【生物】基因指導蛋白質(zhì)的合成課件-2023-2024學年高一下學期生物人教版必修2

第4章第1節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成導入新課自主學習深度學習遷移應用基因是具有遺傳效應的DNA片段即：基因能控制生物的性狀。蛋白質(zhì)直接體現(xiàn)者指導合成基因的表達：基因可以控制蛋白質(zhì)的合成。導入新課自主學習深度學習遷移應用問題：基因主要存在于哪里？蛋白質(zhì)合成的場所呢？DNA蛋白質(zhì)的合成RNA指導中間物質(zhì)作為信使任務1：了解RNA的種類和功能自主學習導入新課深度學習遷移應用閱讀教材P64—65第二自然段1.完成下表，比較DNA和RNADNARNA中文名稱化學組成組成元素組成成分基本單位雙鏈或單鏈結構主要存在部位核糖核酸脫氧核糖核酸C、H、O、N、PC、H、O、N、P核糖、磷酸、含氮堿基（A、G、C、U）脫氧核糖、磷酸、含氮堿基（A、G、C、T）脫氧核苷酸核糖核苷酸一般為單鏈，更短一般為雙鏈細胞核細胞質(zhì)2.RNA有哪些種類？它們分別有什么功能？3.RNA為什么可以作為DNA的信使？任務1：了解RNA的種類和功能自主學習導入新課深度學習遷移應用RNA的種類和功能信使RNA：遺傳信息傳遞的媒介轉運RNA：識別并轉運氨基酸核糖體RNA：與蛋白質(zhì)結合構成核糖體任務1：了解RNA的種類和功能自主學習導入新課深度學習遷移應用RNA為什么可以作為DNA的信使？RNA由基本單位——核苷酸連接而成，也可以儲存遺傳信息；RNA一般為單鏈，比DNA短，能通過核孔，從細胞核轉移到細胞質(zhì)；RNA與DNA的關系中，也遵循堿基互補配對原則。因此以mRNA為媒介可將遺傳信息傳遞到細胞質(zhì)中。遷移應用自主學習深度學習導入新課1.RNA可能的功能是（

）三維設計P99學以致用1①作為某些病毒的遺傳物質(zhì)②作為某些細菌的遺傳物質(zhì)③催化某些代謝反應④轉運氨基酸⑤核糖體組成成分A.①②③④⑤B.①②③④C.②③④⑤D.①③④⑤D深度學習自主學習導入新課遷移應用任務2：理解遺傳信息的轉錄DNA的遺傳信息是怎樣傳遞給mRNA的？閱讀教材P65和圖4-4以DNA為模板轉錄RNA的示意圖,思考回答：1.請嘗試描述轉錄的過程。2.遺傳信息的準確傳遞是如何保證的？3.DNA是怎樣將遺傳信息準確傳遞給mRNA的？深度學習自主學習導入新課遷移應用

解旋配對

連接

釋放RNA是在細胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫作轉錄。3′←5′特點：

邊解旋邊轉錄深度學習自主學習導入新課遷移應用遺傳信息的轉錄小結轉錄的場所：原料：轉錄的條件轉錄時的堿基配對：轉錄的產(chǎn)物：G－C、C－G、T－A、A－U細胞核（主要）、線粒體、葉綠體四種游離核糖核苷酸RNA模板：能量：酶：DNA分子的一條鏈RNA聚合酶ATP

（作用：解旋，使游離的核糖核苷酸連接成核苷酸鏈）。深度學習自主學習導入新課遷移應用1.轉錄與DNA復制有什么共同之處，這對保證遺傳信息的準確轉錄有什么意義？

2.與DNA復制相比，轉錄所需的原料和酶有什么不同？

3.轉錄的RNA的堿基序列，與DNA的兩條單鏈的堿基序列各有哪些異同？

從所需條件來看，它們都需要模板、需要原料、需要有酶催化、需要ATP提供能量；從過程中所表現(xiàn)出的規(guī)律看，都有開始、延伸、終止三個階段，都遵循堿基互補配對原則，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：轉錄：所需的原料是4種游離的脫氧核苷酸，所需的酶有解旋酶和DNA聚合酶所需的原料是4種游離的核糖核苷酸，所需的酶是RNA聚合酶與模板鏈的堿基互補，與非模板鏈的堿基排序基本相同，只是由U代替了T。教材P66遷移應用自主學習深度學習導入新課2.下列關于洋蔥根尖細胞遺傳信息轉錄過程的敘述，正確的是（

）三維設計P101學以致用1A.一個DNA可轉錄出多個不同類型的RNAB.以完全解開螺旋的一條脫氧核苷酸鏈為模板C.轉錄終止時成熟的RNA從模板鏈上脫離下來D.可發(fā)生在該細胞的細胞核、線粒體和葉綠體中3.如圖表示細胞核中所完成的mRNA的形成過程示意圖，有關敘述正確的是（

