【公開課】基因指導蛋白質(zhì)的合成課件2022-2023學年高一下學期生物人教版必修2

在《侏羅紀公園》中，有人說復活的恐龍是科學家利用提取出的恐龍DNA分子培育繁殖而來的。請思考：利用已滅絕的生物的DNA分子，真的能夠使滅絕的生物復活嗎？第四章基因的表達問題探討將蘇云金桿菌抗蟲蛋白基因（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。轉(zhuǎn)入的是基因,得到的卻是蛋白質(zhì)!為什么會這樣?基因控制生物性狀。指導合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)者基因指導蛋白質(zhì)合成的過程，叫基因的表達。問題：基因如何指導蛋白質(zhì)合成的呢？◆DNA主要存在哪里？◆蛋白質(zhì)在哪里合成？核糖體DNA蛋白質(zhì)在DNA和蛋白質(zhì)之間，有一種中間物質(zhì)充當信使?？茖W家推測（RNA）DNA為什么不能出細胞核指導蛋白質(zhì)的合成？DNA是雙鏈，其鏈的長度遠遠大于RNA，不易通過核孔。核糖體為何不進入細胞核合成蛋白質(zhì)？細胞核的核孔通道直徑為9nm，核糖體為圓形顆粒狀，直徑約為23nm最終結(jié)論：在DNA和蛋白質(zhì)之間，有一種中間物質(zhì)充當信使，這種中間物質(zhì)是RNA。

析疑1．基本組成單位：____________。2．組成成分：核糖核苷酸一、RNA的組成及分類核糖脫氧核糖信使RNA(mRNA)轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)核糖體RNA(rRNA)3.RNA的結(jié)構(gòu)4.RNA的種類RNA是由多個核糖核苷酸連接而成的單鏈分子。DNA的信使蛋白質(zhì)合成的模板。識別并轉(zhuǎn)運氨基酸組成核糖體RNA雖然是單鏈，但也有可能存在氫鍵DNA和RNA的區(qū)別DNARNA組成元素相同C、H、O、N、P基本單位不同脫氧核苷酸核糖核苷酸組成不完全相同五碳糖脫氧核糖核糖含氮堿基A、G、C、TA、G、C、U分布不同主要在細胞核主要在細胞質(zhì)空間結(jié)構(gòu)不同規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)通常呈單鏈種類不同1種（DNA）3種（mRNA、tRNA、rRNA）構(gòu)成人體的核酸有兩種,構(gòu)成核酸的基本單位核苷酸有8種堿基有5種。5.RNA適合做DNA的信使的原因：③RNA一般是____鏈，而且比DNA短，因此能夠通過_______，從________轉(zhuǎn)移到________中。單核孔細胞核細胞質(zhì)①RNA結(jié)構(gòu)與DNA相似，也是由核苷酸連接而成，含4種堿基，可以儲存遺傳信息②在RNA和DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補配對原則”A=U，G=C。DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？解旋、配對、連接、釋放

在_______內(nèi)，以DNA的

為______，按照____________的原則合成

的過程。細胞核一條鏈模板堿基互補配對RNA1.轉(zhuǎn)錄的概念2.場所：細胞核(主要)、線粒體、葉綠體3.過程：二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄DNA指導蛋白質(zhì)合成的第一個過程轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物包括信使RNA，核糖體RNA，轉(zhuǎn)運RNAAGTAC

AAATTCATGTTTA第1步：解旋：在RNA聚合酶（氫鍵）的作用下，使DNA雙鏈解開，堿基暴露需要解旋，但不需要解旋酶參與。因為RNA聚合酶本身就兼有解旋的作用。AG

T

ACAA

AT

AGCUGACGGUUUA——U；G——C；C——G；T——ARNA聚合酶第2步：配對游離的核糖核苷酸與DNA一條模板鏈上的堿基互補配對，在RNA聚合酶的作用下開始mRNA的合成DNAAG

