4.1基因指导蛋白质的合成课件-高一下学期生物人教版必修2-1

温故而知新1.DNA的基本单位：__________,其单位由

、

、________组成；2.真核生物中，DNA复制的主要场所在________；

模板：___________3.DNA复制需要

原料：_____________________

酶：____________________________

能量：___________

场所：主要在________4.基因通常是____________的DNA片段。

脱氧核苷酸细胞核碱基脱氧核糖DNA双链解旋酶、DNA聚合酶有遗传效应磷酸4种游离的脱氧核苷酸基因是如何起作用？ATP细胞核4.1基因指导蛋白质的合成目标：1.转录(注意与复制区分开)2.翻译3.中心法则第四章基因的表达遗传信息储存在细胞核的DNA中DNA和核糖体两者在空间上是隔开的，那么细胞核中的DNA如何指导核糖体上蛋白质的合成？蛋白质的合成发生在细胞质中的核糖体上基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。任务一：分析资料，完成以下问题资料2：

1955年，戈德斯坦和普劳特用放射性同位素标记的尿嘧啶培养液培养变形虫，检测到放射性物质从细胞核转移到细胞质。资料1：1955年，布拉切特以洋葱根尖和变形虫为材料，用RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质的合成就停止。如果再加入酵母中提取的RNA，蛋白质又开始合成。问题1：资料1实验结论问题2：资料2实验结论蛋白质的合成依赖于RNA。说明：RNA参与了蛋白质合成。RNA先出现在细胞核，后出现在细胞质。RNA可以从细胞核转移到细胞质。DNA蛋白质RNA转录基因指导蛋白质的合成核糖体DNA蛋白质RNA是信使翻译RNA的基本单位DNA的基本单位①RNA组成与DNA的很相似：它也是由基本单位——核苷酸连接而成的脱氧核糖核糖脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核苷酸也含有4种碱基，这些特点使得RNA具备准确传递遗传信息的可能。AGCTAGCU尿嘧啶胸腺嘧啶②RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。双链单链③RNA与DNA的关系中，也遵循碱基互补配对原则。DNA:ATCGRNA:UAGCRNA适合于做DNA的信使的原因课本P64-65蛋白质rRNAtRNAmRNA“三叶草型”

转运RNA（tRNA）

信使RNA（mRNA）

核糖体RNA（rRNA）RNA的种类和功能→蛋白质合成的“三剑客”遗传信息传递的媒介，

蛋白质合成的模板与蛋白质组成核糖体

识别并转运氨基酸课本P65图4-3突◆功能：RNA也可储存遗传信息；也可传递遗传信息转录过程：UAAGUCCCTTGGAAA游离的核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNA①解旋RNA聚合酶与编码蛋白质的一段DNA结合，使DNA双链解开，碱基暴露出来。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。新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。④释放③连接②配对合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。RNA聚合酶：

形成磷酸二酯键RNA聚合酶：使氢键断裂DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？解旋→配对→连接→释放过程（以mRNA的合成过程为例）1.定义：转录是指——在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。2.场所：真核生物：细胞核（主要）、叶绿体和线粒体原核生物：拟核、细胞质

病毒：宿主细胞3.条件：模板：

DNA的一条链的片断酶：

RNA聚合酶（使氢键断裂

形成磷酸二酯键）原料：

4种游离的核糖核苷酸能量：

ATP遗传信息的转录小结4.原则：碱基互补配对原则（A-U，T-A，C-G，G-C）5.特点：边解旋边转录6.实质：7.结果：遗传信息从DNA传递到mRNA产生mRNA、tRNA、rRNA8.方向：5‘→3’(与RNA聚合酶的运动方向相同)注意：1.转录不是转录整个DNA，是转录基因，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，但tRNA和rRNA的种类没有差异。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，由ATP提供。课本P65复制与转录过程的比较：对比记忆RNADNA产物DNA的一条链DNA的两条链模板边解旋边转录半保留复制，边解旋边复制特点DNAmRNADNADNA信息传递方向RNA聚合酶解旋酶、DNA聚合酶酶4种核糖核苷酸4种脱氧核苷酸原料只解有遗传效应的片段完全解旋解旋细胞核（主要）细胞核（主要）场所

转录DNA复制

核糖体DNA蛋白质DNA核苷酸语言mRNA核苷酸语言（氨基酸语言）转录翻译翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，叫做翻译。蛋白质4种21种？

mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程——翻译。请你根据左侧提供的摩斯电码表，将下面用摩斯电码编写的句子译成英文，每个密码已用斜线分隔开摩斯电码表Wherearegeneslocated？碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？以“.”(短音)

