【課件】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

提問：1、遺傳信息蘊藏在哪里？基因的概念？DNA的多樣性和特異性如何體現(xiàn)？2、證明DNA是主要遺傳物質(zhì)的兩個實驗？3、DNA復制過程及特點？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？

基因可以控制蛋白質(zhì)的合成，這個過程就是基因的表達。第四章基因的表達第1節(jié)

基因指導蛋白質(zhì)的合成【提示】一種生物的整套DNA中儲存著該種生物生長、發(fā)育等生命活動所需的全部遺傳信息，也可以說是構建生物體的藍圖。但是，從DNA到具有各種性狀的生物體，需要通過極其復雜的基因表達及調(diào)控過程才能實現(xiàn)。因此，在可預見的將來，利用DNA來使滅絕的生物復活仍是難以做到的。思考：位于細胞核的基因如何控制細胞質(zhì)核糖體進行蛋白質(zhì)的合成？DNA(基因)蛋白質(zhì)？細胞核細胞質(zhì)DNA(基因)蛋白質(zhì)細胞核細胞質(zhì)RNA基因如何指導蛋白質(zhì)合成？能直接指導嗎？基因(DNA)的分布：主要存在于細胞核（真核生物）中；擬核（原核生物）蛋白質(zhì)的合成場所：核糖體（細胞質(zhì)）DNA(基因)細胞核DNA(基因)蛋白質(zhì)細胞核細胞質(zhì)RNA轉(zhuǎn)錄翻譯一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄

RNA的種類信使RNA：遺傳信息傳遞的媒介。核糖體RNA：

核糖體的組成成分。轉(zhuǎn)運RNA：

識別密碼子，轉(zhuǎn)運氨基酸。為什么RNA適合做DNA的信使呢？（1）RNA的分子組成與DNA相似，使得RNA具備準確傳遞遺傳信息的可能（2）RNA一般為單鏈，比DNA短，能通過核孔，從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄堿基UA一條鏈核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNA雙螺旋通過核孔進入細胞質(zhì)轉(zhuǎn)錄過程一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（1）轉(zhuǎn)錄概念：在細胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。（2）轉(zhuǎn)錄過程一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（3）轉(zhuǎn)錄的場所：（4）轉(zhuǎn)錄的條件：模板：DNA的一條鏈原料：4種游離的核糖核苷酸能量：ATP酶：RNA聚合酶（5）轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物：（6）轉(zhuǎn)錄的原則：細胞核（主要場所），線粒體，葉綠體RNA（mRNA,tRNA,rRNA）堿基互補配對思考·討論·遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程1、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？2、與DNA復制相比，轉(zhuǎn)錄所需要的原料和酶各有什么不同？

轉(zhuǎn)錄與DNA復制都需要模板、都需要ATP提供能量、都遵循堿基互補配對原則等等。其中，堿基互補配對原則能夠保證遺傳信息傳遞的準確性。

DNA復制所需要的原料是4種游離的脫氧核苷酸，所需要的酶是解旋酶和DNA聚合酶；轉(zhuǎn)錄所需要的原料是4種游離的核糖核苷酸，所需要的酶是RNA聚合酶。如果DNA一條鏈的堿基序列如下：

5’—ACGGATCTA—3’3.寫出與它互補的另一條鏈的堿基序列。練習：

3’—TGCCTAGAT—5’4.寫出以它作為模板轉(zhuǎn)錄成的mRNA的堿基序列。

3’—UGCCUAGAU—5’4.轉(zhuǎn)錄是轉(zhuǎn)錄整個DNA么？3.轉(zhuǎn)錄時，DNA鏈完全解開么？DNA的兩條鏈都可作為模板鏈么？邊解旋邊轉(zhuǎn)錄;

轉(zhuǎn)錄不是轉(zhuǎn)錄整個DNA，轉(zhuǎn)錄以基因為單位進行。2023/2/3mRNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？二、遺傳信息的翻譯翻譯：

