4.1基因指导蛋白质的合成 ppt课件 -2023新人教版（2019）《高中生物》必修第二册.pptx

1、资料资料1：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。转基因棉花（右）Bt抗虫抗虫蛋白基因蛋白基因Bt抗虫抗虫蛋白蛋白控制合成控制合成抗虫抗虫表现性状表现性状基因可以控制蛋白的合成，这个过程就是基因的表达。基因可以控制蛋白的合成，这个过程就是基因的表达。第1节 基因指导蛋白质的合成核糖体DNA蛋白质问题探讨核孔核孔实现核质之间频繁的物质交换和信息交流DNA(基因）主要存在于主要存在于细胞核中细胞核中蛋白质的合成在细胞质中的在细胞质中的核糖体上进行核糖体上进行信使信使寻找信使？资料1：1 1955955年，戈德斯坦和普劳特观察到放射性物质年，戈

2、德斯坦和普劳特观察到放射性物质标标记的记的RNARNA从细胞核转移到细胞质。从细胞核转移到细胞质。资料2：19551955年，布拉切特以洋葱根尖和变形虫为材料，用年，布拉切特以洋葱根尖和变形虫为材料，用RNARNA酶酶分解细胞中的分解细胞中的RNARNA，蛋白质的合成就停止，蛋白质的合成就停止。如果。如果再加入再加入酵母中提取酵母中提取的的RNARNA，蛋白质又开始合成，蛋白质又开始合成。p 1.RNA为什么适合作DNA的信使？（结构与功能的关系）p 2.RNA与DNA在化学组成和结构上的区别有哪些？p 3.RNA的种类？功能？思考：RNA一般是一般是单链单链，而且比，而且比DNA短，因此短，

3、因此能够通过核孔能够通过核孔，从，从细胞核转移到细胞质中；细胞核转移到细胞质中；单链单链RNA稳定性差，容易降解代谢稳定性差，容易降解代谢。4种核种核糖核糖核苷酸苷酸组成组成，能携带遗传信息能携带遗传信息；“碱基互补配对原则”；RNA适合做信使的物质和结构基础DNA化学组成：化学组成：RNA与DNA的关系中遵循结构结构RNA与DNA在化学组成和结构上的区别单链单链转运氨基酸转运氨基酸 转运转运RNARNA(tRNAtRNA）核糖体核糖体RNARNA(rRNA(rRNA）单链单链核糖体组成部分核糖体组成部分传递遗传信息单链单链信使信使RNARNA(mRNA(mRNA）作为某些病毒的遗传物质某些R

4、NA具有催化作用结合学过的内容,归纳RNA的作用还有哪些?RNA的种类及功能的种类及功能遗传信息的转录过程什么是转录？场所？转录的具体过程？转录的结果？转录需要的原料是？模板？碱基如何配对？遗传信息的流动方向？UAAGUCCCTTGGAAARNA聚合酶 1 解旋RNARNA聚合酶聚合酶与与编码蛋白质的编码蛋白质的一段一段DNADNA结合，使结合，使DNADNA双链双链解开解开，碱基暴露出来。，碱基暴露出来。游离的游离的核糖核苷酸核糖核苷酸与与DNADNA模板链模板链上的上的碱基互补配对碱基互补配对，在，在RNARNA聚合聚合酶酶的作用下开始的作用下开始mRNAmRNA的合成。的合成。新结合的核

5、糖核苷酸连接到新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的正在合成的mRNAmRNA分子上。分子上。4 释放3 连接合成的合成的mRNAmRNA从从DNADNA链上释放。而链上释放。而后，后，DNADNA双螺旋双螺旋恢复恢复。1.遗传信息的转录2 配对通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。（1）定义：通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。（2）场所：（3）条件：真核生物：细胞核（主要）、叶绿体和线粒体（基质）原核生物：拟核、细胞质原料：4种游离的核糖核苷酸模板：DNA的一条链的片断能量：ATP酶：RNA聚合酶1.遗传信息的转录一 遗传信息的转录思考讨论 遗传信息的转录

