏云金芽孢杆菌抗虫蛋白基因（Bt抗虫蛋白基因）转入普通棉花，培育出的棉花植株会产生Bt抗虫蛋白。为什么转入的是基因，得到的却是蛋白质呢？为什么一种生物的基因能在另一种生物中表达呢？基因的表达过程是怎样的？基因可以指导蛋白质的合成——基因的表达细胞核细胞质中的核糖体问题：基因如何指导蛋白质的合成？（1）基因主要存在于哪里？（2）蛋白质在哪里合成？基因蛋白质的合成指导主要在细胞核在细胞质进行通过某种物质问题：充当DNA的信使物质可能是什么？为什么？RNA的结构与种类比较项目DNARNA真核细胞中分布主要是________主要是__________基本单位化学组成磷酸一分子磷酸一分子磷酸五碳糖碱基A、_____、G、CA、_____、G、C结构一般为_______脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖双螺旋结构单链细胞核细胞质TU1RNA与DNA比较（教材P64）RNA可储存遗传信息；RNA是单链，比DNA短，能够通过核孔进入细胞质中。RNA的结构与种类核糖碱基磷酸元素组成：基本单位：（4种）核糖核苷酸C、H、O、N、PRNA（核糖核酸）聚合1RNA的结构RNA的结构与种类元素组成：基本单位：（4种）核糖核苷酸C、H、O、N、PRNA（核糖核酸）聚合1RNA的结构DNARNA磷酸二酯键连接RNA的结构与种类3RNA的种类和功能mRNA(信使RNA）携带遗传信息，蛋白质合成的模板tRNA(转运RNA）识别并转运氨基酸rRNA(核糖体RNA）核糖体的组成成分蛋白质基因表达的基本过程：DNARNA蛋白质转录翻译遗传信息的转录【任务】：结合教材P65填写以下过程1、什么是转录？（概念）2、转录的场所？3、转录的条件？4、转录的过程？5、转录的结果？（1）解旋：在

的作用下，

解开，

断裂，碱基得以暴露。（2）配对：游离的

与模板链上的碱基互补配对。（3）连接：在

酶的作用下，依次连接，形成一个mRNA分子。（4）释放：合成的

从DNA链上释放，DNA双链恢复。遗传信息的转录1概念：真核生物：细胞核（主要）、叶绿体和线粒体（基质）原核生物：拟核、细胞质通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的RNA的过程。2场所：遗传信息的转录第一步：RNA聚合酶AAACGCAGGTTTGCGTCC3过程（mRNA为例）解旋：在

的作用下，

解开，

断裂，碱基得以暴露。RNA聚合酶DNA双链氢键该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用复制过程中解开双链的是什么酶？遗传信息的转录RNA聚合酶游离的核糖核苷酸UAAAUUCGCAGCGUGCGCTTTGCGTCC3’5’5’3’5’3’（RNA聚合酶催化形成磷酸二酯键）第二步：第三步：3过程配对：游离的

与模板链上的碱基互补配对。核糖核苷酸DNARNAATCGUAGC连接：在

的作用下，依次连接，形成一个mRNA分子。RNA聚合酶遗传信息的转录RNA聚合酶UAAAUUCGCAGCGUGCGCTTTGCGTCC3’5’5’3’3’（RNA聚合酶催化形成磷酸二酯键）3过程5’转录方向mRNA合成方向是

。DNA模板被转录方向是

。5’端向3’端3’端向5’端遗传信息的转录核糖体蛋白质合成第四步：3过程释放：合成的

从DNA链上释放，DNA双链恢复。mRNA合成的mRNA进入到细胞质中是否跨膜？遗传信息的转录mRNA、rRNA、tRNA

。4结果：1概念：真核生物：细胞核（主要）、叶绿体和线粒体（基质）原核生物：拟核、细胞质通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的RNA的过程。2场所：3过程:解旋→配对→连接→释放注意！转录不是转录整个DNA分子，而是转录其中的部分基因基因A基因B基因C含有3个基因的DNA片段的模式图非基因片段

1.如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题：(1)图中遗传信息的转录方向为

(用“→”或“←”表示)。(2)a为启动上述过程必需的有机物，其名称是

。(3)b和c的名称分别是

、

。(4)此过程中的碱基配对方式为

。←RNA聚合酶胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸A—U、T—A、C—G、G—C遗传信息的转录【讨论】转录与DNA的复制有什么相同的地方？都需要模板、能量；遵循碱基互补配对原则转录与DNA的复制有什么不同的地方？（从模板、酶、原料方面考虑）4种游离的脱氧核苷酸DNA的两条链解旋酶、DNA聚合酶DNA复制RNA转录4种游离的核糖核苷酸DNA的一条链的某片段RNA聚合酶模板：酶：原料：保证遗传信息传递的准确性转录成的RNA的碱基序列与DNA的两条单链的碱基序列各有哪些异同？互补配对模板链RNADNAT换为U√1．下图为细胞核中所完成的mRNA的形成过程示意图，有关叙述正确的是A．图中RNA聚合酶的移动方向是从左向右B．图中RNA与a链碱基互补C．图示RNA—DNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的T配对D．DNA双螺旋解开需要解旋酶的参与，同时消耗能量由题图可知，RNA聚合酶的移动方向是从左向右；RNA与a链上碱基序列基本相同，只是用U代替T；图示RNA—DNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的U配对；RNA聚合酶本身具有解旋功能，转录不需要解旋酶的参与。课堂小结课后作业完成所发的电子档作业（写完发我批改）遗传信息的翻译DNARNA蛋白质转录翻译1翻译的概念：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。？UUAGAUAUCmRNA蛋白质碱基序列氨基酸序列碱基氨基酸4种21种翻译遗传信息的翻译mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系？4种21种?1个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定____种氨基酸；2个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定____种氨基酸；3个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定____种氨基酸，氨基酸AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

4AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

446416第三种方式能满足组成蛋白质的21种氨基酸的需要遗传信息的翻译2密码子肯定不是密码子的是哪一个?ATA、UUU、AUA、CCC、AGC1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由mRNA上的3个相邻碱基决定的，每三个这样的碱基称为密码子。遗传信息的翻译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氨酸UCAG

第1个碱基第2个碱基 第3个碱基密码子苯丙氨酸UUUUUU

精氨酸

AGAAGA遗传信息的翻译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氨酸UCAG(1)图中有

个遗传密码，能编码氨基酸的有

种。（2）一个密码子决定

种氨基酸，一种氨基酸可以和

种密码子相对应。（3）有

个终止密码子，有

个起始密码子。646211或多32遗传信息的翻译任务一：分析密码子的特点从教材P67的密码子表中可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，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？GCGAUUGAUCGACGA正常mRNAGCGAUCGACCGACGA错误mRNA天冬氨酸天冬氨酸精氨酸精氨酸①增强密码子的容错性。当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；②提高使用频率。当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。遗传信息的翻译说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。密码的通用性2.地球上几乎所有的生物体都共用同一个密码子表。根据这一事实，你能想到什么？任务一：分析密码子的特点遗传信息的翻译①相邻的密码子之间无间隔、不重叠;②64个密码子都有作用，有3个终止密码子;③绝大多数氨基酸都有几个密码子。一种密码子决定一种氨基酸绝大多数氨基酸都有几个密码子。2.密码子的简并性地球上几乎所有的生物都共用同一套密码子。3.密码子的通用性1.密码子的专一性遗传信息的翻译游离在细胞质中的氨基酸,是怎样被运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢?UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’色组甲硫精半胱半胱脯谷丝如何精准运送过来的？tRNA遗传信息的翻译2tRNA与反密码子碱基配对3'5'结合氨基酸的部位碱基配对RNA链经过折叠，形成三叶草形。1种tRNA只能识别并转运1种氨基酸形态：反密码子：密码子AUC反密码子UGA位于tRNA上，其实质是与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。功能特点：问：若密码子为UAA，则对应的反密码子是？由于UAA是终止密码子，不决定氨基酸，所以没有与之对应的反密码子。遗传信息的翻译起始密码子mRNA进入细胞质，与核糖体结合；携带甲硫氨酸的tRNA通过与mRNA上的碱基互补配对进入位点1。第一步：核糖体移动方向E125’3’AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA甲核糖体3翻译过程遗传信息的翻译E12甲携带某个氨基酸的tRNA以同样的方法进入位点2。通过脱水缩合形成肽键，甲硫氨酸被转移到位点2的tRNA上。组5’3’AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA第二步：第三步：3翻译过程遗传信息的翻译E12核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点1的tRNA离开核糖体，原位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。精色半半甲组5’3’5’3’5’3’脯5’3’5’3’5’3’核糖体移动方向AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA第四步：3翻译过程遗传信息的翻译肽链合成后，从核糖体上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。直至核糖体读取到mRNA上的终止密码子，合成才告终止。第五步：3翻译过程遗传信息的翻译该过程发生的碱基互补配对与DNA复制和转录相比完全一样吗？图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构？不完全一样复制A—T、T—A、G—C、C—G转录A—U、T—A、C—G、G—C翻译A—U、U—A、C—G、G—C判断图甲中核糖体沿着mRNA移动的方向，并根据教材中的密码子表，写出图甲中翻译出的氨基酸序列。甲硫氨酸丙氨酸丝氨酸多肽链tRNA核糖体遗传信息的翻译（教材P69）图乙中①⑥分别是什么分子或结构？

核糖体移动的方向是怎样的？相同。因为它们的模板是同一条mRNA。少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。最终合成的多肽链②③④⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？图乙所示的翻译特点，其意义是什么？①②③④⑤⑥mRNA核糖体1个mRNA上相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成从肽链短到肽链长的方向进行（5’端→3’端）遗传信息的翻译2．请据图概括真核细胞和原核细胞转录、翻译的区别。原核生物：边转录边翻译真核生物：先转录，后翻译遗传信息的翻译项目复制转录翻译场所条件模板原料能量酶产物原则细胞核（主要场所）细胞核（主要场所）核糖体DNA的两条链DNA的一条链mRNA4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸21种游离的氨基酸ATPATPATP解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶DNARNA多肽碱基互补配对A-TT-AG-CC-G碱基互补配对A-U

T-AG-CC-G碱基互补配对A-UU-AG-CC-G特定的酶4列表比较DNA复制、转录和翻译√1．(2023·江苏盐城期末)下图表示细胞内进行的某种生理过程。下列有关叙述正确的是(

)A．赖氨酸对应的密码子是UUUB．图中过程表示翻译，沿mRNA5′端→3′端方向进行C．该过程需要RNA聚合酶D．图中只有两种RNA√2．根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子可能是(

)DNA双链

TG

mRNA

tRNA反密码子