基因指导蛋白质的合成（第1课时）课件高一下学期生物人教版（2019）必修2

基因可以指导蛋白质合成----基因的表达。

将苏云金杆菌抗虫蛋白基因（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。转入的是基因，得到的却是蛋白质！为什么会这样？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么样的？各种生物的基因表达过程有什么共同特点？第四章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成（第1课时）学习目标RNA的组成与种类RNA作为DNA信使的原因遗传信息的转录过程问题探讨问题探讨恐龙DNA（缺陷）青蛙DNA补缺完整DNA恐龙从原理上分析，利用已灭绝生物的DNA，真的能够使它们复活吗？一种生物的整套DNA中储存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息,也可以说是构建生物体的蓝图。但是,从DNA到具有各种性状的生物体,需要通过极其复杂的基因表达及调控过程才能实现。因此,在可预见的将来,利用DNA来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。基因蛋白质DNA基因细胞核生产蛋白质的机器是？DNA基因细胞核生产蛋白质的机器是？细胞质中的核糖体信息如何传达？细胞核DNA能不能出细胞核？细胞质中的核糖体推测：有一种中间物质一.遗传信息的转录1)基本组成单位：核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸HHHHT比较：脱氧核苷酸2)结构：单链、比DNA短一.遗传信息的转录2)结构：单链、比DNA短DNARNA也可储存遗传信息；RNA是单链，比DNA短，能

够通过核孔转移到细胞质中。为什么RNA适于作DNA的信使？3)种类：mRNA（信使RNA）一.遗传信息的转录rRNAtRNA核糖体RNA(rRNA）核糖体组成部分作用携带遗传信息，蛋白质合成的模板识别并运载氨基酸核糖体的组成成分一.遗传信息的转录DNA的遗传信息RNA的遗传信息转录细胞核细胞质中的核糖体转录场所RNA聚合酶TCGATCGATTGCAACGTACACGGTAATT⑴解旋：在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开。该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用；TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’转录方向5’3’CGGGAU游离的核糖核苷酸CAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’转录方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’转录方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’转录方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’转录方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’转录方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’转录方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUU（2）在RNA聚合酶的作用下，游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对。模板链（3）新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上（RNA聚合酶的催化形成磷酸二酯键）TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’转录方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUU（2）在RNA聚合酶的作用下，游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对。模板链（3）新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上（RNA聚合酶的催化形成磷酸二酯键）TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAACGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAACGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUU（4）合成的mRNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复。在

内，以DNA的

为

，按照

的原则合成

的过程。1.概念：细胞核一条链模板碱基互补配对RNA2.实质：

遗传信息从

转移到了

。DNAmRNA3.场所：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体、拟核、质粒三种RNA均在细胞核中转录而来一.遗传信息的转录5.条件：①原料③能量②模板④酶4种游离的核糖核苷酸DNA一条链的片段ATPRNA聚合酶（催化DNA解螺旋及RNA合成）6.结果：mRNA7.特点：单链转录、边解旋边转录、特定的碱基互补配对方式

DNA→mRNA8.遗传信息流动：一.遗传信息的转录--ATGCATGCAT……CCATGCTAGCCA……TCCCTAAGGATAGCCATCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GGTACGATCGGT……AGGGATTCCTATCGGTAGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---基因A基因b基因H其他基因1个DNA分子（多个基因）转录UGCAU……CCAUGCmRNA转录GGUCUAC……GUAmRNA哪条是模板链？1链2链▲DNA两条链中只有一条链是转录的模板链，到底哪条链是模板链不是固定不变的。一个DNA转录出的mRNA不完全相同▲以基因为单位，作为模板的只是DNA链中的基因片段；1链2链思考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。GCTTGGAGTGCGGCUUGGAGUGCG思考·讨论3、转录产生的RNA的碱基序列与其模板链的碱基序列有何异同点？

与DNA的另外一条链的碱基序列有何异同点？①

该RNA与DNA模板链的碱基互补配对，A与U配对，而非T；②

该RNA与DNA互补链的碱基序列基本相同，

只是DNA链上T的位置，RNA链上是U。复制与转录的比较复制转录场所模板原料酶能量碱基配对产物主要是细胞核主要是细胞核DNA的两条链DNA上基因的一条链4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶ATPATP两个完全相同的子代DNA3种RNAG－C、A－U、T－AC－G、T－A小结1、在人体中，由A、U、C三种碱基参与构成的核苷酸共()

