【课件】4.1基因指导蛋白质的合成 课件 高一下学期 生物人教版（2019）必修二

为什么转入的是基因，得到的却是蛋白质Bt抗虫蛋白基因普通棉花产生Bt抗虫蛋白成为抗虫棉苏云金杆菌基因的表达基因可以控制蛋白质的合成，这个过程就是基因的表达。为什么一种生物的基因能在另一种生物中表达呢？基因的表达过程是怎样的？各种生物的基因表达过程有什么共同点？章首4.1基因指导蛋白质的合成计划课时：2课时电影《侏罗纪公园》中的恐龙科学家们利用一只困在琥珀中的、曾吸食过恐龙血的蚊子体内的恐龙DNA制造出了大量的恐龙，并建立了一个恐龙的“侏罗纪公园”的故事。影片说，复活的恐龙是科学家利用提取出来的恐龙的DNA分子培育繁殖而来的。讨论：利用已灭绝的生物的DNA分子，真的能够使灭绝的生物复活吗？基因主要通过指导蛋白质的合成来控制性状DNA蛋白质的合成碱基的排列顺序氨基酸的种类、数目、排列顺序等主要在细胞核细胞质中的核糖体提出问题提出问题提出问题为什么RNA适于做DNA的信使呢？转录的过程是怎样的？转录与DNA复制有什么异同点？1.DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？2.mRNA的碱基序列如何决定蛋白质的氨基酸序列？mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样？游离在细胞质中的氨基酸是怎样被运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？tRNA转运的氨基酸在核糖体上发生了什么反应？①为什么RNA适于做DNA的信使呢？RNA：核糖核酸，由核糖核苷酸为基本单位连接而成，核苷酸中含有A、U、G、C，共4种碱基，这些特点使得RNA具有准确传递遗传信息的可能；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翻译时运载氨基酸组成核糖体单链单链，部分碱基配对形成三叶草型结构单链①都是转录产物②基本单位相同③都与翻译过程有关比较DNA和RNA五碳糖是核糖而不是脱氧核糖一般是单链且比DNA短，能通过核孔从细胞核转移到细胞质真核生物中DNA主要分布在细胞核中，线粒体基质和叶绿体基质中含有DNA。①为什么RNA适于做DNA的信使呢？总结RNA适于做DNA的信使的条件：RNA与DNA的结构相似，可以储存遗传信息；RNA一般是单链比DNA短，能够通过核孔转移到细胞质中。RNA的碱基组成中没有胸腺嘧啶T而替换成尿嘧啶U②转录的过程是怎样的？转录：在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。②转录的过程是怎样的？②转录的过程是怎样的？主要在细胞核中，以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程转录的概念？1转录的场所？2转录的模板3转录的原料4转录的条件5转录的碱基配对方式6转录的产物？7转录的过程？8细胞核、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模板、原料、能量、酶（RNA聚合酶同时具有解旋功能）G-C

C-G

T-A

A-U三种RNA（mRNArRNAtRNA)转录起始，转录延长，转录终止③转录与DNA复制有什么异同点？不同点：相同点：都需要模板、酶、能量等；边解旋边复制，边解旋边转录；都遵循碱基互补配对原则，碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性；DNA复制转录模板DNA的两条链DNA中的一条链原料4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸酶解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶碱基对A-T、T-A、G-C、C-GA-U、T-A、G-C、C-G产物两个双链DNA分子单链RNA4.1基因指导蛋白质的合成第2课时提出问题为什么RNA适于做DNA的信使呢？转录的过程是怎样的？转录与DNA复制有什么异同点？1.DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？2.mRNA的碱基序列如何决定蛋白质的氨基酸序列？mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样？游离在细胞质中的氨基酸是怎样被运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？tRNA转运的氨基酸在核糖体上发生了什么反应？如1个碱基决定1个氨基酸

