高中生物必修二课件11：4-1 基因指导蛋白质的合成

基因指导蛋白质的合成一、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。二、重难点

1、遗传信息的转录和翻译的过程。

2、遗传信息的翻译过程。基因控制生物性状指导合成蛋白质体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？思考几个问题1、遗传物质主要存在于细胞的什么部位？2、生物的性状或生命的主要功能由什么物质承担？3、蛋白质的合成在细胞的什么部位？4、在基因表达过程中DNA如何指导蛋白质合成的？请猜测可能的途径？其中哪一途径最合理，为什么？DNA主要位于细胞核蛋白质核糖体控制基因控制蛋白质的合成DNA→RNARNA→蛋白质转录翻译一.RNA——核糖核酸

1.基本组成单位：

2.空间结构特点：核糖碱基磷酸AGCU核糖核苷酸单链信使RNA：遗传信息传递的媒介，是翻译的直接模板。核糖体RNA：与蛋白质构成核糖体。转运RNA：运载特定氨基酸的工具，可识别密码子3.RNA的种类RNA还有什么功能？RNA还具有催化和作为某些生物遗传物质的功能。比较项目DNARNA基本单位五碳糖含氮碱基结构主要存在部位脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖ATCGAUCG多为双链结构多为单链结构细胞核细胞质4.比较DNA与RNA的异同1、什么叫转录？转录的单位是什么？在哪进行？

问题：

2、DNA的两条链都能转录吗？转录需要哪些条件？

3、DNA链完全解开吗？在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊情况？4、DNA→RNA如何转录，特点是什么？结果如何？1、什么叫转录？转录的单位是什么？在哪进行？

问题：

2、DNA的两条链都能转录吗？转录需要哪些条件？

3、DNA链完全解开吗？在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊情况？4、DNA→RNA如何转录，特点是什么？结果如何？二、遗传信息的转录1、定义：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、场所：主要_____________

其次______________细胞核线粒体和叶绿体解旋酶RNA第一步：解旋第二步：互补配对第三步：RNA合成第四步：释放DNA片段（基因）RNA聚合酶3、过程：解旋酶RNA第一步：解旋第二步：互补配对第三步：RNA合成第四步：释放DNA片段（基因）RNA聚合酶3、过程：4、条件：(1)、模板：DNA分子的一条链（不同基因的模板链可能不同）(2)、原料：四种核糖核苷酸(3)、能量：ATP(4)、酶：RNA聚合酶5、产物：RNA（三种）三、遗传信息的翻译1、定义：以mRNA为模板，合成具有一定的氨基酸顺序，形成多肽链（蛋白质）的过程。2、场所：_________核糖体三、遗传信息的翻译1、定义：以mRNA为模板，合成具有一定的氨基酸顺序，形成多肽链（蛋白质）的过程。2、场所：_________核糖体3、密码子思考：组成蛋白质的氨基酸：信使RNA的碱基：4种碱基如何决定蛋白质的20种氨基酸呢？20种4种如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，即如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定___种，即

如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，即41664信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基密码子:决定氨基酸的密码子共有多少种？氨基酸有多少种?UCAUGAUUAmRNA密码子密码子密码子

第1个字母第2个字母第3个字母密码子苯丙氨酸

UUUUUU？

精氨酸AGGAGG

第1个字母第2个字母第3个字母密码子苯丙氨酸

UUUUUU？

精氨酸AGGAGG⑴遗传密码共64个，能决定氨基酸的遗传密码只有61个。有3个终止密码子，没有对应的氨基酸。（起始密码子）⑵一个密码子决定一个特定的氨基酸。⑶简并性：色氨酸及甲硫氨酸各只有一个密码。多数氨基酸有二个以上的密码子。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。遗传密码有哪些特点？⑷通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。

4、氨基酸转运工具是什么？---tRNA(1)形态：三叶草形(2)结构：一端为氨基酸结合的部位，另一端为反密码子，能与与密码子碱基互补配对。(3)种类：61种。tRNA具有特异性，即一种tRNA只能识别一种密码子、转运一种氨基酸，共有61种。遗传信息、密码子、反密码子比较遗传信息密码子反密码子存在位置作用脱氧核苷酸（碱基对）的排列顺序(4n种----n等于有遗传效应的DNA分子片段上碱基的对数）mRNA中三个连续碱基（64种）tRNA上与密码子互补配对的碱基（61种）从根本上决定氨基酸排列顺序，指导蛋白质合成蛋白质合成的直接模板，直接决定氨基酸的排列顺序。与DNA模板链碱基配对与mRNA密码子配对DNAmRNAtRNA含义UCAUGAUUAmRNA细胞质5、过程:第1步

mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1.UAC甲硫氨酸AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUA①UAC甲硫氨酸GGU组氨酸核糖体①②ACGUCACUACAC第2步

