第4章第1节+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

从原理上分析，利用已灭绝生物的DNA，真的能够使他们复活吗？美国科幻电影《侏罗纪公园》曾轰动一时，影片围绕着虚构的“侏罗纪公园”，展现了丰富而新奇的科学幻想，各种各样的恐龙飞奔跳跃，相互争斗，而这些复活的恐龙是科学家利用提取的恐龙DNA还原而来的。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。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。电影《侏罗纪公园》中的恐龙第4章

第1节基因指导蛋白质的合成对于真核细胞来说：DNA主要存在于细胞核中蛋白质合成的场所是核糖体

DNA为什么不能到细胞质中直接指挥蛋白质的合成？mRNA碱基不同(只存在于DNA)嘌呤(只存在于RNA)(DNA和RNA共有)RNA有U无T，DNA中有T无U嘧啶五碳糖不同组成RNA的是核糖；组成DNA的是脱氧核糖核糖(C5H10O5)脱氧核糖(C5H10O4)核苷酸链RNA一般是单链DNA一般呈双螺旋结构其它区别长度不同：RNA比DNA短。能否通过核孔：RNA能通过核孔，从细胞核转移到细胞质；DNA不能通过核孔。RNA和DNA的比较DNARNA名称基本单位五碳糖含N碱基结构

分布脱氧核苷酸脱氧核糖A.T.G.C双链核糖核苷酸核糖A.U.G.C单链脱氧核糖核酸核糖核酸主要在细胞核主要在细胞质RNA种类转运RNA（tRNA）核糖体RNA（rRNA）信使RNA（mRNA）烟草、烟草花叶病毒中，所含的核苷酸种类和碱基种类各有多少？

实验一：1955年，拉斯特等人用同位素标记的尿核苷酸培养液培养变形虫，短时间后，检测放射性.证明RNA是在细胞核中合成的.同位素标记的尿核苷酸培养液

实验二：将变形虫进行换核实验。结果表明：核RNA大部分进入细胞质中10min二、1、过程遗传信息的转录在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA过程。1.RNA合成的场所、模板、原料和酶、能量分别是什么？2.RNA合成的起始是如何决定的？3.转录出的RNA的碱基序列，与DNA两条单链的碱基序列各有哪些异同？判断1：转录过程中有解旋酶的参与。判断2：以基因中DNA的两条链为模板转录所得到的mRNA是相同的。判断3：遗传信息转录的产物只有mRNA。判断4：所有RNA中都不含氢键。mRNA在细胞核中通过转录形成后，通过核孔到细胞质中与核糖体结合，直接控制蛋白质的合成。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。如果mRNA上的1个碱基决定1种氨基酸：4种碱基→_______种氨基酸如果mRNA上的2个碱基决定1种氨基酸：4种碱基→_______种氨基酸如果mRNA上的3个碱基决定1种氨基酸：4种碱基→_______种氨基酸能够满足组成蛋白质的21种氨基酸的需要。后来，科学家以通过一步步的推测与实验，最终破解了遗传密码。442（16）43（64）遗传密码子的破译1961年克里克实验实验材料：T4噬菌体实验思路：研究其中某个基因的碱基增加或减少对其编码蛋白质的影响实验过程：增加或删除1个/2个/3个碱基，观察是否能正常产生蛋白质。实验结果：①增加或删除1个/2个碱基,无法正常产生蛋白质；②增加或删除3个碱基，可以正常产生蛋白质。实验结论：遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸。遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，密码子之间没有分隔符。1961年蛋白质的体外合成实验科学家：尼伦伯格、马太实验技术：蛋白质的体外合成技术实验过程：①在每个试管中分别加入1种氨基酸；②在每个试管中加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液；③在每个试管中加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。实验结果：加入苯丙氨酸的试管中，出现了多聚苯丙氨酸的肽链。遗传密码子的破译除去DNA和mRNA的细胞提取液人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸肽链实验结论：与苯丙氨酸对应的密码子是UUU（第一个被破译的密码子）。在多位科学家的不断实验下，终于破译了全部64密码子，并编制出密码子表。全国高考1．用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是①同位素标记的tRNA②蛋白质合成所需的酶③同位素标记的苯丙氨酸