6、过程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，转录需要的原料和酶各有什么不同？3.转录产生的RNA的碱基序列与其模板链的碱基序列有何异同点？与DNA的另外一条链的碱基序列有何异同点？都需要模板,都遵循碱基互补配对原则;碱基互补配对原则保证遗传信息转录的准确性;DNA转录：核糖核苷酸为原料，RNA聚合酶DNA复制：脱氧核糖核苷酸为原料，解旋酶和DNA聚合酶转录时，游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，该RNA的碱基序列与DNA另一条链（非模板链）的碱基序列的区别是RNA链上的碱基U。对应在非模板链上的碱基是T。一 遗传信息的转录比较

7、项目比较项目DNA复制复制DNA转录转录模板原料碱基互补配对原则酶产物DNARNADNA的两两条链DNA的一一条链四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸A-T；G-CA-U；T-A；G-C解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶小试牛刀1.下列关于真核细胞中转录的叙述，正确的是（）A.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生B.转录时RNA聚合酶的结合位点在RNA上C.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来D.一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板翻译翻译：游离在：游离在细胞质细胞质中的各种氨基酸，以中的各种氨基酸，以mRNA为模板为模板合成具有合成具有一一定氨基酸序列的蛋白质定氨基酸序列的蛋白质，

8、这一过程叫作翻译。，这一过程叫作翻译。UAUGCAUGAUCGAGCUU实质实质mRNA碱基序列碱基序列蛋白质蛋白质氨基酸序列氨基酸序列碱基碱基4种种氨基酸氨基酸21种种二、遗传信息的翻译pmRNA上的4种碱基怎么决定蛋白质的21种氨基酸？决定一个氨基酸碱基个数决定氨基酸种类图示1个2个 3个氨基酸氨基酸AUCG 4氨基酸氨基酸AUCG 4AUCG 4氨基氨基酸酸AUCG 4AUCG 4AUCG 4442164364（一）翻译的概念（一）翻译的概念 1961年年,克里克对克里克对T4噬菌体噬菌体DNA上的一个基因进行处理，上的一个基因进行处理，使使DNA增加或减少碱基。增加或减少碱基。通过这样

9、的方法他们发现加入或减少通过这样的方法他们发现加入或减少1个和个和2个碱基都会个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正常功能的蛋白质，而加入或减引起噬菌体突变，无法产生正常功能的蛋白质，而加入或减少少3个碱基时却可以合成正常功能的蛋白质。个碱基时却可以合成正常功能的蛋白质。（二）密码子与（二）密码子与反密码子（书本反密码子（书本P70P70）实验证明实验证明:mRNA中中3个碱基编码个碱基编码1个氨基酸，个氨基酸，称称三联体密码子三联体密码子同时表明同时表明:遗传密码从一个固定的起点开始遗传密码从一个固定的起点开始,以以非重叠非重叠的方式阅的方式阅读读,编码之间没有分隔符。编码之间没有分隔符。UC

10、AUGAUUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子遗传密码对应规则的发现 1961-1962年，年，尼伦伯格尼伦伯格（M.W.Nirenberg，1927）和和马太马太（H.Matthaei）的实验的实验：第一个遗传密码子被破译！第一个遗传密码子被破译！（二）密码子与反密码子（二）密码子与反密码子 第第1 1个字母个字母 第第2 2个字母个字母 第第3 3个字母个字母 密码子密码子苯丙氨酸苯丙氨酸 U U U UUUU U U UUU？精氨酸精氨酸 A G G AGGA G G AGG一种氨基酸可以由一种氨基酸可以由 不同不同的密码子决定。的密码子决定。1 1种或多种种或多种1.