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序列的蛋白質(zhì)，這一過程叫作翻譯。4種堿基蛋白質(zhì)的21種氨基酸決定？密碼子：mRNA上決定1個氨基酸的3個相鄰的堿基mRNA密碼子密碼子密碼子一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄2、密碼子(1)密碼子種類：氨基酸種類：(2)特殊密碼子說明：①在正常情況下，UGA是終止密碼子，但在特殊情況下可編碼硒代半胱氨酸。②在原核生物中，GUG也可以作起始密碼子，此時它編碼甲硫氨酸。64種21種翻譯通常是從mRNA上的起始密碼子開始到終止密碼子結束①專一性②簡并性地球上幾乎所有生物都共用一套密碼子(3)密碼子的特點：（P67思考討論）一種密碼子只決定一種氨基酸，一種氨基酸可由一種或多種密碼子決定③通用性思考·討論·分析密碼子的特點1、你認為密碼子的簡并對生物體的生存發(fā)展有什么意義？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？（1）增強密碼子的容錯性。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；（2）密碼子的使用頻率。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可以保證翻譯的速度。說明當今生物可能有著共同的起源?；蛘f明生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。3.氨基酸的“搬運工”——tRNA5’3’經(jīng)過折疊，tRNA呈______形；一端是攜帶氨基酸的部位，游離的基團為_____，是此單鏈RNA的_____；一端有3個相鄰的堿基，可以與_____上的______互補配對，叫做________；三葉草-OH3’-端mRNA密碼子反密碼子(2)功能特點：每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運1種氨基酸一種氨基酸能被一種或多種tRNA轉(zhuǎn)運.④反密碼子共有61種或62種，與決定氨基酸的密碼子一一對應。一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄(1)結構特點：易錯知識點判斷：一個tRNA只有三個堿基

（

）RNA通常都是單鏈，因此不存在堿基對

（

）一個tRNA分子只有一個反密碼子（

）因為tRNA只有一個3’-端和5’-端，所以即使tRNA有部分片段互補配對形成堿基對，tRNA依然是單鏈構成的。

（

）××√√注意：tRNA上反密碼子所含的堿基有3個，但整個tRNA上不止3個堿基，且tRNA分子中含有氫鍵。二、遺傳信息的翻譯4.翻譯過程二、遺傳信息的翻譯二、遺傳信息的翻譯5.翻譯場所：6.翻譯的條件：模板：mRNA原料：21種游離的氨基酸能量：ATP酶

7.原則：堿基互補配對8.產(chǎn)物：多肽核糖體二、遺傳信息的翻譯9.翻譯是一個高效的過程（1）數(shù)量關系（2）意義（3）翻譯的方向（即核糖體移動的方向）一個mRNA分子上可以相繼結合___個核糖體，同時進行____條相同肽鏈的合成。多多少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。由肽鏈_____→肽鏈_____的方向進行短長（從左到右）多聚核糖體現(xiàn)象現(xiàn)學現(xiàn)練：由下圖判斷翻譯的方向（從左到右）（從右到左）三、復制、轉(zhuǎn)錄與翻譯的比較項目復制轉(zhuǎn)錄翻譯場所條件模板原料能量酶產(chǎn)物原則細胞核（主要場所），線粒體，葉綠體細胞核（主要場所），線粒體，葉綠體細胞核（主要場所），線粒體，葉綠體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20種游離的氨基酸ATPATPATPDNA解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶與蛋白質(zhì)合成有關的酶DNARNA多肽堿基互補配對A－TT－AG－CC－G堿基互補配對A－UT－AG－CC－G堿基互補配對

A－UU－AG－CC－G9．真核細胞和原核細胞轉(zhuǎn)錄和翻譯的時間地點區(qū)別真核細胞的轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細胞核中，翻譯發(fā)生在細胞質(zhì)中，在空間和時間上被分隔開進行原核細胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯沒有分隔，可以同時進行，邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯四、中心法則及補充

中心法則(克里克)：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復制；也可以DNA流向RNA，進而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。以DNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞DNARNA蛋白質(zhì)復制轉(zhuǎn)錄翻譯復制RNA蛋白質(zhì)翻譯以RNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞復制DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯RNA逆轉(zhuǎn)錄四、中心法則及補充生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。(1)DNA、RNA是信息的載體。(2)蛋白質(zhì)是信息的表達產(chǎn)物。(3)ATP為信息的流動提供能量五、課堂小結遺傳密碼子的破譯實驗結論：1961年克里克實驗T4噬菌體研究其中某個基因的堿基增加或減少對其編碼蛋白質(zhì)的影響增加或刪除1個/2個/3個堿基，觀察是否能正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)①增加或刪除1個/2個堿基，無法正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)；②增加或刪除3個堿基，可以正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)。遺傳密碼中3個堿基編碼1個氨基酸。遺傳密碼從一個固定的起點開始，以非重疊的方式閱讀，密碼子之間沒有分隔符。實驗材料：實驗思路：實驗過程：實驗結果：遺傳密碼子的破譯科學家：尼倫伯格、馬太實驗技術：蛋白質(zhì)的體外合成技術