人教版高中生物必修二课件 41基因指导蛋白质的合成

第4章基因的表达第4章基因的表达1电影《侏罗纪公园》电影《侏罗纪公园》2思考：电影中的科学家是怎么使已灭绝的恐龙复活的？利用恐龙的DNA使恐龙的基因表达出来,表现恐龙的特性,才是恐龙的复活。在基因表达的时候,基因(DNA)就像一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的，因为蛋白质是生命活动的主要承担者（或体现者），基因对性状的控制，是通过控制蛋白质的合成来实现的。思考：电影中的科学家是怎么使已利用恐龙的DNA使恐龙的3第1节基因指导蛋白质的合成学习目标：1、概述遗传信息的转录和翻译；2、运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。第1节基因指导蛋白质的合成学习目标：4问：基因（DNA）在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质的核糖体上进行的，在细胞核内的基因如何控制在细胞质中的蛋白质的合成呢？两者如何联系起来的呢？

推测：在DNA和蛋白质之间，有一种中间物质能够作为传达DNA信息的信使。科学家发现此物质就是RNA。

问：为什么RNA适于作DNA的信使呢？问：基因（DNA）在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质的核糖体5细胞中的两种核酸的比较

DNARNA组成元素C、H、O、N、P基本单位脱氧核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种）磷酸脱氧核糖

A、T、C、G磷酸核糖

A、U、C、G结构规则的双螺旋结构一般单链结构，较短功能

储存、传递和表达遗传信息分布

细胞核的染色体,线粒体,叶绿体

细胞质，核糖体化学组成mRNA:转录信息,翻译的模板tRNA:运输特定氨基酸rRNA:核糖体的组成成分细胞中的两种核酸的比较

DNARNA组成元素C、H、O、N、6图4-1核糖与脱氧核糖图4-1核糖与脱氧核糖7图4-2DNA与RNA在化学组成上的区别图4-2DNA与RNA在化学组成上的区别8图4-3三种RNA示意图

RNA的在细胞中有三种：mRNA（信使RNA），tRNA（转运RNA），rRNA（核糖体RNA）图4-3三种RNA示意图

RNA的在细胞中有三种：mR9问：DNA的信息是怎么传给mRNA的？(1)它的分子结构与DNA很相似,也是由基本单位-核苷酸连接而成,也能储存遗传信息。(2)在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，但U-A。(3)RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔转移到细胞质中。RNA适于作DNA的信使的原因:问：DNA的信息是怎么传给mRNA的？(1)它的分子结构与10遗传信息的转录：

在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程，叫做转录。遗传信息的转录：

在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照11图4-4以DNA为模板转录RNA的图解图4-4以DNA为模板转录RNA的图解12DNA的转录和翻译的动态过程DNA的转录和翻译的动态过程13比较复制、转录过程的差异RNADNA产物DNA的一条链DNA的两条链模板边解旋边转录半保留复制，边解旋边复制特点DNAmRNADNADNA信息传递方向RNA聚合酶DNA解旋酶、DNA聚合酶(主要酶)酶4种核糖核苷酸4种脱氧核苷酸原料只解有遗传效应的片段完全解旋解旋细胞核细胞核场所

转录DNA复制

问:（1）DNA的碱基与RNA的碱基如何互补配对？（强调A-U）（2）转录与复制过程有何异同？比较复制、转录过程的差异RNADNA产物DNA的一条链DNA14转录小结：概念：在细胞核中，以DNA双链中的一条为模板，合成mRNA的过程。场所：细胞核

模板：DNA解旋，以其中一条链为模板

原料：4种核糖核苷酸（A、U、C、G）条件：ATP、酶（RNA聚合酶）产物：单链的mRNA（信使RNA）信息传递方向：DNA→mRNA转录小结：15练习巩固：1.DNA分子的解旋发生在________过程中。A.复制B.转录C.翻译D.复制和转录2.果蝇的遗传物质由_________种核苷酸组成。A.2B.4C.5D.83.一个DNA分子可以转录出多少种多少个mRNA分子()A.一种一个B.一种多个C.多种多个D.无数种无数个4.已知一段信使RNA上有12个A和G,该信使RNA上共有30个碱基。那么转录成该信使RNA的一段DNA分子中应有C和T()A.12个B.18个C.24个D.30个DDBC练习巩固：DDBC16AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

