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

第4章

基因的表达第1节

基因指导蛋白质的合成本节聚焦基因如何指导蛋白质的合成？中心法则是如何描述遗传信息的传递规律的？几乎所有生物共用同一套密码子的基本事实，给我们什么启示？基因蛋白质基因基因是有遗传效应的DNA片段，DNA主要存在于细胞核蛋白质合成细胞质中的核糖体上如何指导？DNA细胞质中的核糖体细胞核基因(2nm)核孔(0.9nm)科学家推测在DNA和蛋白质之间有中间物质充当信使。基因主要分布于哪里？蛋白质合成的场所呢？复习引入研究发现信使就是RNA。转录翻译基因的表达蛋白质DNARNA信使以

信使DNA蛋白质的合成指导RNA基因蛋白质请阅读课本P64-65，并完成以下思考：RNA的组成元素、基本单位、空间结构？总结RNA适于作DNA的信使的原因？RNA的种类有哪些？分别具有什么功能?遗传信息的转录2、基本单位：C、H、O、N、P1、元素组成：核糖核苷酸A腺嘌呤G鸟嘌呤C胞嘧啶U尿嘧啶聚合RNA（核糖核酸）3、空间结构：一般是单链，而且比DNA短4、RNA适于作为信使的原因：②RNA能通过核孔，从细胞核转移到细胞质。RNA由4种核糖核苷酸连接而成→碱基的排列顺序多种多样→①能储存遗传信息。DNARNARNAP65种类mRNAtRNArRNA名称信使RNA转运RNA核糖体RNA功能结构示意图共同点遗传信息传递的媒介转运氨基酸的工具组成核糖体单链单链，部分碱基配对形成三叶草型结构单链①都是转录产物

②基本单位相同

③都与翻译过程有关5、RNA的种类及作用RNAP65比较项目DNARNA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TURNA与DNA比较P65-66【任务】请阅读课本P64，并完成以下思考：转录的概念及场所？阐述转录的基本过程？转录需要哪些条件?转录与DNA复制的异同?遗传信息的转录P652、场所:真核生物：原核生物：细胞核（主要）叶绿体和线粒体1、概念：通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA过程。拟核、质粒3、产物:遗传信息的转录P654、过程:解旋→配对→连接→释放产生RNA（mRNA、tRNA、rRNA等）DNA3'3'5'5'5'①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。不需要解旋酶游离的4种核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNA模板链新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。④释放合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。3'③连接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配对遗传信息的转录P655、条件：模版原料能量酶RNA聚合酶破坏氢键催化形成磷酸二酯键ATP4种游离的核糖核苷酸碱基互补配对原则8、特点:边解旋边转录；单链转录。9、实质:6、原则：A—U、T—A、C—G、G—CDNA的一条链的片段7、方向:5′-端→3′-端遗传信息的转录P65遗传信息从

DNA→RNA转录以基因为单位，不同基因模板链不同。分裂间期和分裂期可以进行转录吗？分裂期的染色体高度螺旋，DNA无法解旋，转录无法发生。遗传信息的转录P65提醒：每次转录的只是DNA分子特定的片段（基因），

该片段携带的遗传信息能准确地传递给mRNA分子。相同点：都需要模板、酶、能量等；边解旋边复制，边解旋边转录；都遵循碱基互补配对原则。意义：碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。1、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？2、与DNA复制相比，转录所需要原料和酶有什么不同？DNA复制的原料：四种脱氧核苷酸；酶：解旋酶和DNA聚合酶转录的原料：四种核糖核苷酸；酶：RNA聚合酶.遗传信息的转录P66思考•讨论DNA双链片段a链b链CGAACCTCACGC信使RNAGCTTGGAGTGCGGCUUGGAGUGCG与模板链：碱基互补配对与非模板链：碱基序列基本相同（T变成U）3.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点？遗传信息的转录P66思考•讨论比较项目DNA复制转录时间场所模板原料酶产物，，配对方式特点方向细胞分裂前的间期生长发育过程主要在细胞核或拟核中，少部分在线粒体、叶绿体、细胞质中DNA的两条链DNA的一条链游离的4种脱氧核苷酸游离的4种核糖核苷酸解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶A—T、G—C、C—G、T—A

A—U、G—C、C—G、T—A

半保留复制、边解旋边复制边解旋边转录新链（酶）从5′-端→3′-端延伸2个子代DNA分子RNA(mRNA、tRNA、rRNA)遗传信息的转录P66思考•讨论[例1]

(2025·河北高考)M和N是同一染色体上两个基因的部分序列，其转录方向如图所示。表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是(