T

ACAAA

T

AGCGACGGUUUU

新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上。RNA聚合酶第3步：連接AG

T

ACAAAT

GCGACGGUUUUAAG

T

AC

AA

ATGCGACGUGUUAUAG

T

ACAA

A

T

GCGACGGUUAUUAG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCAGTACAAATGGCGGUUAUUAUC形成的mRNA鏈，DNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上。RNADNA第四步：釋放合成的mRNA從DNA鏈上釋放。而后，DNA雙螺旋恢復。1轉(zhuǎn)錄時，需要解旋，但不需要解旋酶參與。因為RNA聚合酶本身就兼有解旋的作用。2轉(zhuǎn)錄時，RNA子鏈的延伸方向為5′端→3′端，與RNA聚合酶的移動方向一致。UAAGUCCCTTGGAAARNA聚合酶mRNADNA方向：RNA子鏈的延伸方向為5′端→3′端，與RNA聚合酶的移動方向一致。特點：邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，單鏈轉(zhuǎn)錄AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUA

細胞質(zhì)

細胞核mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)UCAUGAUUAmRNA！真核生物轉(zhuǎn)錄形成的RNA通過核孔，進入細胞質(zhì)，穿過

0

層膜，需要消耗能量注意轉(zhuǎn)錄以基因為單位

轉(zhuǎn)錄不是轉(zhuǎn)錄整個DNA，而是其中的幾個基因片段即基因的選擇性表達

基因的結(jié)構(gòu)啟動子終止子RNA聚合酶可以識別DNA片段上的啟動子，開啟轉(zhuǎn)錄過程

真核生物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA需要在細胞核中加工成為成熟mRNA原核生物無細胞核，形成的mRNA可以直接參與翻譯合成蛋白質(zhì)的過程1.場所：2.過程：(1)模板：3.條件

(2)原料：

(3)酶：

(4)能量：4.產(chǎn)物：5.堿基配對：6.遺傳信息流向(意義)：7.特點：8.本質(zhì)：細胞核，線粒體，葉綠體解旋、配對、連接、脫離。DNA的一條鏈。四種核糖核苷酸。RNA聚合酶。ATP。mRNA、tRNA、rRNA

。A-U,T-A,C-G,G-C。DNAmRNA邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，單鏈轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄小結(jié)解開雙螺旋結(jié)構(gòu)識別DNA上的啟動子形成磷酸二酯鍵基因的選擇性表達

思考·討論01

轉(zhuǎn)錄與DNA復制有什么共同之處?這對保證遺傳信息的準確轉(zhuǎn)錄有什么意義？都需要模板,都遵循堿基互補配對原則;堿基互補配對原則保證遺傳信息轉(zhuǎn)錄的準確性;02轉(zhuǎn)錄與DNA復制相比，轉(zhuǎn)錄需要的原料和酶各有什么不同？DNA轉(zhuǎn)錄：核糖核苷酸為原料，RNA聚合酶DNA復制：脫氧核苷酸為原料，解旋酶和DNA聚合酶

思考·討論03轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA的堿基序列與其模板鏈的堿基序列有何異同點？與DNA的另外一條鏈的堿基序列有何異同點？生成的RNA的堿基序列與模板鏈互補，與非模板鏈堿基序列基本相同(除T和U外)。1、信使RNA中核苷酸的順序是由下列哪

項決定的（）A、轉(zhuǎn)運RNA中核苷酸的排列順序B、蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序C、核糖體上的RNA核苷酸的排列順序D、DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序D練習2、如果DNA的一條模板鏈的堿基排列順序是ACGCTAGCA，那么與它互補的另一條鏈上的堿基排列順序是

，轉(zhuǎn)錄成的信使RNA上的堿基排列順序是__________________________

TGCGATCGTUGCGAUCGU1、構(gòu)成人體的核酸有兩種,構(gòu)成核酸的基本單位---核苷酸有多少種?堿基有多少種?()A.2種4種B.4種4種C.5種5種D.8種5種2、下列哪一組物質(zhì)是RNA的組成成分()A.脫氧核糖核酸和磷酸B.脫氧核糖﹑堿基和磷酸C.核糖﹑堿基和磷酸D.核糖﹑嘧啶和核酸DC鞏固練習3.DNA分子的解旋發(fā)生在___過程中()