细胞质

细胞核

核孔DNAmRNA在细胞核中合成AGTACAAATUCAUGAUUAmRNA17AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

细胞质

细胞核mRNA通过核孔进入细胞质AGTACAAATUCAUGAUUAmRNA细18问题情境：

转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，mRNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将遗传信息翻译成蛋白质？思考：mRNA的4种碱基如何决定20种氨基酸？碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？问题情境：

转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基19遗传信息的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，叫做翻译。遗传信息的翻译20感悟科学家破译遗传密码的推理过程：1个碱基决定1个氨基酸？2个碱基决定1个氨基酸？4种,不行！16种组合方式也不能决定20种氨基酸,不行！！提出：mRNA上每3个相邻的碱基决定1个氨基酸。64种，可行！！！密码子：mRNA上三个相邻的碱基称为一个密码子（三联体密码）。感悟科学家破译遗传密码的推理过程：4种,不行！16种组合方式21人教版高中生物必修二课件41基因指导蛋白质的合成22分析密码子的特点：

(1)一个密码子决定一个特定的氨基酸；(2)有的氨基酸可能有一个以上的密码子（密码的简并，有何意义？）；(3)起始密码子、终止密码子。64个密码子中：61个编码控制20种氨基酸合成，另外3个（UAG、UAA、UGA）不编码任何氨基酸，而是合成蛋白质的终止信号又称终止密码。(4)几乎所有生物都共用一套密码子。分析密码子的特点：

23思考与讨对应的氨基酸序列为:甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—丝氨酸—赖氨酸—脯氨酸。1.AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG解决课文65页思对应的氨基酸序列为:1.AUGGAAGCAUGUC242.地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事实说明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。3.从密码的简并性我们能认识到；如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也有可能蛋白质氨基酸的种类不发生变化（GAU→GAC都决定天冬氨酸），这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化。思考与讨2.地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事实说明地球上25

问：mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器”——核糖体结合，形成合成蛋白质的“生产线”。那么，游离在细胞质中的氨基酸是怎样运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？问：26图4-5tRNA的结构示意图专一性：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA的反密码子与mRNA上的密码子互补配对。图4-5tRNA的结构示意图专一性：每种tRNA只能识27图4-6蛋白质的合成示意图图4-6蛋白质的合成示意图28DNA的转录和翻译的动态过程DNA的转录和翻译的动态过程29图4-6中所示的正在合成的肽链的氨基酸序列是什么?甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸—精氨酸—半胱氨酸—半胱氨酸—脯氨酸图4-6中所示的正在合成的肽链的氨基酸序列是什么?甲硫氨酸—30一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链31翻译小结：

概念：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，称为遗传信息的翻译。场所：细胞质的核糖体。

模板：以mRNA为模板。

原料：20种氨基酸（由tRNA搬运）。条件：酶、ATP

产物：有一定氨基酸顺序的肽链。信息传递方向：mRNA蛋白质翻译小结：

32比较复制，转录和翻译三个过程的差异核糖体细胞核细胞核场所一个mRNA分子可以与多个核糖体结合边解旋边转录半保留复制，边解旋边复制特点mRNA蛋白质DNAmRNADNADNA信息传递方向肽链RNADNA产物20种氨基酸4种核糖核苷酸4种脱氧核苷酸原料mRNADNA一条链DNA双链模板生物生长发育过程中细胞分裂间期时间翻译

转录DNA复制

比较复制，转录和翻译三个过程的差异核糖体细胞核细胞核场所一个33能发生碱基配对的场所和过程:场所:过程:细胞核、线粒体、叶绿体、核糖体DNA复制、RNA复制、转录、逆转录、翻译能发生碱基配对的场所和过程:场所:过程:细胞核、线粒体、叶绿34归纳遗传信息流动方向：思考：DNA的碱基数、mRNA的碱基数与氨基酸个数的关系如何？例：一条多肽链中有氨基酸1000个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA和用来转录该信使RNA的基因分子分别至少有碱基多少个？A.3000个和3000个

B.1000个和3000个

C.1000个和4000个D.3000个和6000个小结：DNA的碱基数:mRNA的碱基数:蛋白质的氨基酸数=6n:3n:n归纳遗传信息流动方向：思考：DNA的碱基数、mRNA的碱基数35