)编号M的转录产物编号N的转录产物①5′­UCUACA­3′③5′­AGCUGU­3′②5′­UGUAGA­3′④5′­ACAGCU­3′A.①③

B．①④

C．②③

D．②④【典题·例析】P81C转录的方向为模板链DNA的3′→5′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RNADNA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【典题·例析】P81[例2]

下图表示细胞核中所完成的mRNA的形成过程示意图，有关叙述正确的是(

)A转录时，RNA子链的延伸方向为5′端→3′端，与RNA聚合酶的移动方向一致。A．该过程可发生在线粒体内B．该过程与DNA复制时碱基互补配对方式完全相同C．该过程涉及ATP的消耗D．游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基相撞1．如图表示在人体细胞核中进行的某一生命过程，据图分析，下列说法错误的是(

)【应用·体验】P81B2．下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是(

)A．tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来B．同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生C．细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生D．转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补C【应用·体验】P81回顾：遗传信息的转录转录解旋配对连接释放基因的一条链4种游离的核糖核苷酸RNA聚合酶mRNA思考：mRNA上的遗传信息到达细胞质后，细胞又是怎样解读的呢？mRNA上的遗传信息如何传递到蛋白质上呢？(破坏氢键)(聚合磷酸二酯键)1.概念：游离在细胞质中的各种_______,以_____为模板合成具有一定氨基酸顺序的_______的过程。氨基酸mRNA蛋白质2.实质：将mRNA的_____序列翻译为蛋白质的_______序列。氨基酸碱基思考：碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的呢？UUAGAUAUCmRNA蛋白质翻译一对一？二对一？三对一？？××活动：阅读教材P66第三、四段，回答问题。遗传信息的翻译P673.密码子：______上__个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个_______。mRNA3密码子问题：密码子有多少种？64种决定64种氨基酸？遗传信息的翻译P67【任务】请阅读课本P67表4-1，并完成以下思考：起始密码子是什么？起始密码子编码什么氨基酸？

终止密码子有几个？终止密码子编码氨基酸吗？一种密码子决定几种氨基酸？一种氨基酸有几种密码子？密码子具有哪些特点？每个特点对应的意义？绝大多数氨基酸可以由几种不同的密码子决定。密码子特点：简并性:通用性:增强密码子的容错性。当今生物可能有着共同的起源。起始密码子：起始翻译，作为多肽链合成的起始信号。终止密码子：终止翻译，终止多肽链的合成。概念：信使RNA上决定1个氨基酸的

。

种类：共

种，其中编码氨基酸的密码子有

种。

其中起始密码子

种（AUG甲硫氨酸，GUG缬氨酸）

终止密码子

种（编码氨基酸：UGA，

不编码氨基酸：UAA、UAG）。

数量关系：1种密码子决定

种氨基酸；

而1种氨基酸却可以由

种不同密码子决定。3个相邻碱基64622311种或多密码子思考：游离在细胞质基质中的氨基酸，是怎样被运送到合成蛋

白质的“生产线”上的呢？遗传信息的翻译P674.“搬运工”——tRNAUGA(1)形态：RNA链经过折叠，形成三叶草的叶形(2)功能：识别并结合氨基酸结合部位：3’端（长壁端）思考：是否会搬运错误呢？(3)反密码子：

每个tRNA的另一端都有3个相邻的碱基，可以与mRNA上的密码子配对，叫作反密码子。注意：决定氨基酸的是密码子！遗传信息的翻译P67AAC【任务】请阅读课本P67-68，并完成以下思考：翻译从什么位置开始，在什么位置结束？翻译过程是核糖体移动？还是mRNA在移动？尝试概述翻译过程遗传信息的翻译P665、过程：CUGAAUGACUCGGCGUUGCUGUCCUGAUCCUAAGGCUUCA甲色ACC组精GAC第1步：mRNA在细胞质中与核糖体结合GGU3'5'遗传信息的翻译P66位点1位点2位点EUCA甲色ACC组精GAC第1步：携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1UCA甲UCAGGUCUGAAUGACUCGGCGUUGCUGUCCUGAUCCUAAGGCU甲UCA3'5'5、过程：遗传信息的翻译P66位点1位点2位点ECUGAAUGACUCGGCGUUGCUGUCCUGAUCCUAAGGCU色ACC组精GAC第2步：携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2甲UCAGGUGGU组GGU组GGU3'5'5、过程：遗传信息的翻译P66位点1位点2位点ECUGAAUGACUCGGCGUUGCUGUCCUGAUCCUAAGGCU色ACC精GAC第3步：甲硫氨酸与组氨酸形成肽键，

