4.1+基因指导蛋白质的合成课件-2025-2026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12RNA适于作DNA的信使的条件遗传信息的转录34遗传信息的翻译中心法则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？苏云金杆菌提取Bt抗虫蛋白基因导入棉花细胞Bt抗虫蛋白Bt基因表达原来，基因可以控制蛋白质的合成，这个过程就是基因的表达。问题探讨转录翻译蛋白质DNARNA蛋白质转录翻译遗传信息5①基本单位：核糖核苷酸磷酸基团核糖含氮碱基核糖P含氮碱基CH2O1'2'3'4'5'OHHOHHHH核糖PA核糖PC核糖PG核糖PU(4种)C、H、O、N、PRNARNA是另一类核酸，它的分子组成与DNA的很相似。1、RNA适于作DNA的信使的条件②种类：RNAmRNAtRNArRNA1、RNA适于作DNA的信使的条件核糖PA核糖PC核糖PG核糖PUmRNA的平面结构图DNA分子的平面结构图脱氧核糖PA脱氧核糖PC脱氧核糖PG脱氧核糖PT脱氧核糖PTC脱氧核糖PG脱氧核糖PA脱氧核糖P③比较DNA和RNA的结构，分析并归纳。1、RNA适于作DNA的信使的条件③比较DNA和RNA的结构，分析并归纳。项目DNARNA组成元素基本单位化学组成磷酸五碳糖碱基分布结构C、H、O、N、P脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖A、C、G、TA、C、G、U一分子磷酸一分子磷酸双螺旋结构大多数单链结构主要在细胞核主要存在于细胞质1、RNA适于作DNA的信使的条件核孔核膜④归纳RNA适于作DNA的信使条件：（1）RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。（2）RNA与DNA的结构相似，能够储存遗传信息。DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的?1、RNA适于作DNA的信使的条件转录的方向RNA聚合酶DNAmRNA5'3'5'3'游离的核糖核苷酸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过程。①转录的概念：②条件模板：原料：酶：能量：DNA的一条链RNA聚合酶游离的四种核糖核苷酸

ATP④产物：mRNA、tRNA、rRNA③原则：碱基互补配对2、遗传信息的转录转录的方向RNA聚合酶DNAmRNA5'3'5'3'游离的核糖核苷酸⑤过程：第1步

DNA双链解开，碱基暴露第2步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的合成第3步新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上第4步合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复2、遗传信息的转录AGTAC

AAATAGCUGACGGUUURNA聚合酶模拟转录过程2、遗传信息的转录AGT

ACAAAT

AGCGACGGUUUURNA聚合酶模拟转录过程2、遗传信息的转录AGT

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AGCGACGGUUUURNA聚合酶模拟转录过程2、遗传信息的转录AGT

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GCGACGGUUUUARNA聚合酶模拟转录过程2、遗传信息的转录AGT

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GCGACGUUGUUARNA聚合酶模拟转录过程2、遗传信息的转录AGT

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GCGACGUGUUAURNA聚合酶模拟转录过程2、遗传信息的转录AGT

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GCGACGGUUAUUARNA聚合酶模拟转录过程2、遗传信息的转录AGT

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GCGCGGUUAUUAURNA聚合酶模拟转录过程2、遗传信息的转录AGT

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GGCGGUUAUUAUCRNA聚合酶模拟转录过程2、遗传信息的转录AG

T

ACAAAT

GGCGGUUAUUAUCmRNADNA上的遗传信息就传递到mRNA上RNA聚合酶模拟转录过程2、遗传信息的转录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？复制转录时间场所模板原料酶产物细胞分裂(有丝和减Ⅰ前的间期个体生长发育的整个过程主要在细胞核(线粒体、叶绿体

)

主要在细胞核(线粒体、叶绿体

)

