基因指导蛋白质的合成-高一生物下学期特色课件（人教版2019必修2）

第4章基因的表达第1节

基因指导蛋白质的合成

基因表达：基因通过指导蛋白质的合成来控制性状的过程绿色荧光绿色荧光蛋白绿色荧光蛋白基因遗传信息储存在细胞核的DNA中蛋白质的合成发生在核糖体充当信使的中间物质---RNA基因主要通过指导蛋白质的合成来控制性状转录翻译01遗传信息的转录比较DNA和RNA为什么RNA适于做DNA的信使呢？总结RNA适于做DNA的信使的条件：RNA与DNA的结构相似，可以储存遗传信息；RNA一般是单链比DNA短，能够通过核孔转移到细胞质中。种类mRNAtRNArRNA名称信使RNA转运RNA核糖体RNA功能结构示意图共同点遗传信息传递的媒介转运氨基酸的工具组成核糖体单链单链，部分碱基配对形成三叶草型结构单链①都是转录产物②基本单位相同③都与翻译过程有关RNA的种类RNA中不存在氢键？❌1.转录的概念：在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。一、遗传信息的转录2.转录的过程RNA聚合酶将DNA双链解开，碱基暴露出来第一步游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对第二步在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的RNA分子上第三步合成的RNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复第四步3´3´5´5´5´RNA与模板链是反向的一、遗传信息的转录

碱基互补配对主要在细胞核4种游离的核糖核苷酸DNA的一条链RNA聚合酶（1.解旋2.催化磷酸二酯键的形成）A－U、T－A、G－C、C－G4.场所：6.原则：模板：5.条件：3.时间：个体发育的任何时期一、遗传信息的转录原料：酶：能量：ATP等7.转录的产物：单链RNA（mRNArRNAtRNA)8.意义：使遗传信息从DNA转移至RNA，为翻译过程提供模板mRNA。转录与DNA复制有什么异同点？不同点：相同点：都需要模板、酶、能量等；边解旋边复制，边解旋边转录；都遵循碱基互补配对原则，碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性；DNA复制转录模板DNA的两条链DNA中的一条链原料4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸酶解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶碱基对A-T、T-A、G-C、C-GA-U、T-A、G-C、C-G产物两个双链DNA分子单链RNA按照碱基配对原则1.写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列，2.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比较mRNA和b链，以及mRNA和a链的碱基序列的差异。GCTTGGAGTGCGGCUUGGAGUGCG思考与讨论与模板链：碱基互补配对与非模板链：碱基序列基本相同（T变成U）mRNA携带的遗传信息蛋白质碱基排序氨基酸排序DNA携带的遗传信息碱基排序转录翻译02遗传信息的翻译翻译的概念：

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。二、遗传信息的翻译mRNA携带的遗传信息蛋白质碱基排序氨基酸排序翻译4种21种实质如1个碱基决定1个氨基酸

决定4种氨基酸如2个碱基决定1个氨基酸

决定16种氨基酸如3个碱基决定1个氨基酸

碱基组合有64种思考：mRNA上的4种碱基怎么决定蛋白质的21种氨基酸？密码子：信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。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）起始密码子：2种：AUG、GUG终止密码子：3种：UAA、UGA、UAG,一般不编码氨基酸普通密码子：59种：只编码氨基酸注意：1.特殊情况下，UGA可编码硒代半胱氨酸；2.原核生物中，GUG可作为起始密码子，编码甲硫氨酸。能决定氨基酸的密码：61个1.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？分析密码子的特点思考·讨论1.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。2.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。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？分析密码子的特点思考·讨论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。通用性

mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器”——核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线”。有了“生产线”，还要有“工人”，才能生产产品。