携带组氨酸的tRNA以同样方式进入位点2.UAC甲硫氨酸GGU组氨酸核糖体肽键①②ACGUCACUACACH2O-H2O第3步

甲硫氨酸通过与组氨酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上。①②AGGUCACGUCAC甲硫氨酸UACGGU组氨酸CAC色氨酸第4步

核糖体读取下一个密码子，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到mRNA的终止密码。①②AGGUCACGUCGU甲硫氨酸GGU组氨酸CAC色氨酸AGC精氨酸……mRNA和肽链被释放到细胞质中。AUA6、条件：1）、模板：mRNA2）、原料：游离的20种氨基酸3)、能量：ATP4)、酶：蛋白质合成酶7、产物：多肽链（蛋白质）5)、工具：tRNA问题：

（1）DNA转录形成的mRNA从细胞核中出来进入细胞质中，与核糖体结合穿过几层磷脂双分子层？（2）氨基酸如何进入核糖体？哪个氨基酸进入是由什么决定的？0层tRNA搬运，由mRNA的密码子决定问题：

（3）一个核糖体中有几个tRNA的结合位点？（4）翻译的起始位点是哪里？核糖体中的两个氨基酸形成肽键后转移到占据哪个位点上的tRNA上？肽链是如何形成的？2个核糖体读取起始密码子，2号位的tRNA，氨基酸脱水缩合（5）如何在短时间内由一条mRNA合成出多个相同的蛋白质分子？①结合上图判断翻译的方向，并说明判断的依据。②翻译过程中产生的多条多肽链有什么特点？③翻译过程中核糖体沿mRNA移动还是mRNA沿核糖体移动？④翻译合成的多肽链是否能承担相应的生命活动？通常一个mRNA同时结合多个核糖体，进行多个肽链的合成。

少量的mRNA分子就可迅速合成大量的蛋白质。意义：复制、转录和翻译的比较比较项目复制

转录

翻译场所

细胞核

细胞核细胞质模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA酶解旋酶，DNA聚合酶等RNA聚合酶多种酶能量ATPATPATP原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸氨基酸产物子代DNAmRNA

多肽链碱基配对A-TT-AG-CC-GA-UT-AG-CC-GA-UU-AG-CC-G遗传信息表达的相关计算DNARNA多肽链6n

个碱基3n

个碱基

n个氨基酸转录翻译由某DNA片段转录的mRNA中，尿嘧啶占28%，腺嘌呤占18%，则这个DNA片段中胸腺嘧啶和鸟嘌呤分别占多少？23%27%场所：核糖体产物：多肽模板：mRNA原料：氨基酸酶和能量：相关酶及ATPtRNA条件翻译转录场所：主要在胞核产物：RNA模板：DNA分子的一条链原料：核糖核苷酸酶：RNA聚合酶能量：ATP条件DNAmRNA蛋白质遗传信息传递课堂小结基因指导蛋白质的合成课堂小练1.下列哪一组物质是RNA的组成成分()A.脱氧核糖核酸和磷酸B.脱氧核糖﹑碱基和磷酸C.核糖﹑碱基和磷酸D.核糖﹑嘧啶和核酸2．下列生理功能与RNA功能无关的是()A．催化细胞内的某些生化反应 B．转运氨基酸C．与核糖体结合，是合成蛋白质的场所D．携带着生物体细胞内的全部遗传信息CD3.右图为真核生物信使RNA合成过程示意图，请据图判断下列叙述错误的是(

)CA．该过程主要发生在细胞核中B．图中②是以四种核糖核苷酸为原料合成的信使RNAC．如果图中③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶D．图中的②合成后通过核孔进入细胞质中与核糖体结合4．关于密码子的叙述正确的是（）A．能编码氨基酸的密码子为64个B．一种氨基酸可能有多种对应的密码子C．GTA只能编码一种氨基酸D．同一种密码子在人和大肠杆菌细胞中编码的氨基酸不同B课堂小练1.下列哪一组物质是RNA的组成成分()A.脱氧核糖核酸和磷酸B.脱氧核糖﹑碱基和磷酸C.核糖﹑碱基和磷酸D.核糖﹑嘧啶和核酸2．下列生理功能与RNA功能无关的是()A．催化细胞内的某些生化反应 B．转运氨基酸C．与核糖体结合，是合成蛋白质的场所D．携带着生物体细胞内的全部遗传信息CD遗传信息表达的相关计算DNARNA多肽链6n

个碱基3n

个碱基

n个氨基酸转录翻译由某DNA片段转录的mRNA中，尿嘧啶占28%，腺嘌呤占18%，则这个DNA片段中胸腺嘧啶和鸟嘌呤分别占多少？23%27%比较项目DNARNA基本单位五碳糖含氮碱基结构主要存在部位脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖ATCGAUCG多为双链结构多为单链结构细胞核细胞质4.比较DNA与RNA的异同一.RNA——核糖核酸

1.基本组成单位：