总结：

基因的表达过程是在细胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨基酸分子和核糖体，线粒体等众多细胞器一道，完成遗传信息的转录和翻译过程。在组成蛋白质的肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，经过一系列步骤，被运送到各自的“岗位”，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职责。

总结：361氨基酸3碱基（1密码）6碱基（双链DNA）3003×300=900300×6=1800思考题1：一条多肽链上有氨基酸300个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA分子和转录信使RNA的DNA分子至少要有碱基多少个？A、300；600B、900；1800C、900；900D、600；9001氨基酸300思考题1：37思考题2：某生物基因单链的一段是┅G-C-A-G-A-C-A-A-A┅，若以此链为模板，经转录翻译形成的多肽链上所对应的氨基酸顺序是①苯丙氨酸UUU；②天冬氨酸GAC③亮氨酸CUG；④赖氨酸AAA⑤精氨酸CGU；⑥丙氨酸GCAA.①③⑤B.⑥②④C.②④⑥D.⑤③①思考题2：某生物基因单链的一段是38作业1、教材练习；2、同步解析与测评。作业1、教材练习；39第4章基因的表达第4章基因的表达40电影《侏罗纪公园》电影《侏罗纪公园》41思考：电影中的科学家是怎么使已灭绝的恐龙复活的？利用恐龙的DNA使恐龙的基因表达出来,表现恐龙的特性,才是恐龙的复活。在基因表达的时候,基因(DNA)就像一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的，因为蛋白质是生命活动的主要承担者（或体现者），基因对性状的控制，是通过控制蛋白质的合成来实现的。思考：电影中的科学家是怎么使已利用恐龙的DNA使恐龙的42第1节基因指导蛋白质的合成学习目标：1、概述遗传信息的转录和翻译；2、运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。第1节基因指导蛋白质的合成学习目标：43问：基因（DNA）在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质的核糖体上进行的，在细胞核内的基因如何控制在细胞质中的蛋白质的合成呢？两者如何联系起来的呢？

推测：在DNA和蛋白质之间，有一种中间物质能够作为传达DNA信息的信使。科学家发现此物质就是RNA。

问：为什么RNA适于作DNA的信使呢？问：基因（DNA）在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质的核糖体44细胞中的两种核酸的比较

DNARNA组成元素C、H、O、N、P基本单位脱氧核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种）磷酸脱氧核糖

A、T、C、G磷酸核糖

A、U、C、G结构规则的双螺旋结构一般单链结构，较短功能

储存、传递和表达遗传信息分布

细胞核的染色体,线粒体,叶绿体

细胞质，核糖体化学组成mRNA:转录信息,翻译的模板tRNA:运输特定氨基酸rRNA:核糖体的组成成分细胞中的两种核酸的比较

DNARNA组成元素C、H、O、N、45图4-1核糖与脱氧核糖图4-1核糖与脱氧核糖46图4-2DNA与RNA在化学组成上的区别图4-2DNA与RNA在化学组成上的区别47图4-3三种RNA示意图

RNA的在细胞中有三种：mRNA（信使RNA），tRNA（转运RNA），rRNA（核糖体RNA）图4-3三种RNA示意图

RNA的在细胞中有三种：mR48问：DNA的信息是怎么传给mRNA的？(1)它的分子结构与DNA很相似,也是由基本单位-核苷酸连接而成,也能储存遗传信息。(2)在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，但U-A。(3)RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔转移到细胞质中。RNA适于作DNA的信使的原因:问：DNA的信息是怎么传给mRNA的？(1)它的分子结构与49遗传信息的转录：

在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程，叫做转录。遗传信息的转录：

在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照50图4-4以DNA为模板转录RNA的图解图4-4以DNA为模板转录RNA的图解51DNA的转录和翻译的动态过程DNA的转录和翻译的动态过程52比较复制、转录过程的差异RNADNA产物DNA的一条链DNA的两条链模板边解旋边转录半保留复制，边解旋边复制特点DNAmRNADNADNA信息传递方向RNA聚合酶DNA解旋酶、DNA聚合酶(主要酶)酶4种核糖核苷酸4种脱氧核苷酸原料只解有遗传效应的片段完全解旋解旋细胞核细胞核场所

