4.1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成課件-一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

`4.1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成課前導(dǎo)入基因→

控制→性狀指導(dǎo)合成核糖體DNA：2nm核孔0.9nm基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過(guò)程，叫基因的表達(dá)。Q：DNA主要存在細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)合成是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的，兩者如何聯(lián)系起來(lái)的呢？蛋白質(zhì)體現(xiàn)在①組成元素：②組成物質(zhì)：③基本單位：④結(jié)構(gòu)：C、H、O、N、P核糖核苷酸（4種）腺嘌呤（A）鳥(niǎo)嘌呤（G）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）N核糖1′2′3′4′5′單鏈，比DNA短，能通過(guò)核孔Q：RNA承擔(dān)信使功能的原因？RNA也是由核苷酸連接而成，也可以?xún)?chǔ)存遺傳信息。遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”：U與A配對(duì)。RNA一般是單鏈而且比DNA短（?。?，能通過(guò)核孔。1.RNA的組成及結(jié)構(gòu)：一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（P64）磷酸、核糖、含氮堿基信使RNA（mRNA）核糖體RNA（rRNA）轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）傳遞遺傳信息，翻譯時(shí)的模板與蛋白質(zhì)構(gòu)成核糖體識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸Q：DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？2.RNA的種類(lèi)及功能：一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（P64）蛋白質(zhì)rRNA課堂自習(xí)結(jié)合教材65頁(yè)的文字和圖4-4，思考：①什么是轉(zhuǎn)錄？②轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所、具體過(guò)程和結(jié)果？③轉(zhuǎn)錄需要的原料是？④轉(zhuǎn)錄過(guò)程中的模板？⑤轉(zhuǎn)錄過(guò)程中堿基如何配對(duì)？⑥遺傳信息的流動(dòng)方向？3.轉(zhuǎn)錄：①概念：RNA是在細(xì)胞核中，通過(guò)RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的過(guò)程。一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（P64）一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（P64）（1）解旋：在ATP的驅(qū)動(dòng)下，RNA聚合酶將DNA雙螺旋的兩條鏈解開(kāi)。（以mRNA為例）CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATPRNA聚合酶ps：該過(guò)程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用！一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（P64）（2）配對(duì)：游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對(duì)，在RNA聚合酶作用下開(kāi)始mRNA的合成。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'UAUGCAUGAUCGAGCUU堿基互補(bǔ)配對(duì)原則一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（P64）（3）連接：新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'UAUGCAUGAUCGAGCUUUAUGCAUGAUCGAGCUU5'3'RNA聚合酶形成磷酸二酯鍵合成方向：子鏈5'端→3'端特點(diǎn)：邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（P64）（4）釋放：新合成的mRNA從DNA鏈上釋放。而后，DNA雙螺旋恢復(fù)。UAUGCAUGAUCGAGCUUCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核mRNA3.轉(zhuǎn)錄：②過(guò)程：一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（P64）4種游離的核糖核苷酸RNA聚合酶第1步：DNA雙鏈解開(kāi)，堿基暴露出來(lái)。第2步：游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對(duì)，在RNA聚合酶作用下開(kāi)始mRNA的合成。第3步：新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上。第4步：新合成的mRNA從DNA鏈上釋放。而后，DNA雙螺旋恢復(fù)。解旋→配對(duì)→連接→釋放mRNAtRNArRNA3.轉(zhuǎn)錄：③產(chǎn)物及條件：一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（P64）（釋放，DNA雙鏈恢復(fù)）DNAATP和RNA聚合酶（真核）細(xì)胞核、線粒體、葉綠體4種游離的核糖核苷酸DNA的一條鏈堿基互補(bǔ)配對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程RNADNA→RNA場(chǎng)所：能量及酶：模板：原料：原則：時(shí)間：遺傳信息流動(dòng)：mRNA:UAGCDNA:ATCG一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（P64）3.轉(zhuǎn)錄：④DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別：DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄模板原料堿基互補(bǔ)配對(duì)酶產(chǎn)物DNARNADNA的兩條鏈DNA的一條鏈4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸A-T；G-CA-U；T-A；G-C解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄補(bǔ)充說(shuō)明：ATCGAGCGAGTCTTCGTCAATCGATGACATCGGCDNAUCGCUAGCmRNAmRNA▲以基因?yàn)閱挝?，作為模板的只是DNA鏈中的基因片段；▲DNA兩條鏈中只有一條鏈?zhǔn)寝D(zhuǎn)錄的模板鏈，哪條鏈?zhǔn)悄０彐湶皇枪潭ú蛔兊?。一個(gè)DNA轉(zhuǎn)錄出的mRNA不完全相同?；?基因2a鏈b鏈課堂自習(xí)結(jié)合教材66-67頁(yè)，思考：①什么是翻譯？②mRNA的4種堿基如何對(duì)應(yīng)蛋白質(zhì)的21種氨基酸？③游離氨基酸是怎樣被運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上？④翻譯的場(chǎng)所？翻譯的具體過(guò)程？⑤翻譯過(guò)程中的條件？⑥翻譯過(guò)程中堿基如何配對(duì)？⑦遺傳信息的流動(dòng)方向？1.翻譯：①概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)的過(guò)程。二、遺傳信息的翻譯（P66）1.翻譯：②實(shí)質(zhì)：是將mRNA的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)的氨基酸序列。二、遺傳信息的翻譯（P66）？UUAGAUAUCmRNA蛋白質(zhì)堿基序列氨基酸序列4種堿基21種氨基酸翻譯Q：4種堿基構(gòu)成的mRNA如何決定由21種氨基酸構(gòu)成的蛋白質(zhì)？Q：如何讓每位中國(guó)人都有唯一的身份證號(hào)？類(lèi)推4種堿基如何編排出21種氨基酸二、遺傳信息的翻譯（P66）1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸2個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸41=4：決定4種氨基酸42=16：決定16種氨基酸43=64：氨基酸組合64種4個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸44=256：氨基酸組合256種組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，至少需要3個(gè)堿基對(duì)應(yīng)1個(gè)氨基酸！2.密碼子：①含義：mRNA上3個(gè)相鄰的堿基決定1個(gè)氨基酸。

