【課件】4.1基因指導蛋白質(zhì)的合成 課件 高一下學期 生物人教版（2019）必修二

為什么轉(zhuǎn)入的是基因，得到的卻是蛋白質(zhì)Bt抗蟲蛋白基因普通棉花產(chǎn)生Bt抗蟲蛋白成為抗蟲棉蘇云金桿菌基因的表達基因可以控制蛋白質(zhì)的合成，這個過程就是基因的表達。為什么一種生物的基因能在另一種生物中表達呢？基因的表達過程是怎樣的？各種生物的基因表達過程有什么共同點？章首4.1基因指導蛋白質(zhì)的合成計劃課時：2課時電影《侏羅紀公園》中的恐龍科學家們利用一只困在琥珀中的、曾吸食過恐龍血的蚊子體內(nèi)的恐龍DNA制造出了大量的恐龍，并建立了一個恐龍的“侏羅紀公園”的故事。影片說，復活的恐龍是科學家利用提取出來的恐龍的DNA分子培育繁殖而來的。討論：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？基因主要通過指導蛋白質(zhì)的合成來控制性狀DNA蛋白質(zhì)的合成堿基的排列順序氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序等主要在細胞核細胞質(zhì)中的核糖體提出問題提出問題提出問題為什么RNA適于做DNA的信使呢？轉(zhuǎn)錄的過程是怎樣的？轉(zhuǎn)錄與DNA復制有什么異同點？1.DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？2.mRNA的堿基序列如何決定蛋白質(zhì)的氨基酸序列？mRNA的堿基與氨基酸之間的對應關系是怎樣？游離在細胞質(zhì)中的氨基酸是怎樣被運送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的呢？tRNA轉(zhuǎn)運的氨基酸在核糖體上發(fā)生了什么反應？①為什么RNA適于做DNA的信使呢？RNA：核糖核酸，由核糖核苷酸為基本單位連接而成，核苷酸中含有A、U、G、C，共4種堿基，這些特點使得RNA具有準確傳遞遺傳信息的可能；種類mRNAtRNArRNA名稱信使RNA轉(zhuǎn)運RNA核糖體RNA分布功能結構示意圖共同點主要在細胞質(zhì)中主要在細胞質(zhì)中與蛋白質(zhì)結合成核糖體翻譯的直接模板翻譯時運載氨基酸組成核糖體單鏈單鏈，部分堿基配對形成三葉草型結構單鏈①都是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物②基本單位相同③都與翻譯過程有關比較DNA和RNA五碳糖是核糖而不是脫氧核糖一般是單鏈且比DNA短，能通過核孔從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)真核生物中DNA主要分布在細胞核中，線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)中含有DNA。①為什么RNA適于做DNA的信使呢？總結RNA適于做DNA的信使的條件：RNA與DNA的結構相似，可以儲存遺傳信息；RNA一般是單鏈比DNA短，能夠通過核孔轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。RNA的堿基組成中沒有胸腺嘧啶T而替換成尿嘧啶U②轉(zhuǎn)錄的過程是怎樣的？轉(zhuǎn)錄：在細胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則合成RNA的過程。②轉(zhuǎn)錄的過程是怎樣的？②轉(zhuǎn)錄的過程是怎樣的？主要在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板，合成RNA的過程轉(zhuǎn)錄的概念？1轉(zhuǎn)錄的場所？2轉(zhuǎn)錄的模板3轉(zhuǎn)錄的原料4轉(zhuǎn)錄的條件5轉(zhuǎn)錄的堿基配對方式6轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物？7轉(zhuǎn)錄的過程？8細胞核、葉綠體、線粒體、擬核DNA分子的一條鏈四種游離的核糖核苷酸模板、原料、能量、酶（RNA聚合酶同時具有解旋功能）G-C