从而转移到位点2的tRNA上甲UCA组GGU甲3'5'5、过程：遗传信息的翻译P66位点1位点2位点E位点1位点2位点E色ACC精GAC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。UCA组GGU甲CUGAAUGACUCGGCGUUGCUGUCCUGAUCCUAAGGCUUCA3'5'5、过程：遗传信息的翻译P66位点1位点2位点EGAC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。GGUCUGAAUGACUCGGCGUUGCUGUCCUGAUCCUAAGGCUUCAACCAGG半色组甲精谷半脯丝UCU终止密码子3'5'翻译方向5、过程：遗传信息的翻译P662）条件mRNA21种氨基酸ATP5）产物：具有一定氨基酸顺序的肽链(脱离时是不成熟的肽链，需要在内质网、高尔基体中加工成蛋白质)1）场所：细胞质中的核糖体tRNA3）配对方式：6）遗传信息传递的方向：mRNA→蛋白质多种酶模版原料能量酶搬运工具A—U、U—A、C—G、G—C4）方向：核糖体

沿着

mRNA

5’端往3’端移动小结：遗传信息的翻译P661.图中①、⑥分别是什么分子或结构？最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？相同。因为它们的模板是同一条mRNA。①②③④⑤⑥①mRNA；⑥核糖体2.图中核糖体移动的方向是怎样的？由肽链_____→

肽链_____的方向进行短长3.图中所示的翻译特点是？其意义是什么？形成多聚核糖体：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。意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。遗传信息的翻译P69【任务】请阅读课本P69，并完成以下思考：请据图概括真核生物和原核生物转录、翻译的区别先转录后翻译真核生物转录、翻译示意图原核生物转录、翻译示意图边转录边翻译遗传信息的翻译

[例1]下图表示某真核生物细胞内发生的一系列生理变化，Y表示具有某种功能的酶，请据图分析下面有关叙述，错误的是（

）

A.Y为RNA聚合酶B.该图中最多含5种碱基、8种核苷酸C.过程Ⅰ主要在细胞核内进行，过程Ⅱ在细胞质基质中进行D.b部位发生的碱基互补配对方式可能有T—A、A—U、C—G、

G—CC【典题·例析】P83[例2]已知AUG、GUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子。某原核生物的一个信使RNA碱基排列顺序如下：A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40个碱基)……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U，此信使RNA控制合成的一条多肽链失去的水分子的个数为(

)A．20个 B．15个C．16个 D．18个【典题·例析】P83BCTACCACTGGATGGTGACGAUGGUGACDNA的遗传信息mRNA蛋白质的氨基酸排列顺序转录翻译氨基酸n3n6n氨基酸数目＝tRNA数目注意：无特别说明，不考虑终止密码基因表达过程中的数量计算

P83实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因:

基因中的内含子转录后被剪切。

在基因中，有的片段(非编码区)起调控作用，不转录。

合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。

转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。DNA复制转录翻译时间细胞分裂的间期（S期）主要间期（能分裂细胞)或整个生命进程(不分裂细胞)场所主要是细胞核主要是细胞核细胞质中的核糖体模板亲代DNA的两条链DNA的一条链mRNA原料4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸21种氨基酸产物完全相同的两个DNA分子RNA蛋白质(多肽)碱基配对A—T、T—AC—G、G—CA—U、T—AC—G、G—CA—U、U—AC—G、G—C模板去向两个子代DNA分别进入中重新螺旋，恢复原样水解成单个核糖核苷酸特点①半保留复制②边解旋边复制边解旋边转录一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链信息传递意义遗传信息的复制、转录和翻译DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质传递遗传信息表达遗传信息复制、转录和翻译的比较项目复制转录翻译场所主要在______主要在______核糖体模板DNA的____链DNA的____链mRNA原料4种脱氧核糖核苷酸4种核糖核苷酸21种氨基酸原则产物两个子代DNA蛋白质信息传递DNA→_____DNA→_________→______归纳：细胞核细胞核两条一条A-T、G-CT-A、G-CA-U、A-U、G-CRNADNAmRNAmRNA蛋白质DNADNA基因的表达T-A、C-GU-A、C-GC-G活动:请将上述遗传信息的传递途径汇总在一个图中(用箭头和物质名称表示)DNA复制转录RNA翻译蛋白质1.提出者：克里克2.内容图解：随着研究的不断深入，科学家对中心法则作出了补充：【资料1】许多RNA病毒（如烟草花叶病毒）在感染宿主细胞后，其RNA能进行自我复制；这