4.1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成課件-2024-2025學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修2

第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第4章基因的表達(dá)問題探討將蘇云金芽孢桿菌抗蟲蛋白基因（Bt抗蟲蛋白基因）轉(zhuǎn)入普通棉花，培育出的棉花植株會產(chǎn)生Bt抗蟲蛋白。為什么轉(zhuǎn)入的是基因，得到的卻是蛋白質(zhì)呢？為什么一種生物的基因能在另一種生物中表達(dá)呢？基因的表達(dá)過程是怎樣的？基因可以指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成——基因的表達(dá)細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)中的核糖體問題：基因如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成？（1）基因主要存在于哪里？（2）蛋白質(zhì)在哪里合成？基因蛋白質(zhì)的合成指導(dǎo)主要在細(xì)胞核在細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行通過某種物質(zhì)問題：充當(dāng)DNA的信使物質(zhì)可能是什么？為什么？RNA的結(jié)構(gòu)與種類比較項(xiàng)目DNARNA真核細(xì)胞中分布主要是________主要是__________基本單位化學(xué)組成磷酸一分子磷酸一分子磷酸五碳糖堿基A、_____、G、CA、_____、G、C結(jié)構(gòu)一般為_______脫氧核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖核糖雙螺旋結(jié)構(gòu)單鏈細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)TU1RNA與DNA比較（教材P64）RNA可儲存遺傳信息；RNA是單鏈，比DNA短，能夠通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中。RNA的結(jié)構(gòu)與種類核糖堿基磷酸元素組成：基本單位：（4種）核糖核苷酸C、H、O、N、PRNA（核糖核酸）聚合1RNA的結(jié)構(gòu)RNA的結(jié)構(gòu)與種類元素組成：基本單位：（4種）核糖核苷酸C、H、O、N、PRNA（核糖核酸）聚合1RNA的結(jié)構(gòu)DNARNA磷酸二酯鍵連接RNA的結(jié)構(gòu)與種類3RNA的種類和功能mRNA(信使RNA）攜帶遺傳信息，蛋白質(zhì)合成的模板tRNA(轉(zhuǎn)運(yùn)RNA）識別并轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸rRNA(核糖體RNA）核糖體的組成成分蛋白質(zhì)基因表達(dá)的基本過程：DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯遺傳信息的轉(zhuǎn)錄【任務(wù)】：結(jié)合教材P65填寫以下過程1、什么是轉(zhuǎn)錄？（概念）2、轉(zhuǎn)錄的場所？3、轉(zhuǎn)錄的條件？4、轉(zhuǎn)錄的過程？5、轉(zhuǎn)錄的結(jié)果？（1）解旋：在

的作用下，

解開，

斷裂，堿基得以暴露。（2）配對：游離的

與模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對。（3）連接：在

酶的作用下，依次連接，形成一個(gè)mRNA分子。（4）釋放：合成的

從DNA鏈上釋放，DNA雙鏈恢復(fù)。遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1概念：真核生物：細(xì)胞核（主要）、葉綠體和線粒體（基質(zhì)）原核生物：擬核、細(xì)胞質(zhì)通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的RNA的過程。2場所：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄第一步：RNA聚合酶AAACGCAGGTTTGCGTCC3過程（mRNA為例）解旋：在

的作用下，

解開，

斷裂，堿基得以暴露。RNA聚合酶DNA雙鏈氫鍵該過程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用復(fù)制過程中解開雙鏈的是什么酶？遺傳信息的轉(zhuǎn)錄RNA聚合酶游離的核糖核苷酸UAAAUUCGCAGCGUGCGCTTTGCGTCC3’5’5’3’5’3’（RNA聚合酶催化形成磷酸二酯鍵）第二步：第三步：3過程配對：游離的

與模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對。核糖核苷酸DNARNAATCGUAGC連接：在

的作用下，依次連接，形成一個(gè)mRNA分子。RNA聚合酶遺傳信息的轉(zhuǎn)錄RNA聚合酶UAAAUUCGCAGCGUGCGCTTTGCGTCC3’5’5’3’3’（RNA聚合酶催化形成磷酸二酯鍵）3過程5’轉(zhuǎn)錄方向mRNA合成方向是

。DNA模板被轉(zhuǎn)錄方向是

。5’端向3’端3’端向5’端遺傳信息的轉(zhuǎn)錄核糖體蛋白質(zhì)合成第四步：3過程釋放：合成的

從DNA鏈上釋放，DNA雙鏈恢復(fù)。mRNA合成的mRNA進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)中是否跨膜？遺傳信息的轉(zhuǎn)錄mRNA、rRNA、tRNA

。4結(jié)果：1概念：真核生物：細(xì)胞核（主要）、葉綠體和線粒體（基質(zhì)）原核生物：擬核、細(xì)胞質(zhì)通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的RNA的過程。2場所：3過程:解旋→配對→連接→釋放注意！轉(zhuǎn)錄不是轉(zhuǎn)錄整個(gè)DNA分子，而是轉(zhuǎn)錄其中的部分基因基因A基因B基因C含有3個(gè)基因的DNA片段的模式圖非基因片段