游离在细胞质中的氨基酸，是怎样被运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？tRNA：(1)形态：RNA链经过折叠，形成三叶草形3'5'(2)功能特点：识别密码子，转运氨基酸。（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）结合氨基酸的部位碱基配对mRNA5'3'ACU密码子UGA反密码子位于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。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。第2步携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2。第3步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。图中M表示甲硫氨酸，H和W表示其他不同的氨基酸2.翻译过程第4步核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点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，继续肽链的合成就这样，随着核糖体的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来，以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才告终止2.翻译过程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翻译的概念？1翻译的场所？2翻译的模板？3翻译的原料？4翻译的条件？5翻译的碱基配对方式？6翻译的产物？7遗传信息传递的方向？8细胞质中的核糖体上mRNA21种氨基酸模板、原料、能量、酶、tRNA等A-U，U-A，G-C，C-G多肽，经加工后成为成熟的蛋白质RNA蛋白质二、遗传信息的翻译多聚核糖体在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。通常，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成（如左图），因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。核糖体移动方向多聚核糖体上形成的多条肽链相同吗？DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系DNA碱基总数：mRNA碱基数：多肽链氨基酸数=6：3：1例：如mRNA上有n个碱基，转录时产生它的基因片段中至少有________个碱基，该mRNA指导合成蛋白质中至多有________个氨基酸。2nn/3真核生物：先转录，后翻译DNAmRNA边转录边翻译原核生物：真核细胞与原核细胞转录与翻译的区别03中心法则中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。复制转录翻译蛋白质DNARNA中心法则的完善：1965年，科学家在RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，它能对RNA进行复制。1970年，在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。复制转录翻译蛋白质DNA复制RNA逆转录中心法则图解（虚线表示少数生物的遗传信息的流向）生物种类遗传信息的传递过程原核生物真核生物DNA病毒RNA复制病毒逆转录病毒转录DNARNA翻译蛋白质复制转录DNARNA翻译蛋白质复制转录DNARNA翻译蛋白质复制复制RNA翻译蛋白质逆转录转录DNARNA翻译蛋白质复制复制RNA不同生物遗传信息传递途径：蛋白质是信息的表达产物DNA、RNA是信息的载体ATP为信息的流动提供能量生命是物质、能量和信息的统一体随堂练习×参与翻译的RNA有____种DNA中有氢键，RNA中无氢键（）转录只能在细胞核中进行（）转录和翻译过程中碱基配对方式完全相同（）一种氨基酸一定由多种tRNA转运（）一种氨基酸只能有一种密码子决定（）RNA酶就是具有催化作用的RNA分子（）转录时RNA聚合酶的识别位点在RNA分子上（）DNA的复制和转录过程一定都需要解旋酶（）××××一种或多种×××3易错判断

(1)一个DNA分子上有很多基因，转录是以基因的一条链为模板的。(

)(2)转录与DNA复制都遵循碱基互补配对原则，且配对方式相同。()(3)由于基因选择性表达，一个DNA分子在不同细胞内转录出来的mRNA不完全相同。()(4)三种RNA均由DNA转录而来。()(5)RNA聚合酶具备解旋的功能。()(6)不同种类的细胞，mRNA的种类和数量不同，但tRNA和rRNA种类一般无差异。()×√√√√√√易错判断二

(1)tRNA中只含有三个含氮碱基。()(2)细胞中能运输氨基酸的物质，其化学本质为蛋白质。()(3)3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。()(4)翻译过程中mRNA并不移动，只是核糖体沿mRNA移动。()(5)转录和翻译过程都有A—U和T—A的配对。()××√√×概念检测1.基因的表达包括遗传信息的转录和翻译两个过程。判断下列相关表述是否正确。（1）DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的。（×）（2）一个密码子只能对应一种氨基酸，一种氨基酸必然有多个密码子。（×）2.密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始和终止。密码子是指（D）A.基因上3个相邻的碱基B.DNA上3个相邻的碱基C.tRNA上3个相邻的碱基D.mRNA上3个相邻的碱基二、拓展应用红霉素、环丙沙星、利福平等抗菌药物能够抑制细菌的生长，它们的抗菌机制如下表所示，请结合本节内容说明这些抗菌药物可用于治疗疾病的道理。【提示】题中的三种抗生素都是通