转录DNA复制

问:（1）DNA的碱基与RNA的碱基如何互补配对？（强调A-U）（2）转录与复制过程有何异同？比较复制、转录过程的差异RNADNA产物DNA的一条链DNA53转录小结：概念：在细胞核中，以DNA双链中的一条为模板，合成mRNA的过程。场所：细胞核

模板：DNA解旋，以其中一条链为模板

原料：4种核糖核苷酸（A、U、C、G）条件：ATP、酶（RNA聚合酶）产物：单链的mRNA（信使RNA）信息传递方向：DNA→mRNA转录小结：54练习巩固：1.DNA分子的解旋发生在________过程中。A.复制B.转录C.翻译D.复制和转录2.果蝇的遗传物质由_________种核苷酸组成。A.2B.4C.5D.83.一个DNA分子可以转录出多少种多少个mRNA分子()A.一种一个B.一种多个C.多种多个D.无数种无数个4.已知一段信使RNA上有12个A和G,该信使RNA上共有30个碱基。那么转录成该信使RNA的一段DNA分子中应有C和T()A.12个B.18个C.24个D.30个DDBC练习巩固：DDBC55AG

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细胞质

细胞核

核孔DNAmRNA在细胞核中合成AGTACAAATUCAUGAUUAmRNA56AG

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细胞质

细胞核mRNA通过核孔进入细胞质AGTACAAATUCAUGAUUAmRNA细57问题情境：

转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，mRNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将遗传信息翻译成蛋白质？思考：mRNA的4种碱基如何决定20种氨基酸？碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？问题情境：

转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基58遗传信息的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，叫做翻译。遗传信息的翻译59感悟科学家破译遗传密码的推理过程：1个碱基决定1个氨基酸？2个碱基决定1个氨基酸？4种,不行！16种组合方式也不能决定20种氨基酸,不行！！提出：mRNA上每3个相邻的碱基决定1个氨基酸。64种，可行！！！密码子：mRNA上三个相邻的碱基称为一个密码子（三联体密码）。感悟科学家破译遗传密码的推理过程：4种,不行！16种组合方式60人教版高中生物必修二课件41基因指导蛋白质的合成61分析密码子的特点：

(1)一个密码子决定一个特定的氨基酸；(2)有的氨基酸可能有一个以上的密码子（密码的简并，有何意义？）；(3)起始密码子、终止密码子。64个密码子中：61个编码控制20种氨基酸合成，另外3个（UAG、UAA、UGA）不编码任何氨基酸，而是合成蛋白质的终止信号又称终止密码。(4)几乎所有生物都共用一套密码子。分析密码子的特点：

62思考与讨对应的氨基酸序列为:甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—丝氨酸—赖氨酸—脯氨酸。1.AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG解决课文65页思对应的氨基酸序列为:1.AUGGAAGCAUGUC632.地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事实说明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。3.从密码的简并性我们能认识到；如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也有可能蛋白质氨基酸的种类不发生变化（GAU→GAC都决定天冬氨酸），这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化。思考与讨2.地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事实说明地球上64

问：mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器”——核糖体结合，形成合成蛋白质的“生产线”。那么，游离在细胞质中的氨基酸是怎样运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？问：65图4-5tRNA的结构示意图专一性：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA的反密码子与mRNA上的密码子互补配对。图4-5tRNA的结构示意图专一性：每种tRNA只能识66图4-6蛋白质的合成示意图图4-6蛋白质的合成示意图67DNA的转录和翻译的动态过程DNA的转录和翻译的动态过程68图4-6中所示的正在合成的肽链的氨基酸序列是什么?甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸—精氨酸—半胱氨酸—半胱氨酸—脯氨酸图4-6中所示的正在合成的肽链的氨基酸序列是什么?甲硫氨酸—69一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链70翻译小结：

概念：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，称为遗传信息的翻译。场所：细胞质的核糖体。

模板：以mRNA为模板。

原料：20种氨基酸（由tRNA搬运）。条件：酶、ATP

产物：有一定氨基酸顺序的肽链。信息传递方向：mRNA蛋白质翻译小结：

71比较复制，转录和翻译三个过程的差异核糖体细胞核细胞核场所一个mRNA分子可以与多个核糖体结合边解旋边转录半保留复制，边解旋边复制特点mRNA蛋白质DNAmRNADNADNA信息传递方向肽链RNADNA产物20种氨基酸4种核糖核苷酸4种脱氧核苷酸原料mRNADNA一条链DNA双链模