决定4种氨基酸如2个碱基决定1个氨基酸

决定16种氨基酸如3个碱基决定1个氨基酸

碱基组合有64种④mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样？密码子：信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。④mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样？遗传密码表用法如下：第一、二、三字母分别为C，U，G的密码读（写）作CUG，编码精氨酸。起始密码子是翻译第1个氨基酸的密码子，终止密码子不编码氨基酸，是翻译终止的信号。决定氨基酸的密码子有几个？起始密码子有几个？编码什么氨基酸？终止密码子有几个？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？从增强密码子容错性的角度来看：当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸（比如密码子ACU突变为ACC，但都对应苏氨酸）；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？根据这一事实可以想到地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码，说明当今生物可能有着共同的起源或生命在本质上是统一。从密码子的使用频率来看，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸，这样可以保证翻译的速度。教材思考

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讨论⑤细胞质中的氨基酸如何被运到蛋白质的生产线？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，这一过程叫做翻译。⑤细胞质中的氨基酸如何被运到蛋白质的生产线？翻译的“搬运工”——tRNA的结构示意图每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运；tRNA是一类具有携带并转运氨基酸功能的小分子核糖核酸；tRNA链折叠成三叶草的叶形，其中有两个重要部位：携带氨基酸的部位位于tRNA的3′端；还有3个能与mRNA上的密码子互补配对的碱基，这3个碱基叫反密码子；若反密码子为3′-ACU-5′，则携带的氨基酸是？第一步：mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与mRNA上的密码子AUG互补配对，进入位点1（P位）。第二步：携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2（A位）。第三步：位点1上的tRNA将甲硫氨酸交给位点2上的tRNA通过与组氨酸形成肽键，从而转移到占据位点2的tRNA上。第四步：核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占据位点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。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，翻译终止。⑥tRNA转运的氨基酸在核糖体上发生了什么反应？肽链合成以后，就从核糖体与性质RNA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。多聚核糖体在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。通常，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成（如右图），因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。核糖体移动方向翻译小结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翻译的概念？1翻译的场所？2翻译的模板3翻译的原料4翻译的条件5翻译的碱基配对方式6翻译的产物？7翻译的过程？8细胞质中的核糖体上mRNA氨基酸模板、原料、能量、酶、tRNA等A-U，U-A，G-C，C-G多肽，经加工后成为成熟的蛋白质DNA复制转录翻译蛋白质时间场所模板原料条件原则特点产物信息传递细胞分裂间期主要是细胞核DNA的两条链4种脱氧核苷酸解旋酶，DNA聚合酶等A-T、T-A、C-G、G-C半保留复制、边解旋边复制2个子代DNA分子生长发育过程主要是细胞核基因的一条链4种核糖核苷酸RNA聚合酶等边解旋边转录RNA生长发育过程细胞质mRNA20种氨基酸tRNA、酶等多核糖体翻译蛋白质DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质A-U、T-A、C-G、G-CA-U、T-A、C-G、G-C真核细胞中复制、转录、翻译的比较DNA→RNARNA→蛋白质中心法则遗传信息的传递方向图DNA→DNA中心法则中心法则：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。复制转录翻译蛋白质DNARNA中心法则的完善：1965年，科学家在RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，它能对RNA进行复制。1970年，在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。复制转录翻译蛋白质DNA复制RNA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）亲代传递给子代的也是信息：DNA上的遗传信息；亲代传递给子代的是物质：染色体、DNA；遗传信息作为生命的“设计手册”，通过转录和翻译来支配对应的蛋白质合成，进而控制生物的性状；综上所述：生命就是物质、能量和信息的统一体。受精卵无论是遗传信息的复制、转录、翻译还是个体的生命活动都离不开能量的持续输入。生命就是物质、能量和信息的统一体本节小结本节小结一、概念检测1.基因的表达包括遗传信息的转录和翻译两个过程。判断下列相关表述是否正确。（1）DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的。（×）（2）一个密码子只能对应一种氨基酸，一种氨基酸必然有多个密码子。（×）2.密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始和终止。密码