每3個(gè)這樣的堿基叫作1個(gè)密碼子。二、遺傳信息的翻譯（P66）在科學(xué)家們不斷努力下，終于破譯了全部64密碼子，并編制出密碼子表。mRNA5'3'密碼子密碼子密碼子纈氨酸組氨酸精氨酸密碼子認(rèn)讀是從mRNA的5'→3'。相鄰的密碼子無(wú)間隔、不重疊。3個(gè)字母組成一個(gè)單詞第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)堿基UCAGU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止終止、硒代半胱氨酸A亮氨酸絲氨酸終止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸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異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸U異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸C異亮氨酸蘇氨酸賴(lài)氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）蘇氨酸賴(lài)氨酸精氨酸GG纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A纈氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸G

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UUU

UUU

精氨酸A

GGAGG第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)堿基UCAGU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止終止、硒代半胱氨酸A亮氨酸絲氨酸終止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸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異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸U異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸C異亮氨酸蘇氨酸賴(lài)氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）蘇氨酸賴(lài)氨酸精氨酸GG纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A纈氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸G密碼子（共64個(gè)）：①起始密碼子：2種，AUG、GUG，也編碼氨基酸。②終止密碼子：3種，UAA和UGA（不編碼氨基酸）、UAG編碼氨基酸的密碼子