C-G

T-A

A-U三種RNA（mRNArRNAtRNA)轉(zhuǎn)錄起始，轉(zhuǎn)錄延長，轉(zhuǎn)錄終止③轉(zhuǎn)錄與DNA復制有什么異同點？不同點：相同點：都需要模板、酶、能量等；邊解旋邊復制，邊解旋邊轉(zhuǎn)錄；都遵循堿基互補配對原則，堿基互補配對規(guī)律能夠保證遺傳信息傳遞的準確性；DNA復制轉(zhuǎn)錄模板DNA的兩條鏈DNA中的一條鏈原料4種游離的脫氧核苷酸4種游離的核糖核苷酸酶解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶堿基對A-T、T-A、G-C、C-GA-U、T-A、G-C、C-G產(chǎn)物兩個雙鏈DNA分子單鏈RNA4.1基因指導蛋白質(zhì)的合成第2課時提出問題為什么RNA適于做DNA的信使呢？轉(zhuǎn)錄的過程是怎樣的？轉(zhuǎn)錄與DNA復制有什么異同點？1.DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？2.mRNA的堿基序列如何決定蛋白質(zhì)的氨基酸序列？mRNA的堿基與氨基酸之間的對應關系是怎樣？游離在細胞質(zhì)中的氨基酸是怎樣被運送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的呢？tRNA轉(zhuǎn)運的氨基酸在核糖體上發(fā)生了什么反應？如1個堿基決定1個氨基酸

決定4種氨基酸如2個堿基決定1個氨基酸

決定16種氨基酸如3個堿基決定1個氨基酸

堿基組合有64種④mRNA的堿基與氨基酸之間的對應關系是怎樣？密碼子：信使RNA上決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基。④mRNA的堿基與氨基酸之間的對應關系是怎樣？遺傳密碼表用法如下：第一、二、三字母分別為C，U，G的密碼讀（寫）作CUG，編碼精氨酸。起始密碼子是翻譯第1個氨基酸的密碼子，終止密碼子不編碼氨基酸，是翻譯終止的信號。決定氨基酸的密碼子有幾個？起始密碼子有幾個？編碼什么氨基酸？終止密碼子有幾個？1.從密碼子表可以看出：像苯丙氨酸、亮氨酸這樣絕大多數(shù)氨基酸都有幾個密碼子，這一現(xiàn)象稱作密碼子的簡并性。你認為密碼子的簡并對生物體的生存發(fā)展有什么意義？從增強密碼子容錯性的角度來看：當密碼子中有一個堿基改變時，由于密碼子的簡并性，可能并不會改變其對應的氨基酸（比如密碼子ACU突變?yōu)锳CC，但都對應蘇氨酸）；2.幾乎所有的生物體都共用上述密碼子，根據(jù)這一事實你能想到什么？根據(jù)這一事實可以想到地球上幾乎所有的生物都共用一套遺傳密碼，說明當今生物可能有著共同的起源或生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一。從密碼子的使用頻率來看，當某種氨基酸使用頻率高時，幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸，這樣可以保證翻譯的速度。教材思考