DNA的两条链DNA的一条模板链4种脱氧核苷酸。4种核糖核苷酸。解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶两个双链DNARNA（mRNA、tRNA、rRNA）思考讨论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？复制转录特点碱基配对遗传信息传递半保留复制（多起点边解旋边双向复制）边解旋边转录（原核细胞：边转录边翻译）A－T、T－AG－C、C－GA－U、T－AG－C、C－GDNA→DNADNA→mRNA碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性思考讨论2．与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？复制转录原料酶4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶思考讨论3．转录成的RNA的碱基序列，与DNA两条单链的碱基序列各有哪些异同？AGTTCGGAACTCAAGCCTTGαβAGTTCGGAAC转录UCAAGCCUUGαDNADNA的一条链RNA转录成的RNA的碱基与DNA模板链（α）的碱基是互补配对的关系，该RNA的碱基序列与另一条非模板链（β）的碱基序列的区别是RNA链上的碱基U，对应在非模板链（β）上的碱基是T。思考讨论知识梳理转录的实质：通过转录，遗传信息由DNA传递给了mRNA。AGTACGGAACTCATGCCTTGαβAGTACGGAAC转录UCAUGGCCUUGαDNADNA的一条链RNADNA上的碱基排列顺序那么，遗传信息到达细胞质后，细胞又是怎样解读的呢？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。①概念：转录得到的RNA是核糖核酸，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列与蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序有何关系？3、遗传信息的翻译mRNA：碱基的数量蛋白质：氨基酸的数量碱基的排列顺序碱基的种类氨基酸的排列顺序氨基酸的种类4种21种讨论：4种碱基是怎样决定蛋白质的21种氨基酸的呢？碱基与氨基酸的对应关系是怎样的？1个碱基决定一个氨基酸，则只能决定：决定决定决定2个碱基决定一个氨基酸，则只能决定：3个碱基决定一个氨基酸，则只能决定：41=442=1643=643、遗传信息的翻译②密码子:mRNA5'3'密码子密码子密码子决定决定决定缬氨酸组氨酸精氨酸mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子3、遗传信息的翻译21种氨基酸的密码子表1.试着找出苯丙氨酸、丝氨酸的密码子是？2.有找到特殊密码子吗？UUU、UUCAGU、AGC真核生物的起始密码子均为AUG，编码甲硫氨酸原核生物GUG也可以是起始密码子，编码甲硫氨酸。但，GUG作为肽链中间的密码子，编码缬氨酸。起始密码子：终止密码子：AUG、GUGUAA、UAG、UGA3、遗传信息的翻译概念：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甲硫氨酸）

终止密码子

种（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②密码子:3、遗传信息的翻译小结遗传密码的特点：（1）遗传密码共64个，能决定氨基酸的遗传密码有62个（含UGA）。有3个终止密码子（含UGA），一般情况下没有对应的氨基酸。（2）密码子的专一性：一个密码子决定一个特定的氨基酸。（3）密码子的简并性：多数氨基酸有2个以上的密码子。（4）密码子的通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。3、遗传信息的翻译③tRNA(转运RNA)结构：RNA链经过折叠，看上去像三叶草的叶形形态：其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。结合氨基酸的部位碱基配对种类：61+1种数量关系：1种tRNA只能转运1种氨基酸；1种氨基酸可由1种或多种tRNA转运。3、遗传信息的翻译反密码子书写方向5-3读取方向3-5(长臂端）④mRNA翻译成蛋白质的过程5'3'5'3'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第2步携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点23、遗传信息的翻译5'3'5'3'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④mRNA翻译成蛋白质的过程第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，继续肽链的合成核糖体移动方向随着核糖体的移动，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。3、遗传信息的翻译肽链合成后，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。氨基酸肽链蛋白质3、遗传信息的翻译如何在短时间内由一条mRNA合成出多个相同的蛋白质分子？（1）结合右图，如何判断翻译的方向？（2）翻译结束后得到的多条肽链有什么特点？为什么？左→右氨基酸序列相同一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链因为模板mRNA相同3、遗传信息的翻译多聚核糖体真核生物先转录，后翻译DNAmRNARNA聚合酶边转录边翻译原核生物真核与原核生物转录翻译的区别3、遗传信息的翻译ATACGGAACαTATGCCTTGβ转录UAUGCCUUGDNA模板链RNADNA、RNA的碱基和氨基酸的数量关系ATACGGAACα翻译遗传信息密码子反密码子AUACGGCAA酪氨酸丙氨酸缬氨酸肽链氨基酸3、遗传信息的翻译DNA、RNA的碱基和氨基酸的数量关系(1)DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1。3、遗传信息的翻译(2)计算中“最多”和“最少”的分析DNA、RNA的碱基和氨基酸的数量关系①翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。②基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。③注意“最多”或“最少”：在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字，如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。3、遗传信息的翻译科学家克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律，并于1957年提出了中心法则：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。DNA复制转录RNA翻译蛋白质4、中心法则逆转录复制DNA复制转录RNA翻译蛋白质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（如脊髓灰质炎病毒、双链RNA噬菌体等）在感染宿主细胞后，其RNA能进行自我复制；一些小型核酶（如锤头核酶、发夹核酶等）也参与自我复制，表明有一部分RNA具有自我