1.如圖表示某真核生物細(xì)胞內(nèi)DNA的轉(zhuǎn)錄過程，請據(jù)圖分析回答下列問題：(1)圖中遺傳信息的轉(zhuǎn)錄方向?yàn)?/p>

(用“→”或“←”表示)。(2)a為啟動上述過程必需的有機(jī)物，其名稱是

。(3)b和c的名稱分別是

、

。(4)此過程中的堿基配對方式為

。←RNA聚合酶胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸A—U、T—A、C—G、G—C遺傳信息的轉(zhuǎn)錄【討論】轉(zhuǎn)錄與DNA的復(fù)制有什么相同的地方？都需要模板、能量；遵循堿基互補(bǔ)配對原則轉(zhuǎn)錄與DNA的復(fù)制有什么不同的地方？（從模板、酶、原料方面考慮）4種游離的脫氧核苷酸DNA的兩條鏈解旋酶、DNA聚合酶DNA復(fù)制RNA轉(zhuǎn)錄4種游離的核糖核苷酸DNA的一條鏈的某片段RNA聚合酶模板：酶：原料：保證遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列與DNA的兩條單鏈的堿基序列各有哪些異同？互補(bǔ)配對模板鏈RNADNAT換為U√1．下圖為細(xì)胞核中所完成的mRNA的形成過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是A．圖中RNA聚合酶的移動方向是從左向右B．圖中RNA與a鏈堿基互補(bǔ)C．圖示RNA—DNA雜交區(qū)域中DNA上的A與RNA上的T配對D．DNA雙螺旋解開需要解旋酶的參與，同時(shí)消耗能量由題圖可知，RNA聚合酶的移動方向是從左向右；RNA與a鏈上堿基序列基本相同，只是用U代替T；圖示RNA—DNA雜交區(qū)域中DNA上的A與RNA上的U配對；RNA聚合酶本身具有解旋功能，轉(zhuǎn)錄不需要解旋酶的參與。課堂小結(jié)課后作業(yè)完成所發(fā)的電子檔作業(yè)（寫完發(fā)我批改）遺傳信息的翻譯DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯1翻譯的概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)。？UUAGAUAUCmRNA蛋白質(zhì)堿基序列氨基酸序列堿基氨基酸4種21種翻譯遺傳信息的翻譯mRNA的堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系？4種21種?1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，則4種堿基只能決定____種氨基酸；2個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，則4種堿基只能決定____種氨基酸；3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，則4種堿基只能決定____種氨基酸，氨基酸AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

4AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

446416第三種方式能滿足組成蛋白質(zhì)的21種氨基酸的需要遺傳信息的翻譯2密碼子肯定不是密碼子的是哪一個(gè)?ATA、UUU、AUA、CCC、AGC1961年英國的克里克和同事用實(shí)驗(yàn)證明一個(gè)氨基酸是由mRNA上的3個(gè)相鄰堿基決定的，每三個(gè)這樣的堿基稱為密碼子。遺傳信息的翻譯第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)堿基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸酪氨酸酪氨酸終止終止半胱氨酸半胱氨酸終止、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組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸(起始)蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸天冬酰胺天冬酰胺賴氨酸賴氨酸絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸UCAGG纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸、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

第1個(gè)堿基第2個(gè)堿基 第3個(gè)堿基密碼子苯丙氨酸UUUUUU

精氨酸

AGAAGA遺傳信息的翻譯第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)堿基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸酪氨酸酪氨酸終止終止半胱氨酸半胱氨酸終止、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組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸(起始)蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸天冬酰胺天冬酰胺賴氨酸賴氨酸絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸UCAGG纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸、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(1)圖中有

