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

第4章

基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成果果仔DNA核糖体肽链核膜基因指导蛋白质合成的过程，

叫基因的表达。DNARNA？蛋白质提出问题实验思路加入RNA酶，观察蛋白质合成情况（减法原理）；再加入从细胞提取的RNA，观察蛋白质的合成情况（二次对照）。预期结果加入RNA酶后，蛋白质合成停止，再加入细胞中提取的RNA后，细胞又可重新合成蛋白质。实验证据①1955年Brachet用洋葱根尖和变形虫进行了实验；若加入RNA酶降解细胞中的RNA，则蛋白质合成就停止，若再加入从酵母中提取的RNA，则又可以重新合成一些蛋白质。②同年Goldstein和Plaut用放射性同位素标记变形虫RNA的合成原料（尿嘧啶核糖核苷酸），一段时间后发现放射性都在核内；然后将细胞核转移到未标记的变形虫中。经过一段时间发现放射性已在细胞质中。实验结论RNA是基因与蛋白质之间的信使。请设计实验说明RNA可能是基因与蛋白质之间的信使核糖核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖DNA胸腺嘧啶（T）磷酸腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）RNA核糖尿嘧啶（U）tRNAmRNArRNARNA一般为单链，而且比DNA短，因此RNA可以携带遗传信息通过核孔进入细胞质，用于指导蛋白质的合成。RNA主要有三种：mRNA（信使RNA）、rRNA（核糖体RNA）和tRNA（转运RNA）。遗传信息的转录RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。mRNA、rRNA和tRNA都是转录而来的。①RNA聚合酶将DNA双链解开，碱基暴露出来【解旋】②游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对【配对】③在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的RNA分子上【连接】④合成的RNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复【释放】遗传信息的转录模板链非模板链原料转录的方向RNA的5’→

3’端不需要解旋酶A-U,T-A,C-G,G-C形成磷酸二酯键转录

碱基互补配对原则：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体、拟核、ATP、RNA聚合酶A-U、T-A、G-C、C-GDNA→mRNA场所：原则：模板：条件：

遗传信息传递：时间：活细胞新陈代谢过程中DNARNA遗传信息的转录DNA的一条链（片段）4种核糖核苷酸转录得到的RNA与_______链互补，RNA的___替换为____即与非模板链的序列一致。模板UT遗传信息的转录DNA复制DNA转录模板原料碱基互补配对原则酶产物时间场所遗传信息的传递2个子代DNA分子mRNA/rRNA/tRNADNA的两条链DNA的一条链四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸A-T;T-A;C-G;G-CA-U;T-A;C-G;G-C解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶细胞核(主要)、叶绿体、线粒体、拟核细胞分裂前的间期细胞代谢过程中DNA→DNADNA→RNA遗传信息的翻译mRNA合成以后，通过核孔进入细胞质中。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，这一过程叫作翻译。mRNA蛋白质4种核糖核苷酸排序21种氨基酸排序组成人体蛋白质的氨基酸有21种，至少需要3个碱基对应1个氨基酸碱基和氨基酸间的对应关系可能最多编码的氨基酸种类1个碱基→1个氨基酸2个碱基→1个氨基酸3个碱基→1个氨基酸4个碱基→1个氨基酸…………三联体密码的提出野生型噬菌体插入或删掉3个相邻碱基噬菌体能侵染细菌，使细菌死亡野生型噬菌体噬菌体不能侵染细菌，不能使细菌死亡插入或删掉1个或2个相邻碱基41664256遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸，且以非重读的方式阅读，密码子之间没有分隔符。mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基叫做1个密码子。遗传信息的翻译mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基叫做1个密码子。遗传信息的翻译科学家尼伦伯格和马太做了如下实验：①取多支试管，每支试管加入纯化后的一种氨基酸（不重复）。②向每支试管中加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液。③给每支试管加入人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸（UUUUUUU……）。④检测每支试管中肽链的合成情况。UUU是苯丙氨酸的密码子实验结论：第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸丝氨酸终止终止、硒代半胱氨酸A亮氨酸丝氨酸终止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸U异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸C异亮氨酸苏氨酸赖氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）苏氨酸赖氨酸精氨酸GG缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C缬氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A缬氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸G①真核生物用AUG作为起始密码子，原核生物还可用GUG作为起始密码子，此时编码甲硫氨酸②正常情况下UGA是不编码氨基酸，特殊情况下编码硒代半胱氨酸。密码子共有_______个，其中能编码氨基酸的密码子有________个，