A.復制B.轉(zhuǎn)錄C.翻譯D.復制和轉(zhuǎn)錄4.一個DNA分子轉(zhuǎn)錄出多少種多少個mRNA()

A.一種一個B.一種多個C.多種多個D.無數(shù)種無數(shù)個DC

mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)中，開始它新的歷程——翻譯。

轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，RNA上的堿基序列如何能決定蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？mRNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？三、遺傳信息的翻譯

1、概念：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以信使RNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程叫做翻譯。

翻譯的實質(zhì)：將mRNA中的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)的氨基酸序列

DNA和RNA都只含有4種堿基4種堿基如何決定蛋白質(zhì)的20種氨基酸呢？1、1個堿基決定一個氨基酸？2、2個堿基決定一個氨基酸？3、20種氨基酸，至少需要多少個堿基來決定呢？3個43=64個4種氨基酸16種氨基酸思考：

密碼子

密碼子

密碼子UCAUGAUUAmRNA

密碼子：mRNA上決定氨基酸的三個相鄰的堿基。2、密碼子密碼子由哪幾種堿基組成？A、G、C、U21種氨基酸的密碼子表第一個堿基第二個堿基第三個堿基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依據(jù)教材65頁密碼子表，探討以下問題：①、起始密碼、終止密碼各有幾種？它們分別決定哪種氨基酸？決定氨基酸的密碼子有多少種？

起始密碼：2種，決定AUG甲硫氨酸；GUG纈氨酸終止密碼：3種，終止密碼不決定氨基酸，在特殊情況下可編碼硒代半胱氨酸。決定氨基酸的密碼子有：61/62種②、一個密碼子最多能編碼幾種氨基酸？編碼亮氨酸的密碼子有多少種？

1種一種氨基酸可以由多種密碼子編碼（簡并性）6種③、當某基因的堿基發(fā)生改變，是否一定會導致生物性狀發(fā)生改變？為什么呢？不一定，因為密碼子有簡并性01專一性02簡并性03通用性一種密碼子只能對應一種氨基酸一種氨基酸可以對應一種或多種密碼子生物界共用同一套遺傳密碼（生物可能有共同起源）①增強密碼容錯性②保證翻譯的速度。密碼子的特點AAUACU亮氨酸天冬氨酸3、反密碼子1、概念：與mRNA分子中的密碼子互補配對的tRNA上的三個堿基2、種類：61種

一種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸，但是一種氨基酸可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運3.功能：識別密碼子，轉(zhuǎn)運氨基酸終止密碼子無對應的反密碼子tRNA并非只存在三個堿基，除一端的反密碼子外還存在其他堿基，在折疊區(qū)存在氫鍵密碼子與反密碼子：1.密碼子位于

上，密碼子中沒有堿基

。2.密碼子共有

個，決定氨基酸的密碼子有

個。3.一種密碼子決定

種氨基酸，一種氨基酸由

種密碼子決定。4.反密碼子位于

上，一種tRNA轉(zhuǎn)運

種氨基酸。mRNAT646111或多1tRNA（P66）場所：細胞質(zhì)的核糖體上過程：條件：mRNA20種氨基酸ATP4.遺傳信息的翻譯“搬運工”：tRNA(轉(zhuǎn)運RNA)模板：原料：能量：酶AGGUCACGUmRNA

細胞質(zhì)翻譯的過程AGGUCACGUUAC

甲硫氨酸GGU

組氨酸

核糖體mRNA與核糖體結(jié)合。第1步：位點1位點2

mRNAAGGUCACGUUAC

甲硫氨酸GGU

組氨酸

tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補配對。位點1位點2

第2步：AGGUCACGUUAC

甲硫氨酸GGU

組氨酸CAC

色氨酸

tRNA將氨基酸轉(zhuǎn)運到mRNA上的相應位置。AGGUCACGUUAC

甲硫氨酸GGU

組氨酸CAC

色氨酸

兩個氨基酸分子脫水縮合形成肽鍵脫水縮合第3步：位點2

位點1AGGUCACGUUAC甲硫氨酸GGU

組氨酸CAC

色氨酸

核糖體隨著mRNA滑動。另一個tRNA上的堿基與mRNA上的密碼子配對.