個(gè)遺傳密碼，能編碼氨基酸的有

種。（2）一個(gè)密碼子決定

種氨基酸，一種氨基酸可以和

種密碼子相對應(yīng)。（3）有

個(gè)終止密碼子，有

個(gè)起始密碼子。646211或多32遺傳信息的翻譯任務(wù)一：分析密碼子的特點(diǎn)從教材P67的密碼子表中可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸這樣，絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子，這一現(xiàn)象稱作密碼子的簡并。你認(rèn)為密碼子的簡并對生物體的生存發(fā)展有什么意義？GCGAUUGAUCGACGA正常mRNAGCGAUCGACCGACGA錯(cuò)誤mRNA天冬氨酸天冬氨酸精氨酸精氨酸①增強(qiáng)密碼子的容錯(cuò)性。當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，由于密碼子的簡并性，可能并不會改變其對應(yīng)的氨基酸；②提高使用頻率。當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸可以保證翻譯的速度。遺傳信息的翻譯說明所有生物可能有共同的起源或生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。密碼的通用性2.地球上幾乎所有的生物體都共用同一個(gè)密碼子表。根據(jù)這一事實(shí)，你能想到什么？任務(wù)一：分析密碼子的特點(diǎn)遺傳信息的翻譯①相鄰的密碼子之間無間隔、不重疊;②64個(gè)密碼子都有作用，有3個(gè)終止密碼子;③絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子。一種密碼子決定一種氨基酸絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子。2.密碼子的簡并性地球上幾乎所有的生物都共用同一套密碼子。3.密碼子的通用性1.密碼子的專一性遺傳信息的翻譯游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸,是怎樣被運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的呢?UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’色組甲硫精半胱半胱脯谷絲如何精準(zhǔn)運(yùn)送過來的？tRNA遺傳信息的翻譯2tRNA與反密碼子堿基配對3'5'結(jié)合氨基酸的部位堿基配對RNA鏈經(jīng)過折疊，形成三葉草形。1種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)1種氨基酸形態(tài)：反密碼子：密碼子AUC反密碼子UGA位于tRNA上，其實(shí)質(zhì)是與密碼子發(fā)生堿基互補(bǔ)配對的3個(gè)相鄰的堿基。功能特點(diǎn)：問：若密碼子為UAA，則對應(yīng)的反密碼子是？由于UAA是終止密碼子，不決定氨基酸，所以沒有與之對應(yīng)的反密碼子。遺傳信息的翻譯起始密碼子mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合；攜帶甲硫氨酸的tRNA通過與mRNA上的堿基互補(bǔ)配對進(jìn)入位點(diǎn)1。第一步：核糖體移動方向E125’3’AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA甲核糖體3翻譯過程遺傳信息的翻譯E12甲攜帶某個(gè)氨基酸的tRNA以同樣的方法進(jìn)入位點(diǎn)2。通過脫水縮合形成肽鍵，甲硫氨酸被轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的tRNA上。組5’3’AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA第二步：第三步：3翻譯過程遺傳信息的翻譯E12核糖體沿mRNA移動，讀取下一個(gè)密碼子，原占位點(diǎn)1的tRNA離開核糖體，原位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1，一個(gè)新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2，繼續(xù)肽鏈的合成。精色半半甲組5’3’5’3’5’3’脯5’3’5’3’5’3’核糖體移動方向AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA第四步：3翻譯過程遺傳信息的翻譯肽鏈合成后，從核糖體上脫離，盤曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子。直至核糖體讀取到mRNA上的終止密碼子，合成才告終止。第五步：3翻譯過程遺傳信息的翻譯該過程發(fā)生的堿基互補(bǔ)配對與DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄相比完全一樣嗎？圖甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分別是哪種分子或結(jié)構(gòu)？不完全一樣復(fù)制A—T、T—A、G—C、C—G轉(zhuǎn)錄A—U、T—A、C—G、G—C翻譯A—U、U—A、C—G、G—C判斷圖甲中核糖體沿著mRNA移動的方向，并根據(jù)教材中的密碼子表，寫出圖甲中翻譯出的氨基酸序列。甲硫氨酸丙氨酸絲氨酸多肽鏈tRNA核糖體遺傳信息的翻譯（教材P69）圖乙中①⑥分別是什么分子或結(jié)構(gòu)？

核糖體移動的方向是怎樣的？相同。因?yàn)樗鼈兊哪０迨峭粭lmRNA。少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。最終合成的多肽鏈②③④⑤的氨基酸序列相同嗎？為什么？圖乙所示的翻譯特點(diǎn)，其意義是什么？①②③④⑤⑥mRNA核糖體1個(gè)mRNA上相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成從肽鏈短到肽鏈長的方向進(jìn)行（5’端→3’端）遺傳信息的翻譯2．請據(jù)圖概括真核細(xì)胞和原核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄、翻譯的區(qū)別。原核生物：邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯真核生物：先轉(zhuǎn)錄，后翻譯遺傳信息的翻譯項(xiàng)目復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場所條件模板原料能量酶產(chǎn)物原則細(xì)胞核（主要場所）細(xì)胞核（主要場所）核糖體DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA4種游離的脫氧核苷酸4種游離的核糖核苷酸21種游離的氨基酸ATPATPATP解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶DNARNA多肽堿基互補(bǔ)配對A-TT-AG-CC-G堿基互補(bǔ)配對A-U

T-AG-CC-G堿基互補(bǔ)配對A-UU-AG-CC-G特定的酶4列表比較DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯√1．(2023·江蘇鹽城期末)下圖表示細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的某種生理過程。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A．賴氨酸對應(yīng)的密碼子是UUUB．圖中過程表示翻譯，沿mRNA5′端→3′端方向進(jìn)行C．該過程需要RNA聚合酶D．圖中只有兩種RNA√2．根據(jù)表中的已知條件，判斷蘇氨酸的密碼子可能是(

)DNA雙鏈

TG

mRNA

tRNA反密碼子