不能编码氨基酸的密码子称为_____________,有____个。密码子的读取方向是mRNA的__________,且不重复读取。6461-62终止密码子

35’→3’端

遗传信息的翻译绝大多数氨基酸都有____个密码子1)密码子的简并性几乎所有的生物都共用一套密码子2)密码子的通用性多

①由于密码子的简并性，当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸;（容错）②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。（高效）遗传信息的翻译反密码子遗传信息的翻译tRNA是____（单/双）链结构，一种tRNA能携带____种氨基酸，终止密码子没有对应的tRNA。tRNA结合氨基酸的部位在其____端161-62共有_________种tRNA，运输21种氨基酸3’单有双链区（有碱基对）遗传信息的翻译1UACAUG2一个核糖体有2个tRNA的结合位点5’3’mRNA核糖体tRNA遗传信息的翻译

以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫作翻译。1UACAUG2核糖体沿着mRNA移动，mRNA不动核糖体上发生脱水缩合5’3’mRNA核糖体遗传信息的翻译

以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫作翻译。AUG1235’3’mRNA核糖体遗传信息的翻译

以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫作翻译。一个mRNA可以相继结合多个核糖体从起始密码子开始转录，到终止密码子结束结果：先后得到多条相同的肽链翻译（核糖体移动）的方向：mRNA的__________213212165743215’3’mRNA核糖体5’→3’少量mRNA可以迅速合成大量蛋白

遗传信息的翻译

以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫作翻译。遗传信息的翻译

以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫作翻译。DNARNA蛋白质转录

基因指导蛋白质合成的过程，

叫基因的表达。遗传信息的翻译

以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫作翻译。翻译

DNA复制转录翻译模板DNA的两条链DNA的一条链原料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸碱基互补配对原则A-T;T-A;C-G;G-CA-U;T-A;C-G;G-C酶解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶产物2个子代DNA分子mRNA/rRNA/tRNA时间细胞分裂前的间期细胞代谢过程中场所细胞核(主要)、叶绿体、线粒体、拟核遗传信息的传递DNA→DNADNA→RNA方向mRNA21种氨基酸A-U;U-A;C-G;G-C多种酶肽链细胞代谢过程中核糖体（细胞质）RNA→蛋白质子链的5’→3’RNA的5’→3’mRNA的5’→3’原核细胞：边转录边翻译真核细胞：先转录（细胞核）后翻译（细胞质）（1）图1表示真核细胞的________过程。图中①是________，⑥是________，②、③、④、⑤表示正在合成的4条______，核糖体的移动方向是___________。（2）图2表示原核细胞的

过程，图中①是________________，②、③、④、⑤表示正在合成的4条__________。mRNA核糖体肽链向左翻译边转录边翻译DNA（基因）的一条链mRNA终止子启动子用于翻译的mRNA非编码区非编码区编码区（可转录）转录蛋白质翻译调控调控启动子：与RNA聚合酶识别并结合，启动转录上游下游原核细胞的一个基因终止子启动子非编码区非编码区编码区（可转录）（不连续）转录调控调控上游下游真核细胞的一个基因用于翻译的mRNA切除切除剪接转录所得mRNA外显子内含子内含子外显子外显子翻译蛋白质某同学进行了下面的实验：步骤①：获取某个基因的双链DNA片段及其mRNA；步骤②：加热DNA双链使之成为单链，并与步骤①所获得的mRNA按照碱基配对原则形成双链分子；步骤③：制片、染色、电镜观察，可观察到图中结果。（1）图中凸环形成的原因是（2）DNA与mRNA形成的双链分子中碱基配对类型有____种，分别是________________。DNA中有内含子序列，mRNA中没有对应序列，变性后DNA的模板链与mRNA形成双链分子时，内含子序列形成凸环。3A-U，T-A，C-G①基因中的内含子转录后被剪切。②在基因中，有的片段(非编码区)起调控作用，不转录。③合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。④转录出的mRNA中有终止密码子，该密码子不编码氨基酸。【翻译中的有关计算】（2）实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因:（1）DNA碱基数:mRNA碱基数:氨基酸数

=6:3:11957年克里克提出中心法则：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。少数生物遗传信息可以从RNA流向RNA（RNA复制）或RNA流向DNA（逆转录）生命是物质、能量和信息的统一体中心法则RNA病毒逆转录病毒：HIVRNA复制病毒RNA有传递遗传信息、催化反应