位點2

位點1第4步：AGGUCACGUUAC

甲硫氨酸GGU組氨酸CAC

色氨酸

由mRNA上的密碼子決定的氨基酸分子一個個按照預定的順序脫水縮合形成多肽鏈。AGGUCACGUUAC甲硫氨酸GGU組氨酸CAC色氨酸

tRNA離開，再去轉(zhuǎn)運新的氨基酸。AGGUCACGUGGUCAC

甲硫氨酸

組氨酸

色氨酸以mRNA為模板形成了有一定氨基酸順序的多肽鏈。

終止位點1位點2核糖體移動方向mRNA進入細胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合。攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過與堿基AUG互補配對，進入位點1。攜帶某個氨基酸的tRNA以同樣的方式進入位點2甲硫氨酸與這個氨基酸形成肽鍵，從而轉(zhuǎn)移到位點2的tRNA上核糖體讀取下一個密碼子，原來位點1的tRNA離開，原來占據(jù)位點2的tRNA進入位點1，新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點2，重復步驟2、3、4，直至核糖體讀取到mRNA的終止密碼子，翻譯終止。從基因的表達過程可以看出：DNA（基因）中脫氧核苷酸的排列順序決定了信使RNA中

的排列順序，進而決定

的排列順序，最終決定了

的結(jié)構(gòu)和功能。核糖核苷酸/密碼子氨基酸蛋白質(zhì)

多肽鏈合成之后，從核糖體中脫離，再經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體盤曲折疊形成一定空間結(jié)構(gòu)，最終形成具有一定功能的蛋白質(zhì)分子。翻譯的特點：一條mRNA上可以結(jié)合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成。且這多條肽鏈相同，因為他們的mRNA模板鏈相同核糖體移動方向意義：少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)1.翻譯的場所：

2.翻譯時的模板：3.翻譯的原料：4.翻譯的起始密碼有:

個，終止密碼有:

個5.決定氨基酸的密碼子

種。6.翻譯時的堿基配對：7.肽鏈由各相鄰的氨基酸通過

連接形成。8.翻譯的條件：361肽鍵2AUCGmRNA─┴─┴─┴─┴─tRNA─┴─┴─┴─┴─細胞質(zhì)的核糖體mRNA合成蛋白質(zhì)的20種氨基酸模板、原料、酶、能量（ATP）翻譯小結(jié)UAGC

真核生物：先轉(zhuǎn)錄后翻譯原核生物：邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯真核生物和原核生物轉(zhuǎn)錄和翻譯的區(qū)別原核生物核基因表達比真核生物要快一些DNA上的基因RNA蛋白質(zhì)1366n3nn堿基數(shù)堿基數(shù)氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸個數(shù)-肽鏈條數(shù)重點：弄清基因中的堿基、RNA中的堿基和蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)量關(guān)系基因中的堿基、RNA中的堿基和蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)量比為：6：3：11.某一多肽鏈共有100個氨基酸，則控制合成該肽鏈的基因中的堿基數(shù)至少有（）A、600B、300C、297D、5942.某基因中含有1200個堿基，則由它控制合成的一條肽鏈的最多含有肽鍵的個數(shù)是()A．198個B．199個C．200個D．201個AB3.一種細菌mRNA由360個核苷酸組成，它所編碼的蛋白質(zhì)長度是多少（）A、約360個氨基酸B、約1080個氨基酸C、整120個氨基酸D、少于120個氨基酸D為什么題目中一般帶有“堿基至少幾個”或“氨基酸最多幾個”的字樣？①DNA中有的片段無遺傳效應，不能轉(zhuǎn)錄出mRNA。②轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不對應氨基酸。實際上基因（或DNA）上所含有的堿基數(shù)要大于6n,或氨基酸數(shù)目小于n。因此一般題目中帶有“至少”或“最多”字樣。練習1.“遺傳信息”是指（）