種。62Iamfine.→我很好。2.密碼子②特性：⑴專(zhuān)一性1個(gè)密碼子對(duì)應(yīng)1個(gè)氨基酸。⑵簡(jiǎn)并性1個(gè)氨基酸對(duì)應(yīng)多個(gè)密碼子一定程度可防止堿基改變而導(dǎo)致遺傳信息的改變?、峭ㄓ眯詭缀跛猩锕灿?套密碼子，說(shuō)明生物有共同起源。二、遺傳信息的翻譯（P66）二、遺傳信息的翻譯（P66）AUAGAUAUCmRNA蛋白質(zhì)Q：氨基酸如何識(shí)別密碼子并被轉(zhuǎn)運(yùn)到相應(yīng)位置？甲硫氨酸酪氨酸終止按照密碼子表將mRNA上的堿基序列翻譯成蛋白質(zhì)的氨基酸序列。ACUUGAtRNA4.轉(zhuǎn)運(yùn)工具：tRNA二、遺傳信息的翻譯（P66）比mRNA小，RNA單鏈經(jīng)過(guò)折疊形成4環(huán)4臂，環(huán)的部分沒(méi)有堿基互補(bǔ)配對(duì)，臂的部分由于堿基互補(bǔ)配對(duì)形成氫鍵。結(jié)合氨基酸的部位結(jié)堿基互補(bǔ)配對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，祝大家考試好運(yùn)！4.轉(zhuǎn)運(yùn)工具：tRNA二、遺傳信息的翻譯（P66）賴(lài)基酸反密碼子AAG反密碼子：①含義：與mRNA中密碼子互補(bǔ)配對(duì)的tRNA上的3個(gè)堿基。②特點(diǎn)：每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)1種氨基酸；1種氨基酸可由1或多種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)。③種類(lèi)：62種（終止密碼子沒(méi)有對(duì)應(yīng)的反密碼子）。Q：翻譯的是mRNA上的密碼子還是tRNA上的反密碼子？AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

G色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸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(guò)與mRNA上的密碼子AUG（起始密碼子）互補(bǔ)配對(duì)，進(jìn)入位點(diǎn)1。二、遺傳信息的翻譯（P66）AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

G色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸攜帶組氨酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2。二、遺傳信息的翻譯（P66）AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

G色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸甲硫氨酸通過(guò)與組氨酸形成肽鍵而轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的tRNA上。二、遺傳信息的翻譯（P66）肽鍵AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

G色氨酸A

CC甲硫氨酸二、遺傳信息的翻譯（P66）AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

G色氨酸A

CC甲硫氨酸核糖體讀取下一個(gè)密碼子，原來(lái)位點(diǎn)1的tRNA離開(kāi)，原來(lái)占據(jù)位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1，新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2，重復(fù)步驟2、3、4，直至核糖體讀取到mRNA的終止密碼子，翻譯終止。二、遺傳信息的翻譯（P66）AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

G色氨酸A

CC甲硫氨酸二、遺傳信息的翻譯（P66）AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

G色氨酸A

CC甲硫氨酸二、遺傳信息的翻譯（P66）AGUCCAUAAGGU組氨酸色氨酸A

CC甲硫氨酸二、遺傳信息的翻譯（P66）AGUCCAUAAGGU組氨酸色氨酸XXX甲硫氨酸XXX二、遺傳信息的翻譯（P66）AGUCCAUAAGGU甲硫氨酸組氨酸色氨酸XXXX二、遺傳信息的翻譯（P66）肽鏈合成后，從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離，經(jīng)過(guò)一系列步驟，盤(pán)曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子（有活性）。1.翻譯：④產(chǎn)物和條件：二、遺傳信息的翻譯（P66）mRNA

堿基互補(bǔ)配對(duì)細(xì)胞質(zhì)的核糖體mRNAmRNA→蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)21種游離氨基酸t(yī)RNA多肽鏈→蛋白質(zhì)場(chǎng)所：原則：模板：原料：產(chǎn)物：能量和酶：遺傳信息流動(dòng)：轉(zhuǎn)運(yùn)工具：ATP和酶tRNA:UAGCmRNA:AUCG1.翻譯：⑤特點(diǎn)：高效性、多聚核糖體⑥合成方向：肽鏈短→肽鏈長(zhǎng)二、遺傳信息的翻譯（P66）數(shù)量關(guān)系：一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條相同肽鏈的合成。意義：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。真核生物：先轉(zhuǎn)錄，后翻譯原核生物：邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯原核生物沒(méi)有核膜，轉(zhuǎn)錄和翻譯可發(fā)生在同一空間內(nèi)，邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯。能量：線粒體提供能量：細(xì)胞質(zhì)提供拓展一DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)時(shí)間場(chǎng)所模板原料條件原則特點(diǎn)產(chǎn)物信息傳遞細(xì)