4.1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

第1节基因指导

蛋白质的合成第4章

基因的表达基因在染色体上呈线性排列基因是有遗传效应的DNA片段基因控制生物体的性状蛋白质指导

合成体现基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。位于细胞核中在细胞质的核糖体上合成？一、RNA(一)结构核糖含氮碱基(A、G、C、U)C、H、O、N、PRNA链(二)结构特点一般是单链，且比DNA短，能够通过核孔。一、RNA(三)种类及功能1.信使RNA(mRNA)传递信息，并在翻译过程中起模板作用；2.转运RNA(tRNA)识别并转运氨基酸；3.核糖体RNA(rRNA)参与构成核糖体。(一)定义：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。1.场所：主要在细胞核2.酶：RNA聚合酶3.模板：DNA的一条链4.产物：RNA5.原料：4种游离的核糖核苷酸6.能量：ATP直接供能二、遗传信息的转录（使氢键断裂）（mRNA、tRNA、rRNA）（形成核糖核苷酸之间的磷酸二酯键）（其次有线粒体、叶绿体）当细胞开始合成某种蛋白质时，RNA聚合酶与编码这个蛋白质的一端DNA结合，使DNA双链解开，双链的碱基得以暴露。细胞中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，依次连接，然后形成一个mRNA分子。(二)过程（以mRNA为例）整个生命过程中催化氢键的断裂1.解旋DNAmRNAUU连接

AG

T

AC

AAAT

AGCGACGUUCCAAU起始信号

UUAG

T

AC

AAAT

AGCGACGUUCCAAUDNAmRNA连接

UUAAG

T

AC

AAAT

GCGACGUUCCAAUDNAmRNA连接

GUUAAG

T

AC

AAAT

GCACGUUCCAAUDNAmRNA连接

GUUAUAG

T

AC

AAAT

GCACGUCCAAUDNAmRNA连接

GUUAUUAG

T

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AAAT

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GUUAUUAAG

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GUUAUUAUAG

T

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AAAT

GACGCCADNAmRNA连接

GUUAUUAUCAG

T

AC

AAAT

GACGCADNAmRNA连接

GUUAUUAUCDNAmRNA终止信号

AG

T

AC

AAAT

GCGCAA连接

当细胞开始合成某种蛋白质时，RNA聚合酶与编码这个蛋白质的一端DNA结合，使DNA双链解开，双链的碱基得以暴露。细胞中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，依次连接，然后形成一个mRNA分子。(二)过程（以mRNA为例）整个生命过程中催化氢键的断裂原料DNA的一条链A-U,T-A,C-G,G-C催化形成磷酸二酯键方向：mRNA的5'→3'1.解旋2.配对4.释放未成熟的3.连接转录过程（以mRNA为例）(三)实质DNA上的碱基序列（遗传信息）→mRNA上的碱基序列（遗传密码）(四)特点1.边解旋边转录；3.同一DNA上，不同基因转录的模板不一定是同一条DNA链；2.1个DNA分子可转录多种多个mRNA，且转录前后DNA结构不变；4.真核生物中，刚合成的mRNA还需要剪切加工，之后才通过核孔进入细胞质中。（五）转录与DNA复制的比较复制转录模板原料配对方式酶产物相同点均遵循碱基互补配对原则；均由ATP供能均主要在细胞核；A-T,T-A,C-G,G-CDNA的两条链DNA的一条链4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶DNAmRNA、tRNA、rRNA等A-U,T-A,C-G,G-C不同点（五）转录与DNA复制的比较转录复制模板原料配对方式酶产物相同点均遵循碱基互补配对原则；均由ATP供能均主要在细胞核；不同点(一)定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质，这一过程叫做翻译。1.场所：核糖体；3.模板：mRNA;4.产物：具有一定氨基酸序列的蛋白质；5.实质：mRNA上的碱基序列（遗传密码）→蛋白质中氨基酸的排列顺序。三、遗传信息的翻译2.原料：组成蛋白质的21种氨基酸；（已剪切加工）（或多肽链）思考UCAUGAUUAmRNA翻译蛋白质碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的呢？1961年，克里克和同事用实验证明：一个氨基酸是由mRNA的3个碱基决定。(二)基础知识1.密码子：(1)概念：mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。错误考点：密码子位于DNA上；