11、专一性专一性2.简并性简并性特性特性一种密码子决定一种氨基酸。一种密码子决定一种氨基酸。p 你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？1.增加增加容错性容错性2.保证翻译的保证翻译的速度速度根据这一事实，你能想到什么？思考讨论所有生物可能有共同的起源所有生物可能有共同的起源资料资料1：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。资料资料2：噬菌体侵染大肠杆菌，将自己的基因整入大肠杆菌的基因组中，胁迫其生产自身的蛋白质。几乎所有的生物体都共用一套密码子（通用性）思考：为什么同样的一个基因在不同的生物中表达出相同的蛋白质呢？思考：为什么同样的

12、一个基因在不同的生物中表达出相同的蛋白质呢？（二）密码子与反密码子（二）密码子与反密码子35碱基配对碱基配对mRNA53ACU密码子密码子1.一个一个tRNA转运转运_种氨基酸种氨基酸2 一种氨基酸可以由一种氨基酸可以由_tRNA运输。运输。1一种或一种或 多种多种注意：注意：终止密码子不决定氨基酸，终止密码子不决定氨基酸，不需转运，无对应的反密码子不需转运，无对应的反密码子反密码子反密码子氨基酸结合位点氨基酸结合位点（二）密码子与反密码子（二）密码子与反密码子-24（三）蛋白质翻译过程（三）蛋白质翻译过程1.mRNA1.mRNA上的什么信息决定翻译的起始和终止？上的什么信息决定翻译的起始和终

13、止？2.2.核糖体与核糖体与mRNAmRNA结合部位会形成几个结合部位会形成几个tRNAtRNA结合位点？结合位点？3.3.翻译合成的肽链能承担相应的生物学功能吗？翻译合成的肽链能承担相应的生物学功能吗？模型构建模型构建（结合下面讨论题及（结合下面讨论题及P68页内容构建翻译过程动态模型）页内容构建翻译过程动态模型）-25小结：小结：细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）mRNA多肽，经加工后成为成熟的蛋白质多肽，经加工后成为成熟的蛋白质氨基酸氨基酸ATP、酶、酶、tRNAGC、CG、mRNA蛋白质蛋白质（三）蛋白质翻译过程（三）蛋白质翻译过程一个一个mRNAmRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多

14、条肽链分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链意义意义少量的少量的mRNA可可以迅速合成出大以迅速合成出大量的蛋白质，保量的蛋白质，保证蛋白质合成的证蛋白质合成的高效性高效性。正在合成的肽链正在合成的肽链核糖体核糖体mRNAp核糖体在mRNA上的移动 方向/翻译方向？合成方向合成方向p 多聚核糖体上形成的多条肽链相同吗？（三）蛋白质翻译过程（三）蛋白质翻译过程RNA为什么适合作DNA的信使？RNA与DNA在化学组成和结构上的区别有哪些？RNA的种类？功能？什么是转录？场所？转录的具体过程？转录的结果？转录需要的原料是？模板？碱基如何配对？遗传信息的流动方向？转录产生的RNA的碱基序列与其模板链的

15、碱基序列有何异同点？与DNA的另外一条链的碱基序列有何异同点？翻译的概念为？过程是怎样的？什么是密码子？密码子有什么特性？什么是反密码子？密码子与氨基酸的对应关系是怎样的？复制复制转录转录翻译翻译蛋白质蛋白质DNARNA 内容内容遗传信息可以从遗传信息可以从DNA流向流向DNA，即，即DNA的复制；的复制；也可以从也可以从DNA流向流向RNA，进而流向蛋白质，即，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。遗传信息的转录和翻译。克里克（克里克（F.Crick）（四）中心法则（四）中心法则 资料资料一些一些RNA病毒（烟草花叶病毒）的遗传信息可以从病毒（烟草花叶病毒）的遗传信息可以从RNA流向流向R

16、NA，体内存在，体内存在RNA复制酶，实现复制酶，实现RNA复制；复制；一些一些RNA病毒（病毒（HIV病毒）的遗传信息病毒）的遗传信息可以从可以从RNA流流向向DNA，存在，存在RNA逆转录酶，逆转录酶，RNA逆转录合成逆转录合成DNA。复制复制转录转录翻译翻译蛋白质蛋白质DNA复制复制RNA逆转录逆转录中心法则图解（虚线表示少数生物的遗传信息的流向）HIV病毒烟草花叶病毒模式图（四）中心法则（四）中心法则-31生命是物质、能量和信息的统一体生命是物质、能量和信息的统一体A密码子密码子精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸tRNAGmRNAGGDNA双链双链根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：填入相应的字母：CCCAAT C GU C G小试牛刀小试牛刀