4.1基因指导蛋白质的合成课件-一下学期生物人教版（2019）必修2

`4.1基因指导蛋白质的合成课前导入基因→

控制→性状指导合成核糖体DNA：2nm核孔0.9nm基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。Q：DNA主要存在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来的呢？蛋白质体现在①组成元素：②组成物质：③基本单位：④结构：C、H、O、N、P核糖核苷酸（4种）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）N核糖1′2′3′4′5′单链，比DNA短，能通过核孔Q：RNA承担信使功能的原因？RNA也是由核苷酸连接而成，也可以储存遗传信息。遵循“碱基互补配对原则”：U与A配对。RNA一般是单链而且比DNA短（小），能通过核孔。1.RNA的组成及结构：一、遗传信息的转录（P64）磷酸、核糖、含氮碱基信使RNA（mRNA）核糖体RNA（rRNA）转运RNA（tRNA）传递遗传信息，翻译时的模板与蛋白质构成核糖体识别并转运氨基酸Q：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？2.RNA的种类及功能：一、遗传信息的转录（P64）蛋白质rRNA课堂自习结合教材65页的文字和图4-4，思考：①什么是转录？②转录的场所、具体过程和结果？③转录需要的原料是？④转录过程中的模板？⑤转录过程中碱基如何配对？⑥遗传信息的流动方向？3.转录：①概念：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过程。一、遗传信息的转录（P64）一、遗传信息的转录（P64）（1）解旋：在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开。（以mRNA为例）CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATPRNA聚合酶ps：该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用！一、遗传信息的转录（P64）（2）配对：游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶作用下开始mRNA的合成。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'UAUGCAUGAUCGAGCUU碱基互补配对原则一、遗传信息的转录（P64）（3）连接：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'UAUGCAUGAUCGAGCUUUAUGCAUGAUCGAGCUU5'3'RNA聚合酶形成磷酸二酯键合成方向：子链5'端→3'端特点：边解旋边转录一、遗传信息的转录（P64）（4）释放：新合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。UAUGCAUGAUCGAGCUUCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'细胞质细胞核mRNA3.转录：②过程：一、遗传信息的转录（P64）4种游离的核糖核苷酸RNA聚合酶第1步：DNA双链解开，碱基暴露出来。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聚合酶作用下开始mRNA的合成。第3步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。第4步：新合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。解旋→配对→连接→释放mRNAtRNArRNA3.转录：③产物及条件：一、遗传信息的转录（P64）（释放，DNA双链恢复）DNAATP和RNA聚合酶（真核）细胞核、线粒体、叶绿体4种游离的核糖核苷酸DNA的一条链碱基互补配对生长发育过程RNADNA→RNA场所：能量及酶：模板：原料：原则：时间：遗传信息流动：mRNA:UAGCDNA:ATCG一、遗传信息的转录（P64）3.转录：④DNA的复制和转录的区别：DNA复制转录模板原料碱基互补配对酶产物DNARNADNA的两条链DNA的一条链4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸A-T；G-CA-U；T-A；G-C解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶转录补充说明：ATCGAGCGAGTCTTCGTCAATCGATGACATCGGCDNAUCGCUAGCmRNAmRNA▲以基因为单位，作为模板的只是DNA链中的基因片段；▲DNA两条链中只有一条链是转录的模板链，哪条链是模板链不是固定不变的。一个DNA转录出的mRNA不完全相同。基因1基因2a链b链课堂自习结合教材66-67页，思考：①什么是翻译？②mRNA的4种碱基如何对应蛋白质的21种氨基酸？③游离氨基酸是怎样被运送到合成蛋白质的“生产线”上？④翻译的场所？翻译的具体过程？⑤翻译过程中的条件？⑥翻译过程中碱基如何配对？⑦遗传信息的流动方向？1.翻译：①概念：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的过程。二、遗传信息的翻译（P66）1.翻译：②实质：是将mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。二、遗传信息的翻译（P66）？UUAGAUAUCmRNA蛋白质碱基序列氨基酸序列4种碱基21种氨基酸翻译Q：4种碱基构成的mRNA如何决定由21种氨基酸构成的蛋白质？Q：如何让每位中国人都有唯一的身份证号？类推4种碱基如何编排出21种氨基酸二、遗传信息的翻译（P66）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41=4：决定4种氨基酸42=16：决定16种氨基酸43=64：氨基酸组合64种4个碱基决定1个氨基酸44=256：氨基酸组合256种组成人体蛋白质的氨基酸有21种，至少需要3个碱基对应1个氨基酸！2.密码子：①含义：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。