“－”(长音)组成

mRNA碱基和蛋白质氨基酸对应关系探索ACUGACUG

氨基酸ACUGACUG

氨基酸ACUGACUG

氨基酸若1个碱基决定一个氨基酸，能决定

种氨基酸若2个碱基决定一个氨基酸，能决定

种氨基酸若3个碱基决定一个氨基酸，能决定

种氨基酸碱基与氨基酸之间的对应关系442＝16

43＝64课本P661.定义：密码子密码子密码子密码子mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基5’3’UCAUGAUUACmRNA位置亮氨酸天冬氨酸异亮氨酸课本P66翻译时密码子的读取方向从mRNA的5‘→3’，相邻的密码子无间隔、不重叠在正常情况下，UGA是终止密码子，但特殊情况下可以编码硒代半胱氨酸。在原核生物中，GUG也可以做起始密码子，编码甲硫氨酸。密码子密码子的种类：64种起始密码子：AUG（甲硫氨酸）GUG（缬/甲硫氨酸）终止密码子：UAA、UAGUGA（硒代半胱氨酸）编码氨基酸的密码子：61（一般）或62种P67表4-1U苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸亮氨酸丝氨酸终止终止硒代半胱氨酸亮氨酸丝氨酸终止色氨酸C亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸异亮氨酸苏氨酸赖氨酸精氨酸甲硫氨酸苏氨酸赖氨酸精氨酸G缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸缬氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸缬、甲硫氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸UCAGUCAGUCAGUCAGUCAG第一位碱基第二位碱基第三位碱基苯丙氨酸5’3’一种密码子决定一种氨基酸专一性一种氨基酸可由多种密码子决定简并性几乎所有生物共用一套遗传密码通用性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？1.你认为密码子的简并性对生物体的生存发展有什么意义？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（比如密码子AUG突变为ACC，但都对应苏氨酸）②从密码子的使用频率来看，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，这样可以保证翻译的速度。当今生物可能有着共同的起源（通用性）mRNA进入细胞质后，与什么结构结合，形成合成蛋白质的“生产线”?装配机器——核糖体将氨基酸运送到“生产线”上去的“搬运工”是什么？另一种RNA——tRNA——工具遗传信息的翻译密码子反密码子5’3’苯丙氨酸AAG氨基酸的搬运工——tRNA从携带氨基酸的一端(长臂端）与密码子配对功能：

识别并转运氨基酸。特性：

专一性

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

tRNA上三个碱基能与mRNA上的密码子碱基互补配对结合氨基酸的部位：3’端（长臂端）注意：不是所有的密码子都有与之对应的反密码子。UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’UAC甲硫氨酸问题：tRNA转运来的氨基酸如何在核糖体上形成蛋白质？翻译课本P68图4-7突翻译分为几个步骤？结合部位有几个位点？核糖体位点1位点2翻译课本P68图4-7第1步

mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA，

通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。UAC甲硫氨酸ACGUCACUAUAAmRNA5’3’过程1：突核糖体位点1位点2第2步

携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。ACGUCACUAUAAmRNA5’3’甲硫氨酸GUG组氨酸UAC

翻译过程2：课本P68图4-7突核糖体位点1位点2第3步

甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的

tRNA上。ACGUCACUAUAAmRNA5’3’甲硫氨酸GUG组氨酸UAC翻译过程3：课本P68图4-7突位点1位点2第4步

核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。原位点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。ACGUCACUAUAAmRNA5’3’GUGUAC甲硫氨酸组氨酸UAG色氨酸翻译过程4：课本P68图4-7突位点1位点2就这样，随着核糖体的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来，以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才告终止。ACGUCACUAUAAmRNA5’3’GUG甲硫氨酸组氨酸UAG色氨酸翻译过程：核糖体沿着mRNA移动---5'→3'终止密码子课本P68图4-7突

肽链（脱水缩合）合成后，就从核糖体与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。小结：场所：产物：模板：原料：条件：核糖体(唯一)mRNA蛋白质氨基酸ATP、酶、tRNA碱基互补配对：G－C、C－G、U－A、A－U遗传信息流动：注意：RNA中特有的碱基是U，没有T碱基。翻译的场所只有核糖体，真原核生物都具有核糖体。mRNA蛋白质正在合成的肽链核糖体mRNA①数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，同时合成多条相同的肽链。②意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质③方向：判断依据是多肽链的长短，长的肽链翻译时间久高效翻译的机制核糖体移动方向由肽链_____→肽链_____的方向进行（从左到右）短长先转录后翻译边转录边翻译为什么会是这样呢？原核生物没有核膜，转录和翻译可以发生在同一空间内，所以可以边转录边翻译。真核细胞和原核细胞遗传信息表达的区别真核细胞原核细胞（1）提出者：（2）内容：遗传信息可以从DNA流向DNA，即

；也可以从DNA流向

，进而流向

，即遗传信息的

。克里克DNA的复制RNA蛋白质转录和翻译弗朗西斯·克里克DNARNA蛋白质转录翻译复制三、中心法则1.中心法则的提出2.中心法则的发展资料一：1965年，科学家在RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制。资料二：1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。RNARNARNA复制酶RNADNA逆转录酶注意：RNA病毒一般进行RNA的复制，逆转录的RNA病毒可以进行逆转录过程！

复制DNA逆转录转录复制RNA翻译蛋白质图解总结DNA、RNA是信息的载体蛋白质是信息的表达产物ATP为信息的流动提供能量在遗传信息的流动过程中课本P69突生物种类遗传信息的传递过程以DNA作为遗传物质的生物原核生物真核生物DNA病毒以RNA作为遗传物质的生物一般RNA病毒逆转录病毒(HIV)转录DNARNA翻译蛋白质复制复制RNA翻译蛋白质逆转录转录DNARNA翻译蛋白质复制RNA突复制蛋白质转录翻译基因（DNA）复制RNA逆转录基因表达中相关数量的计算规律DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系：（假设以②链为模板