【高中生物】基因指导蛋白质的合成课件 高一下学期生物人教版必修2

生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光，这是因为水母的DNA上有一段长度为5.17×103个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。绿色荧光蛋白基因绿色荧光蛋白控制合成基因的表达4-1基因的表达DNA？蛋白质基因如何指导蛋白质合成？问题探讨DNA(基因）主要存在于细胞核中蛋白质的合成在细胞质中的核糖体上进行DNARNA组成元素相同C、H、O、N、P基本单位不同脱氧核苷酸核糖核苷酸组成成分不完全相同五碳糖脱氧核糖核糖含氮碱基A、G、C、TA、G、C、U分布不同主要在细胞核主要在细胞质空间结构不同规则的双螺旋结构通常呈单链①能够储存遗传信息它的分子结构与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容易转移到细胞质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。遗传信息的转录推测为什么RNA适于作DNA的信使？实验1：1955年Brachet用洋葱根尖和变形虫进行了实验；发现若加入RNA酶降解细胞中的RNA，则蛋白质合成就停止，若再加入从酵母中提取的RNA，则又可以重新合成一些蛋白质。

如何证明RNA参与基因的表达？实验2：1961年南非生物学家布伦纳等科学家经过实验发现，用噬菌体侵染细菌，在培养基中添加含14C标记的尿嘧啶，培养一段时间后，把细菌裂解离心，分离出RNA与核糖体。分离出来的RNA有14C标记，将分离得到的RNA分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交，发现RNA只能与噬菌体DNA形成双链杂交分子。基因如何指导蛋白质合成？DNARNA蛋白质转录翻译mRNA（信使RNA）rRNAtRNA核糖体RNA(rRNA）核糖体组成部分作用携带遗传信息，蛋白质合成的模板识别并运载氨基酸核糖体的组成成分主要的RNA种类第1步：在RNA聚合酶、ATP的作用下，DNA双螺旋链解开，碱基暴露出来。遗传信息的转录第2步：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。遗传信息的转录第3步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。遗传信息的转录第4步：合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。遗传信息的转录概念：时间:主要场所:条件:RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录个体生长发育的整个过程细胞核模板：原料：能量：酶：DNA的一条链4种游离的核糖核苷酸ATPRNA聚合酶（打开氢键、形成磷酸二酯键）遗传信息的转录

碱基互补配对A－U、T－A、G－C、C－G原则产物特点RNA（mRNA、tRNA、rRNA）边解旋边转录遗传信息传递的方向DNA→RNA遗传信息从DNA传递到RNA上。转录的意义mRNA的延伸方向从5’-端到3’-端遗传信息的转录★写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列★写出b链对应的a链的碱基序列DNA双链片段a链b链CGAACCTCACGC信使RNA转录成的RNA序列，与DNA两条单链的碱基序列有什么联系？GCUUGGAGUGCG转录成的RNA的碱基序列与b链（DNA模板链）的碱基序列是互补配对的；转录成的RNA的碱基序列与a链（编码链）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。GCTTGGAGTGCG思考1：转录时，DNA链完全解开吗？不是，只解旋需要表达的基因片段思考2：一个基因的两条链都能转录吗？只以一条链为模板思考3：不同基因的模版链是否相同？不同基因模板链不同▲DNA两条链中只有一条链是转录的模板链，到底哪条链是模板链不是固定不变的。▲以基因为单位，作为模板的只是DNA链中的基因片段；DNA复制转录时间场所解旋模板原料酶配对方式特点方向产物意义间期生长发育过程完全解旋只解有遗传效应片段（基因）DNA的两条链均为模板DNA的一条链为模板四种游离脱氧核苷酸四种游离核糖核苷酸解旋酶、

DNA聚合酶等RNA聚合酶等A-T、T—A、C—G

、G—CA-U、C—G、T—A、G—C半保留复制，边解旋边复制边解旋边转录2个子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备主要在细胞核或拟核，少部分在线粒体、叶绿体、质粒新链从5’端-3’端延伸新链从5’端-3’端延伸概念：DNA携带的遗传信息mRNA携带的遗传信息蛋白质转录翻译碱基序列碱基序列氨基酸序列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，这一过程称为翻译。1个碱基决定1个氨基酸2个碱基决定1个氨基酸3个碱基决定1个氨基酸决定4种氨基酸决定16种氨基酸氨基酸组合64种碱基与氨基酸的对应关系定义：密码子mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基识别：mRNA5'3'GUGGAACCU密码子密码子密码子密码子认读是从mRNA的5'→3',相邻的密码子无间隔、不重叠决定缬氨酸决定组氨酸决定精氨酸遗传信息的翻译完成大书4-1基因的表达第一个碱基第二个碱基第二个碱基第二个碱基第二个碱基第三个碱基第三个碱基UCAGGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止、硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸(起始)苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG密码子共64个终止密码子UAA、UAG、UGAUGA是终止密码子，但在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸起始密码子真核生物：GUG编码缬氨酸，不作为起始密码子。能编码氨基酸的密码子共62个AUG：甲硫氨酸GUG：甲硫氨酸密码子的通用性：密码子的简并性一种氨基酸可以由1种或多种不同的密码子决定不同的生物密码子基本相同，即共用一套密码子密码子的专一性一种密码子决定1种氨基酸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？当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸，性状不变。（了解）当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以保证翻译的速度。问题探讨几乎所有的生物体都共用上述密码子（通用性），根据这一事实，你能想到什么？地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。问题探讨RNA链经过折叠，形成三叶草形。比mRNA小，RNA单链经过折叠形成4环4臂，环的部分没有碱基互补配对，臂的部分由于碱基互补配对形成氢键。形态识别、转运氨基酸功能3'5'结合氨基酸的部位碱基配对mRNA5'3'

氨基酸与tRNA是一一对应的吗？运输氨基酸的工具——tRNA遗传信息的翻译每种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转运功能特性位于tRNA上，其实质是与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基，有61或62种。反密码子3'5'结合氨基酸的部位碱基配对mRNA5'3'ACUGAU反密码子运输氨基酸的工具——tRNA遗传信息的翻译UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA第1步mRNA进入细胞质，与核糖体结合。遗传信息的翻译——过程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA位点1携带甲硫氨酸的tRNA,通过与碱基AUG互补配对，进入位点1遗传信息的翻译——过程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA位点1位点2第2步携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2遗传信息的翻译——过程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA第3步位点1位点2氨基酸脱水缩合形成肽键CAC色甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上遗传信息的翻译——过程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA位点1位点2第4步核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。原位点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,继续肽链的合成遗传信息的翻译——过程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA位点1位点2形成肽键遗传信息的翻译——过程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA位点1位点2核糖体移动读取下一个密码子遗传信息的翻译——过程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA位点1位点2

形成肽键遗传信息的翻译——过程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA位点1位点2核糖体移动读取下一个密码子终止密码子无tRNA与之配对遗传信息的翻译UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA肽链释放，核糖体从mRNA上解离，翻译结束遗传信息的翻译概念：时间:场所:条件:个体生长发育的整个过程核糖体模板：原料：能量：酶：工具

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遗传信息的转录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。ATP多种酶mRNA21种游离氨基酸tRNA

碱基互补配对A－U、U－A、G－C、C－G原则产物特点多肽链一条mRNA上可结合多个核糖体，同时合成多条肽链遗传信息传递的方向mRNA→氨基酸序列遗传信息的转录正在合成的肽链（最终肽链一样）核糖体mRNA少量