【课件】基因指导蛋白质的合成课件2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

提问：1、遗传信息蕴藏在哪里？基因的概念？DNA的多样性和特异性如何体现？2、证明DNA是主要遗传物质的两个实验？3、DNA复制过程及特点？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，转入的是基因，得到的却是蛋白质！为什么会这样？

基因可以控制蛋白质的合成，这个过程就是基因的表达。第四章基因的表达第1节

基因指导蛋白质的合成【提示】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。因此，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。思考：位于细胞核的基因如何控制细胞质核糖体进行蛋白质的合成？DNA(基因)蛋白质？细胞核细胞质DNA(基因)蛋白质细胞核细胞质RNA基因如何指导蛋白质合成？能直接指导吗？基因(DNA)的分布：主要存在于细胞核（真核生物）中；拟核（原核生物）蛋白质的合成场所：核糖体（细胞质）DNA(基因)细胞核DNA(基因)蛋白质细胞核细胞质RNA转录翻译一、遗传信息的转录

RNA的种类信使RNA：遗传信息传递的媒介。核糖体RNA：

核糖体的组成成分。转运RNA：

识别密码子，转运氨基酸。为什么RNA适合做DNA的信使呢？（1）RNA的分子组成与DNA相似，使得RNA具备准确传递遗传信息的可能（2）RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。一、遗传信息的转录碱基UA一条链核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNA双螺旋通过核孔进入细胞质转录过程一、遗传信息的转录（1）转录概念：在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。（2）转录过程一、遗传信息的转录（3）转录的场所：（4）转录的条件：模板：DNA的一条链原料：4种游离的核糖核苷酸能量：ATP酶：RNA聚合酶（5）转录的产物：（6）转录的原则：细胞核（主要场所），线粒体，叶绿体RNA（mRNA,tRNA,rRNA）碱基互补配对思考·讨论·遗传信息的转录过程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，转录所需要的原料和酶各有什么不同？

转录与DNA复制都需要模板、都需要ATP提供能量、都遵循碱基互补配对原则等等。其中，碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。

DNA复制所需要的原料是4种游离的脱氧核苷酸，所需要的酶是解旋酶和DNA聚合酶；转录所需要的原料是4种游离的核糖核苷酸，所需要的酶是RNA聚合酶。如果DNA一条链的碱基序列如下：

5’—ACGGATCTA—3’3.写出与它互补的另一条链的碱基序列。练习：

3’—TGCCTAGAT—5’4.写出以它作为模板转录成的mRNA的碱基序列。

3’—UGCCUAGAU—5’4.转录是转录整个DNA么？3.转录时，DNA链完全解开么？DNA的两条链都可作为模板链么？边解旋边转录;

转录不是转录整个DNA，转录以基因为单位进行。2023/2/3mRNA如何将信息翻译成蛋白质？二、遗传信息的翻译翻译：

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序列的蛋白质，这一过程叫作翻译。4种碱基蛋白质的21种氨基酸决定？密码子：mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基mRNA密码子密码子密码子一、遗传信息的转录2、密码子(1)密码子种类：氨基酸种类：(2)特殊密码子说明：①在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸。②在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。64种21种翻译通常是从mRNA上的起始密码子开始到终止密码子结束①专一性②简并性地球上几乎所有生物都共用一套密码子(3)密码子的特点：（P67思考讨论）一种密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或多种密码子决定③通用性思考·讨论·分析密码子的特点1、你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？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？（1）增强密码子的容错性。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；（2）密码子的使用频率。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可以保证翻译的速度。说明当今生物可能有着共同的起源。或说明生命在本质上是统一的。3.氨基酸的“搬运工”——tRNA5’3’经过折叠，tRNA呈______形；一端是携带氨基酸的部位，游离的基团为_____，是此单链RNA的_____；一端有3个相邻的碱基，可以与_____上的______互补配对，叫做________；三叶草-OH3’-端mRNA密码子反密码子(2)功能特点：每种tRNA只能识别并转运1种氨基酸一种氨基酸能被一种或多种tRNA转运.④反密码子共有61种或62种，与决定氨基酸的密码子一一对应。一、遗传信息的转录(1)结构特点：易错知识点判断：一个tRNA只有三个碱基

（

）RNA通常都是单链，因此不存在碱基对

（

）一个tRNA分子只有一个反密码子（

）因为tRNA只有一个3’-端和5’-端，所以即使tRNA有部分片段互补配对形成碱基对，tRNA依然是单链构成的。

（

）××√√注意：tRNA上反密码子所含的碱基有3个，但整个tRNA上不止3个碱基，且tRNA分子中含有氢键。二、遗传信息的翻译4.翻译过程二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译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：多肽核糖体二、遗传信息的翻译9.翻译是一个高效的过程（1）数量关系（2）意义（3）翻译的方向（即核糖体移动的方向）一个mRNA分子上可以相继结合___个核糖体，同时进行____条相同肽链的合成。多多少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。由肽链_____→肽链_____的方向进行短长（从左到右）多聚核糖体现象现学现练：由下图判断翻译的方向（从左到右）（从右到左）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细胞核（主要场所），线粒体，叶绿体细胞核（主要场所），线粒体，叶绿体细胞核（主要场所），线粒体，叶绿体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20种游离的氨基酸ATPATPATPDNA解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶与蛋白质合成有关的酶DNARNA多肽碱基互补配对A－TT－AG－CC－G碱基互补配对A－UT－AG－CC－G碱基互补配对

A－UU－AG－CC－G9．真核细胞和原核细胞转录和翻译的时间地点区别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

中心法则(克里克)：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。以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递DNARNA蛋白质复制转录翻译复制RNA蛋白质翻译以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递复制DNARNA蛋白质转录翻译RNA逆转录四、中心法则及补充生命是物质、能量和信息的统一体。(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五、课堂小结遗传密码子的破译实验结论：1961年克里克实验T4噬菌体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。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。实验材料：实验思路：实验过程：实验结果：遗传密码子的破译科学家：尼伦伯格、马太实验技术：蛋白质的体外合成技术