④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液A．①②④B．②③④C．③④⑤D．①③⑤mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基，叫做1个密码子。密码子缬氨酸决定密码子甘氨酸决定密码子组氨酸决定第一个碱基第二个碱基第三个碱基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、硒代半胱氨酸色氨酸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（起始）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、甲硫氨酸(起始)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UCAG21种氨基酸的密码子表1.从密码子表可以看出，像苯丙氨酸，亮氨酸这样，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性。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？分析密码子的特点思考·讨论1.当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸。2.当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以保证翻译的速度。

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？分析密码子的特点思考·讨论地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。思考3：请翻译mRNA序列:AUGUUUCAUACUGAAUAG对应的氨基酸序列。思考4：能决定氨基酸的密码子有64种。思考5：一种密码子只对应一种氨基酸，一种氨基酸也只有一种密码子对应。判断9：请翻译mRNA序列:AUGUUUCAUACUGAAUAG对应的氨基酸序列。判断9：请翻译mRNA序列:AUGUUUCAUACUGAAUAG对应的氨基酸序列。判断10：能决定氨基酸的密码子有64种。判断10：能决定氨基酸的密码子有64种。形状：呈三叶草形结构：一端是携带氨基酸的部位；另一端是反密码子。定义：tRNA上可以与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基。特性：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸.反密码子结合氨基酸的部位mRNA在细胞核中转录形成后，通过核孔出来，到细胞质中。翻译的过程CUGAAUGACUCGGCGUUGCUGUCCUGAUCCUAAGGCUUCA甲色ACC组精GACmRNA在细胞质中与核糖体结合GGU翻译的过程位点1位点2位点3UCA甲色ACC组精GAC携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1UCA甲UCAGGU翻译的过程CUGAAUGACUCGGCGUUGCUGUCCUGAUCCUAAGGCU甲UCA位点1位点2位点3CUGAAUGACUCGGCGUUGCUGUCCUGAUCCUAAGGCU色ACC组精GAC携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2甲UCAGGUGGU组GGU组GGU翻译的过程位点1位点2位点3CUGAAUGACUCGGCGUUGCUGUCCUGAUCCUAAGGCU色ACC精GAC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甲翻译的过程位点1位点2位点3位点1位点2位点3色ACC精GAC核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。UCA组GGU甲CUGAAUGACUCGGCGUUGCUGUCCUGAUCCUAAGGCUUCA翻译的过程原位点1的tRNA离开核糖体，原位点2的tRNA进入位点1。位点1位点2位点3色ACC精GAC一个新的携带氨基酸的RNA进入位点2，继续肽链的合成GGU组甲CUGAAUGACUCGGCGUUGCUGUCCUGAUCCUAAGGCUUCAACC色ACC色ACC组甲翻译的过程位点1位点2位点3翻译的过程GAC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。翻译的过程盘曲折叠盘绕聚集思考1：图中翻译的方向是从左到右还是从右到左，判断依据是？思考2：mRNA与核糖体的数量关系是？思考3：3条多肽链其氨基酸序列是否相同？为什么？翻译mRNA分子

碱基互补配对细胞质的核糖体mRNAA－U、U－AG－C、C－GmRNA→蛋白质场所：原则：模板：条件：

遗传信息流动：蛋白质转录翻译21种游离氨基酸、ATP、酶tRNA判断1：核糖体的翻译通常是从mRNA上的起始密码子开始到终止密码子结束。判断2：核糖体上没有水的形成。判断3：翻译过程中需要用到rRNA。判断4：从核糖体上合成的蛋白质已经是成熟蛋白质，不需要加工。真核生物先转录，后翻译DNAmRNARNA聚合酶边转录边翻译原核生物复制转录翻译场所模板原料条件产物特点主要在细胞核主要在细胞核核糖体DNA的两条单链DNA的一条链mRNA4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸21种氨基酸ATP、解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶、ATPATP、tRNA、酶2个双链DNA1个单链RNA多肽链半保留复制；边解旋边复制；多起点复制边解旋边转录；单链转录1条mRNA可同时合成多条肽链mRNA蛋白质DNARNADNADNA遗传信息传递：遗传信息的复制、转录、翻译比较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。DNARNA蛋白质转录翻译DNARNA蛋白质转录翻译逆转录复制1.病毒:烟草花叶病毒（TMV）、人免疫缺陷病毒（HIV）、噬菌体2.具备分裂能力的细胞