只要是mRNA上的3个碱基，就是1个密码子。(2)种类：64种（或64个）第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU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、甲硫（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(二)基础知识1.密码子：(1)概念：mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。错误考点：密码子位于DNA上；

只要是mRNA上的3个碱基，就是1个密码子。(2)种类：64种（或64个）②有61个对应氨基酸，包括2个起始密码子。AUG→甲硫氨酸；GUG→缬氨酸、甲硫氨酸（原核）起始翻译过程①有3个不对应氨基酸，为终止密码子。UAA、UAG、UGA(特殊情况→硒代半胱氨酸)终止翻译过程

mRNA

-AUGGAAGCAUGUAGACGCAAGUAA--甲硫氨酸-谷氨酸-丙氨酸-半胱胺酸-精氨酸-精氨酸-赖氨酸-(3)特点①密码子的简并性：绝大多数氨基酸有几个或多个密码子；（eg色氨酸只有一个UGG）意义：在一定程度上防止由于碱基的改变而导致生物性状的改变。

mRNA

5'

-AUGGAAGCAUGUAGACGCAAGUAA-3'-甲硫氨酸-谷氨酸-丙氨酸-半胱胺酸-精氨酸-精氨酸-赖氨酸-(3)特点②密码子的通用性：几乎所有的生物体都共用一套密码子。（阐明生物界的统一性，暗示当今生物可能有共同的起源）2.tRNA(1)“三叶草”结构(二)基础知识(2)功能：识别并转运氨基酸3'5'与氨基酸结合反密码子能与mRNA上的密码子互补配对①一条RNA单链②内含氢键③碱基互补配对方式为A-U,U-A,G-C,C-G(4)特点：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸；

一种氨基酸可由一种或多种tRNA转运；(3)种类：61种(因为对应氨基酸的密码子有61种)CAGACGUCACUAUAA位点1核糖体mRNA5'3'MCUAtRNA(三)过程注意：核糖体是沿着mRNA的5'端→3'端移动的。1.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。CAGACGUCACUAUAA位点1核糖体mRNA5'3'MCUAtRNA(三)过程2.携带某个氨基酸的tRNA，以同样的方式进入位点2。HGGUtRNA位点2(三)过程CAGACGUCACUAUAA位点1核糖体mRNA5'3'MCUAtRNAHGGUtRNA位点23.甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2上的tRNA上。(三)过程CAGACGUCACUAUAA核糖体mRNA5'3'MCUAtRNAHGGUtRNA4.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。位点1位点2SGUAtRNA翻译过程(三)过程进位→转移→移位→终止(四)特点①②③④1.mRNA，tRNA，rRNA均由参与翻译；2.一个mRNA可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链。①每个核糖体都各自合成了一条完整的肽链；②方向：从肽链短的→长的；③意义：少量mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。（五）DNA复制、转录、翻译的比较过程DNA复制转录翻译场所原料条件模板产物信息传递方向补充：1.真核生物，转录在前，翻译在后；补充：2.原核生物，转录和翻译同时进行原核生物：转录和翻译同时进行“至少”①不考虑终止密码子②不考虑不具有遗传效应的DNA片段(六)相关计算逆转录转录DNARNA翻译蛋白质复制复制1.克里克只提出了DNA复制、转录和翻译；2.补充：一些RNA病毒能进行RNA复制或者逆转录；四、中心法则含有RNA复制酶含有逆转录酶1种病毒只含有其中一种酶补充：真/原核生物和DNA病毒eg

①艾滋病病毒（HIV）②烟草花叶病毒含逆转录酶含RNA复制酶四、中心法则3.五个过程均有碱基互补配对，但方式略有不同。(1)DNA复制：A-T,T-A,G-C,C-G;(2)转录：A-U,

T-A,G-C,C-G;(3)翻译：A-U,