A．3种B．4种C．5种D．6种2、如果DNA的一条模板链的碱基排列顺序是ACGCTAGCA，

那么与它互补的另一条链上的碱基排列顺序是，

转录成的信使RNA上的碱基排列顺序是C练习TGCGATCGTUGCGAUCGU3、“遗传信息”是指()A、基因的脱氧核苷酸排列顺序B、DNA的碱基对排列顺序C、信使RNA的核苷酸排列顺序D、蛋白质的氨基酸排列顺序4、在胰蛋白质酶合成过程中，决定它性质的根本因素是()A．mRNAB．tRNAC.核糖体D．DNA5、某信使RNA中有碱基60个，其中G+A为25个，那么转录此RNA的DNA片段中G+A为()A．25B．35C．50D．60DAD练习学习目标遗传信息的翻译过程中心法则的内容第2课时复制与转录的比较复制转录场所模板原料酶能量碱基配对产物主要是细胞核主要是细胞核DNA的两条链DNA上基因的一条链4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶ATPATP两个完全相同的子代DNA3种RNAG－C、A－U、T－AC－G、T－A知识回顾合成好的mRNA核孔肽链（蛋白质）翻译碱基序列氨基酸序列如何决定？1.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。碱基4种：A、U、C、G组成蛋白质氨基酸：21种如何决定？讨论：至少需要多少个碱基决定一个氨基酸才能够决定21种不同的氨基酸？1个碱基决定1个氨基酸2个碱基决定1个氨基酸3个碱基决定1个氨基酸决定4种氨基酸决定16种氨基酸氨基酸组合64种1个氨基酸1个氨基酸4种4种4种A、U、C、GA、U、C、GA、U、C、G4种4种A、U、C、G1个氨基酸4种A、U、C、GA、U、C、G少于21种少于21种多于21种一.遗传信息的翻译证明了遗传密码中3个碱基（密码子）编码1个氨基酸。2、密码子：UCAUGAUUAmRNA

密码子

密码子

密码子（1）概念：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。科学家沿着蛋白质合成的思路，不断改进实验方法，终于破译全部64个密码子，并将64个密码子编制成了表格。称为密码子表。遗传信息的翻译第一个字母第二个字母第三个字母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（2）种类：64种密码子终止密码子:UAAUAGUGA包括起始密码:AUG（真核、原核）

GUG（原核）编码甲硫氨酸密码子表（起始）（起始）

不编码氨基酸的：

编码氨基酸的：61种3种起始，缬氨酸甲硫氨酸2、密码子：（3）特点：

专一性：一个密码子决定一个特定的氨基酸。简并性：一种氨基酸可以对应一种或多种密码子。通用性：生物体都共用上述密码子。注意：（1）64种密码子=59种普通密码子+2种起始密码子+3种终止密码子（2）正常情况下，21种氨基酸由61种密码子编码。（其余三种为终止密码子，仅作为翻译终止的信号，

不编码氨基酸）（3）特殊情况下，终止密码子UGA也可编码硒代半胱氨酸。遗传信息的翻译思考·讨论1、像苯丙氨酸、亮氨酸等，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。密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？2、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？密码子中一个碱基改变可能不改变其对应的氨基酸，在一定程度上保证了遗传性状的稳定性；

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。

说明当今生物可能有着共同的起源。2、反密码子：“搬运工”兼“翻译员”3’端氨基酸结合部位tRNA上的3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。tRNA是局部双链的结构碱基配对tRNA：遗传信息的翻译AUGGAUAUCmRNA？甲硫氨酸CUA反密码子核糖体tRNA作用（2）每种tRNA只能识别并转

运一种氨基酸,但是一种氨

基酸由一种或几种tRNA携带。

（1）编码氨基酸的密码子有61种

反密码子也有61种，

tRNA也有61种。遗传信息的翻译遗传信息的翻译ACGUCACUACAC…………翻译方向5’-3’UAC甲硫氨酸GGU组氨酸当读取到mRNA上的起始密码子，翻译开始脱水缩合①②AUG异亮氨酸核糖体AGC精氨酸5’3’3、翻译过程：遗传信息的翻译①②AGGUCACGUCAC甲硫氨酸UACGGU组氨酸CAC色氨酸…………AUG异亮氨酸AGC精氨酸5’3’3、翻译过程：遗传信息的翻译……①②AGGUCACGUCGU甲硫氨酸GGU组氨酸CAC色氨酸AGC精氨酸当读取到mRNA上的终止密码子，翻译结束…………AUG异亮氨酸5’3’3、翻译过程：遗传信息的翻译注意：1.核糖体是沿着mRNA移动的。2.核糖体与mRNA结合部位会形成2个结合位点。4.翻译的条件：

模板、

原料、

酶、

能量、工具

6.翻译的结果：多肽链肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合物上脱离，通常经过一系列步骤，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，然后开始承担细胞生命活动的各项职责。5.碱基配对方式：RNA:AUCGRNA:UAGC遗传信息的翻译7、翻译的高效性通常一个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。

因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。遗传信息的翻译真核生物先转录，后翻译DNAmRNARNA聚合酶边转录边翻译原核生物8、真核与原核生物转录翻译的区别遗传信息的翻译核糖体mRNA从这幅图你能否判断核糖体的移动方向？遗传信息的翻译1957年，克里克率先提出遗传信息传递的一般规律—中心法则。复制转录翻译蛋白质DNA遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。RNA补充:在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息