新教材人教版高中生物必修二 4.1基因指导蛋白质的合成 教学课件

1、4.1基因指导蛋白质的合成第四章 基因的表达 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，即构建生物体的蓝图。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其调控过程才能实现。电影侏罗纪公园细胞外细胞膜（分泌） 囊泡(运输)高尔基体（加工、修饰、包装） 囊泡(运输)内质网(加工成有空间结构的蛋白质)核糖体(合成多肽链)蛋白质的合成过程：基因蛋白质的合成指导_指导蛋白质的合成基因是有 的 片段；DNA主要存在于 中，而蛋白质的合成是在 中进行的。基因遗传效应DNA细胞核细胞质（核糖体）以_为信使RNA一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录比较项目DNA

2、RNA基本单位五碳糖含氮碱基结构主要存在部位2、DNA,RNA 的主要区别脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖A T C GA U C G多为双螺旋结构多为单链结构1、RNA 的基本单位及组成磷酸核糖A、U、G、C核糖核苷酸 ； ；碱基： ； 。细胞核细胞质3、 RNA的种类种类mRNAtRNArRNA名称信使RNA转运RNA核糖体RNA分布功能结构示意图共同点主要在细胞质中主要在细胞质中与蛋白质结合成核糖体翻译的直接模板识别并转运氨基酸组成核糖体单链单链单链都是转录产物 基本单位相同 都与翻译过程有关一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录UAAGUCCCTTGGAAA游离的核糖核苷酸RNA聚合酶m

3、RNADNA1. 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。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。新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。4. 释放3. 连接2. 配对合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。一、遗传信息的转录4、转录（1）过程：模板：原料：能量（ATP）酶：一、遗传信息的转录（2）概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板，通过RNA聚合酶合成RNA的过程。（3）场所：细胞核（主要场所）叶绿体、线粒体、拟核DNA分子的一条链四种游离的核糖核苷酸（4）条件：RNA聚合

4、酶mRNA、rRNA、tRNA（DNA上的遗传信息传递给了mRNA） 。A-U G-C T-A C-G（6）转录时碱基互补配对：（5）产物：提醒：每次转录的只是DNA分子特定的片段，该片段携带的遗传信息能准确地传递给mRNA分子。 mRNA通过核孔进入细胞质中，与核糖体结合，开始它新的历程翻译。 DNA(基因)蛋白质RNA转录翻译碱基的排列顺序氨基酸的排列顺序对应关系？二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译1. 密码子（1）概念：mRNA上三个相邻的碱基决定一个特定的的氨基酸，遗传学上将这三个碱基称为密码子。1个密码子称为mRNA53GUGGAACCU密码子密码子密码子密码子认读是从mRNA的5

5、3相邻的密码子无间隔、不重叠mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸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G 第1个碱

6、基 第2个碱基 第3个碱基 密码子苯丙氨酸 U U U UUU 精氨酸 A G G AGG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

7、谷氨酸甘氨酸G 终止密码子： 、 _ 、_ 种类 起始密码子： （甲硫氨酸）、（ 种） _（缬氨酸、甲硫氨酸） 64UAAGUGAUGUGA（硒代半胱氨酸） UAG一种密码子决定_种氨基酸，一种氨基酸由_密码子决定。 1种或几种1绝大多数氨基酸都有几个密码子。1.密码子的简并性地球上几乎所有的生物都共用同一套密码子。2.密码子的通用性思考.讨论你认为密码子的简并对生物体的生存和发展有什么意义？根据密码子的通用性这一事实，你能想到什么？二、遗传信息的翻译在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。提高翻译速度当今生物可能有着共同的起源。二、遗传信息的翻译2.tRNA(1)形态：三叶草

8、形(2)功能特点：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。35结合氨基酸的部位碱基配对（3）反密码子mRNA53ACU密码子UGA反密码子位于tRNA上能与mRNA上的密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。3.翻译过程二、遗传信息的翻译3.翻译过程二、遗传信息的翻译起始运输延伸终止脱离mRNA与核糖体结合tRNA携带氨基酸置于特定位置核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，对应tRNA运输相应氨基酸加到延伸中的肽链上当核糖体到达mRNA上的终止密码子时，合成停止肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物中脱离，通过系列加工形成具有特定空间结构和功能的蛋白质二、遗传信息的翻译 游离在细胞质中的各种氨基

9、酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质，这一过程叫作翻译。4. 翻译概念： 5. 翻译场所：6. 翻译的条件：模板：mRNA原料：21种游离的氨基酸能量：ATP酶 7. 原则：碱基互补配对8. 产物：多肽核糖体 GC、CG、UA、AU数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。目的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。方向：从右向左(见图1)，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译ACUGGAUC U苏氨酸甘氨酸丝氨酸 mRNA转录翻译肽链DNAACTGGATCTTGACCTAGA肽键 肽键基因中的碱基数（双链）mR

10、NA中的碱基数合成蛋白质的氨基酸个数=_631探究：基因中碱基数目、mRNA与蛋白质中氨基酸数目的关系模板链二、遗传信息的翻译针对训练：一条多肽链上有氨基酸300个，则作为合成该多肽链模板的mRNA分子和转录mRNA的DNA分子至少要有碱基多少个？ A.300；600 B.900；1800 C.900；900 D.600；900三、复制、转录与翻译的比较项目复制转录翻译场所条件模板原料能量酶产物原则遗传信息传递方向细胞核（主要场所）细胞核（主要场所）核糖体DNA的两条链DNA的一条链mRNA4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸21种游离的氨基酸ATPATPATPDNA解旋酶DNA聚合酶RN

11、A聚合酶与蛋白质合成有关的酶DNARNA多肽碱基互补配对AT TA GC CG 碱基互补配对AU TA GC CG 碱基互补配对 AU UA GC CG DNADNADNAmRNAmRNAPro真核细胞的转录主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，在空间和时间上被分隔开进行；原核细胞的转录和翻译没有分隔，可以同时进行，边转录边翻译。四、中心法则及补充1、提出者：克里克2、中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。复制转录翻译蛋白质DNARNA逆转录RNA的复制(1)DNA、RNA是信息的载体。(2)蛋白质是信息的表达产物。(3) ATP为信息的流动提供能量生命是物质、能量和信息的统一载体。以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递: 真核生物、原核