A.基因的脫氧核苷酸排列順序

B.DNA的堿基對排列順序

C.信使RNA的核苷酸排列順序

D.蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序A2、有3個核酸，經(jīng)分析共有5種堿基，8種核苷酸，4條核苷酸鏈，則它們是（）

A、一個DNA和兩個RNA

B、兩個DNA和一個RNA

C、三個DNA

D、三個RNA3、DNA和RNA的區(qū)別是（）

A、五碳糖不同B、堿基種類不同

C、空間結(jié)構(gòu)不同D、以上都是DA4、由DNA蘊藏的遺傳信息所支配合成的

RNA完全水解后，得到的化學物質(zhì)是（）

A、氨基酸葡萄糖堿基

B、氨基酸核苷酸葡萄糖

C、核糖堿基磷酸

D、脫氧核糖堿基磷酸C5、在遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中，起“搬運工”作用的是（）

A、核糖體RNAB、轉(zhuǎn)運RNAC、信使RNAD、氨基酸B6.“密碼子”是指（）

A.核酸上特定排列順序的堿基

B.DNA特定排列順序的堿基

C.信使RNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基

D.轉(zhuǎn)運RNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基C7、已知一段mRNA含有30個堿基，其中A和G有12個，轉(zhuǎn)錄該段mRNA的DNA分子中應有C和T的個數(shù)是（）

A、12B、24C、18D、30D8、已知某轉(zhuǎn)運RNA的一端的三個堿基順序是GAU，它所轉(zhuǎn)運的氨基酸是亮氨酸，那么決定此氨基酸的密碼是由下列哪個轉(zhuǎn)錄來的（）A、GATB、GAAC、GUAD、CTAA9、某一DNA分子含有20%的A+T，那么它轉(zhuǎn)錄成的信使RNA中的G+C的含量為：

A、40%B、80%C、60%D、20%B復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯總結(jié)復制轉(zhuǎn)錄翻譯場所模板原料條件產(chǎn)物特點主要在細胞核主要在細胞核核糖體DNA的兩條單鏈DNA的一條鏈mRNA4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸21種氨基酸ATP、解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶、ATPATP、tRNA、酶2個雙鏈DNA1個單鏈RNA多肽鏈半保留復制；邊解旋邊復制；多起點復制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄；單鏈轉(zhuǎn)錄1條mRNA可同時合成多條肽鏈DNA聚合酶DNA解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶RNA聚合酶核糖體DNAmRNA多肽鏈DNA復制轉(zhuǎn)錄翻譯探究生物體內(nèi)遺傳信息的流動

請你根據(jù)DNA復制、基因指導蛋白質(zhì)合成過程，畫出一張遺傳信息的傳遞方向圖。動動手轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復制一、中心法則的提出及發(fā)展大膽猜想生物界是否還有其它的遺傳信息傳遞途徑呢？提出：1957年克里克的預測：表示遺傳傳遞的規(guī)律1、1965年，科學家在RNA病毒里發(fā)現(xiàn)了一種RNA復制酶，像DNA復制酶能對DNA進行復制一樣，RNA復制酶能對RNA進行復制。資料分析RNA轉(zhuǎn)錄酶RNARNA轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復制虛線：少數(shù)生物遺傳信息的方向2、1970年，科學家在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。資料分析逆轉(zhuǎn)錄酶RNADNA轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復制逆轉(zhuǎn)錄3、1982年，科學家發(fā)現(xiàn)瘋牛病是由一種結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)在腦細胞內(nèi)大量增值引起的。這種因錯誤折疊而形成的結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)，可能促使與其具有相同氨基酸序列的蛋白質(zhì)發(fā)生同樣的折疊錯誤，從而導致大量結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)的形成。蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)

不是合成新蛋白質(zhì)，而是導致原有蛋白質(zhì)發(fā)生同樣的錯誤折疊1.遺