每3个这样的碱基叫作1个密码子。二、遗传信息的翻译（P66）在科学家们不断努力下，终于破译了全部64密码子，并编制出密码子表。mRNA5'3'密码子密码子密码子缬氨酸组氨酸精氨酸密码子认读是从mRNA的5'→3'。相邻的密码子无间隔、不重叠。3个字母组成一个单词第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸丝氨酸终止终止、硒代半胱氨酸A亮氨酸丝氨酸终止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸U异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸C异亮氨酸苏氨酸赖氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）苏氨酸赖氨酸精氨酸GG缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C缬氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A缬氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸G

第1个碱基第2个碱基

第3个碱基

密码子苯丙氨酸UUU

UUU

精氨酸A

GGAGG第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸丝氨酸终止终止、硒代半胱氨酸A亮氨酸丝氨酸终止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸U异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸C异亮氨酸苏氨酸赖氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）苏氨酸赖氨酸精氨酸GG缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C缬氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A缬氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸G密码子（共64个）：①起始密码子：2种，AUG、GUG，也编码氨基酸。②终止密码子：3种，UAA和UGA（不编码氨基酸）、UAG编码氨基酸的密码子

种。62Iamfine.→我很好。2.密码子②特性：⑴专一性1个密码子对应1个氨基酸。⑵简并性1个氨基酸对应多个密码子一定程度可防止碱基改变而导致遗传信息的改变！⑶通用性几乎所有生物共用1套密码子，说明生物有共同起源。二、遗传信息的翻译（P66）二、遗传信息的翻译（P66）AUAGAUAUCmRNA蛋白质Q：氨基酸如何识别密码子并被转运到相应位置？甲硫氨酸酪氨酸终止按照密码子表将mRNA上的碱基序列翻译成蛋白质的氨基酸序列。ACUUGAtRNA4.转运工具：tRNA二、遗传信息的翻译（P66）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。结合氨基酸的部位结碱基互补配对转发这个转运RNA，祝大家考试好运！4.转运工具：tRNA二、遗传信息的翻译（P66）赖基酸反密码子AAG反密码子：①含义：与mRNA中密码子互补配对的tRNA上的3个碱基。②特点：每种tRNA只能识别并转运1种氨基酸；1种氨基酸可由1或多种tRNA转运。③种类：62种（终止密码子没有对应的反密码子）。Q：翻译的是mRNA上的密码子还是tRNA上的反密码子？AGUCCAUAAGGU组氨酸G

U

G色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸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（起始密码子）互补配对，进入位点1。二、遗传信息的翻译（P66）AGUCCAUAAGGU组氨酸G

U

G色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2。二、遗传信息的翻译（P66）AGUCCAUAAGGU组氨酸G

U

G色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸甲硫氨酸通过与组氨酸形成肽键而转移到位点2的tRNA上。二、遗传信息的翻译（P66）肽键AGUCCAUAAGGU组氨酸G

U

G色氨酸A

CC甲硫氨酸二、遗传信息的翻译（P66）AGUCCAUAAGGU组氨酸G

U

G色氨酸A

CC甲硫氨酸核糖体读取下一个密码子，原来位点1的tRNA离开，原来占据位点2的tRNA进入位点1，新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到mRNA的终止密码子，翻译终止。二、遗传信息的翻译（P66）AGUCCAUAAGGU组氨酸G

U

G色氨酸A

CC甲硫氨酸二、遗传信息的翻译（P66）AGUCCAUAAGGU组氨酸G

U

G色氨酸A

CC甲硫氨酸二、遗传信息的翻译（P66）AGUCCAUAAGGU组氨酸色氨酸A

CC甲硫氨酸二、遗传信息的翻译（P66）AGUCCAUAAGGU组氨酸色氨酸XXX甲硫氨酸XXX二、遗传信息的翻译（P66）AGUCCAUAAGGU甲硫氨酸组氨酸色氨酸XXXX二、遗传信息的翻译（P66）肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合物上脱离，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（有活性）。1.翻译：④产物和条件：二、遗传信息的翻译（P66）mRNA

碱基互补配对细胞质的核糖体mRNAmRNA→蛋白质蛋白质21种游离氨基酸tRNA多肽链→蛋白质场所：原则：模板：原料：产物：能量和酶：遗传信息流动：转运工具：ATP和酶tRNA:UAGCmRNA:AUCG1.翻译：⑤特点：高效性、多聚核糖体⑥合成方向：肽链短→肽链长二、遗传信息的翻译（P66）数量关系：一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条相同肽链的合成。意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。真核生物：先转录，后翻译原核生物：边转录边翻译原核生物没有核膜，转录和翻译可发生在同一空间内，边转录边翻译。能量：线粒体提供能量：细胞质提供拓展一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