·

討論⑤細胞質(zhì)中的氨基酸如何被運到蛋白質(zhì)的生產(chǎn)線？翻譯：游離在細胞質(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)，這一過程叫做翻譯。⑤細胞質(zhì)中的氨基酸如何被運到蛋白質(zhì)的生產(chǎn)線？翻譯的“搬運工”——tRNA的結構示意圖每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸，每種氨基酸可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運；tRNA是一類具有攜帶并轉(zhuǎn)運氨基酸功能的小分子核糖核酸；tRNA鏈折疊成三葉草的葉形，其中有兩個重要部位：攜帶氨基酸的部位位于tRNA的3′端；還有3個能與mRNA上的密碼子互補配對的堿基，這3個堿基叫反密碼子；若反密碼子為3′-ACU-5′，則攜帶的氨基酸是？第一步：mRNA進入細胞質(zhì)，與核糖體結合。攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過與mRNA上的密碼子AUG互補配對，進入位點1（P位）。第二步：攜帶組氨酸的tRNA以同樣的方式進入位點2（A位）。第三步：位點1上的tRNA將甲硫氨酸交給位點2上的tRNA通過與組氨酸形成肽鍵，從而轉(zhuǎn)移到占據(jù)位點2的tRNA上。第四步：核糖體沿mRNA移動，讀取下一個密碼子，原占據(jù)位點1的tRNA離開核糖體，原位點2的tRNA進入位點1，一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點2，繼續(xù)肽鏈的合成。就這樣，隨著核糖體的移動，tRNA以上述方式將攜帶的氨基酸輸送過來，以合成肽鏈。直到核糖體遇到mRNA的終止密碼子，翻譯終止。⑥tRNA轉(zhuǎn)運的氨基酸在核糖體上發(fā)生了什么反應？肽鏈合成以后，就從核糖體與性質(zhì)RNA的復合物上脫離，通常經(jīng)過一系列步驟盤曲折疊成具有特定空間結構和功能的蛋白質(zhì)分子，然后開始承擔細胞生命活動的各項職責。多聚核糖體在細胞質(zhì)中，翻譯是一個快速高效的過程。通常，一個mRNA分子上可以相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成（如右圖），因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。核糖體移動方向翻譯小結游離在細胞質(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)翻譯的概念？1翻譯的場所？2翻譯的模板3翻譯的原料4翻譯的條件5翻譯的堿基配對方式6翻譯的產(chǎn)物？7翻譯的過程？8細胞質(zhì)中的核糖體上mRNA氨基酸模板、原料、能量、酶、tRNA等A-U，U-A，G-C，C-G多肽，經(jīng)加工后成為成熟的蛋白質(zhì)DNA復制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)時間場所模板原料條件原則特點產(chǎn)物信息傳遞細胞分裂間期主要是細胞核DNA的兩條鏈4種脫氧核苷酸解旋酶，DNA聚合酶等A-T、T-A、C-G、G-C半保留復制、邊解旋邊復制2個子代DNA分子生長發(fā)育過程主要是細胞核基因的一條鏈4種核糖核苷酸RNA聚合酶等邊解旋邊轉(zhuǎn)錄RNA生長發(fā)育過程細胞質(zhì)mRNA20種氨基酸t(yī)RNA、酶等多核糖體翻譯蛋白質(zhì)DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)A-U、T-A、C-G、G-CA-U、T-A、C-G、G-C真核細胞中復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較DNA→RNARNA→蛋白質(zhì)中心法則遺傳信息的傳遞方向圖DNA→DNA中心法則中心法則：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復制；也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。復制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNARNA中心法則的完善：1965年，科學家在RNA病毒里發(fā)現(xiàn)了一種RNA復制酶，它能對RNA進行復制。1970年，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。復制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNA復制RNA逆轉(zhuǎn)錄中心法則圖解（虛線表示少數(shù)生物的遺傳信息的流向）親代傳遞給子代的也是信息：DNA上的遺傳信息；親代傳遞給子代的是物質(zhì)：染色體、DNA；遺傳信息作為生命的“設計手冊”，通過轉(zhuǎn)錄和翻譯來支配對應的蛋白質(zhì)合成，進而控制生物的性狀；綜上所述：生命就是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。受精卵無論是遺傳信息的復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯還是個體的生命活動都離不開能量的持續(xù)輸入。生命就是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體本節(jié)小結本節(jié)小結一、概念檢測1.基因的表達包括遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程。判斷下列相關表述是否正確。（1）DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA，與母鏈堿基的組成、排列順序都是相同的。（×）（2）一個密碼子只能對應一種氨基酸，一種氨基酸必然有多個密碼子。（×）2.密碼子決定了蛋白質(zhì)的氨基酸種類以及翻譯的起始和終止。密碼