）三維設計P101學以致用2AA.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，同時消耗能量A蛋白質(zhì)基因

mRNA轉錄翻譯？

深度學習自主學習導入新課遷移應用任務3：理解遺傳信息的翻譯閱讀教材P66-69,思考回答：

1.mRNA上的堿基與氨基酸之間的對應關系是怎樣的？2.游離在細胞質(zhì)中的氨基酸，是怎樣運送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的？3.在“生產(chǎn)線”上蛋白質(zhì)是如何合成的？深度學習自主學習導入新課遷移應用1.mRNA上的堿基與氨基酸之間的對應關系組成RNA的堿基只有4種，而在絕大多數(shù)生物體內(nèi)，組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種。這4種堿基是怎么決定蛋白質(zhì)的21種氨基酸的呢？1954年，美籍理論物理學家伽莫夫（G·Gamow）數(shù)學推理：（1）如果1個堿基決定1個氨基酸，4種堿基能決定多少種氨基酸？（2）如果2個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？（3）一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基，才足以組合出構成蛋白質(zhì)的21種氨基酸？41=442=16三個堿基決定一個氨基酸能決定64種，43=64深度學習自主學習導入新課遷移應用克里克以T4噬菌體為實驗材料研究其中某個基因的堿基的增加或減少對其所編碼的蛋白質(zhì)的影響實驗，在相關堿基序列中增加或刪除1個或2個堿基，無法產(chǎn)生正常功能的蛋白質(zhì)，但是當增加或刪除3個堿基時，卻合成了正常功能的蛋白質(zhì)。尋找證據(jù)：一個氨基酸是由mRNA上3個堿基決定的

mRNA上3個相鄰的堿基決定1個氨基酸,每3個這樣的堿基叫作1個密碼子。深度學習自主學習導入新課遷移應用尼倫伯格（M.W.Nirenberg,1927—2010）和馬太（J.H.Matthaei,1929—）破譯第一個遺傳密碼：深度學習自主學習導入新課遷移應用①請從密碼子表中找出脯氨酸對應的密碼子。②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)象稱為密碼子的簡并。你認為密碼子簡并對生物體的生存發(fā)展有什么意義？③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？當密碼子中的一個堿基改變時，由于密碼子的簡并性，可能不會改變其對應的氨基酸,增強密碼子容錯性;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。當今生物有著共同的起源，同時也說明生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。

密碼子的特點之一：密碼子的簡并性密碼子的特點之二：密碼子的通用性密碼子共_____種；起始密碼子（2種）________________；終止密碼子（3種）___________________。編碼21種氨基酸的密碼子共有_____種；一種密碼子編碼_____種氨基酸，一種氨基酸可以由_______種密碼子編碼。64AUG、GUGUAA、UAG、UGA6211或多遷移應用自主學習深度學習導入新課4.基因的表達包括遺傳信息的轉錄和翻譯兩個過程。判斷下列相關表述是否正確。教材P69概念檢測1（1）DNA轉錄形成的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。（）5．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。密碼子是指（）教材P69概念檢測2A.基因上3個相鄰的堿基B.DNA上3個相鄰的堿基C.tRNA上3個相鄰的堿基D.mRNA上3個相鄰的堿基××D深度學習自主學習導入新課遷移應用2.tRNA將游離在細胞質(zhì)中的氨基酸運送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上氫鍵每個tRNA的這3個堿基可以與mRNA上的密碼子互補配對，叫作反密碼子異亮氨酸5′UAU3′注意：

每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸。深度學習自主學習導入新課遷移應用3.通過翻譯在“生產(chǎn)線”上合成蛋白質(zhì)請據(jù)教材P68圖4一7,思考回答以下問是題:（1）mRNA上的什么信息決定著翻譯的起始和終止？（2）圖4一7中的mRNA上共有幾個密碼子？（3）在這個過程中tRNA是如何與核糖體配合準確搬運氨基酸的？（4）請描述翻譯的過程。（5）請寫出翻譯后合成的肽鏈。（可查閱密碼了表)（6）請用一句話歸納翻譯的概念10個核糖體與mRNA結合部位形成2個tRNA的結合位點5′→3′甲硫氨酸－組氨酸－色氨酸－精氨酸－半胱氨酸－半胱氨酸－脯氨酸－谷氨酸－絲氨酸游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)，這一過程叫作翻譯。深度學習自主學習導入新課遷移應用（1）結合左圖判斷翻譯的方向。（2）圖中顯示有幾條肽鏈正在同時合成？每條肽鏈合成結束后，它們都相同嗎？理由是什么？（3）這樣翻譯有什么意義？4條這些肽鏈都是以同1個mRNA為模板合成的相同少量的mRNA分子就可以在迅速合成大量的蛋白質(zhì)，提高翻譯的速度左→右深度學習自主學習導入新課遷移應用肽鏈合成后，就從核糖體與mRNA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深度學習自主學習導入新課遷移應用完成下表，比較DNA復制、轉錄和翻譯：DNA復制轉錄翻譯時期場所條件模板原料酶能量運輸工具堿基配對特點產(chǎn)物信息傳遞細胞分裂間期生長發(fā)育的整個過程生長發(fā)育的整個過程主要是細胞核主要是細胞核核糖體DNA的兩條鏈DNA（基因）的一條鏈mRNA游離的4種脫氧核苷酸游離的4種核糖核苷酸游離的21種氨基酸解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶特定的酶ATPATPATPtRNAA-T、T-A、C-G、G-CA-U、T-A、C-G、G-CA-U、U-A、C-G、G-C邊解旋邊復制、半保留復制邊解旋邊轉錄一個mRNA分子上結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈2個子代DNA分子1個RNA分子DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)多個具有特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)遷移應用自主學習深度學習導入新課7.基因指導蛋白質(zhì)合成的過程包括轉錄和翻譯，下列相關敘述錯誤的是（）教材P78選擇題3A.轉錄和翻譯都遵循堿基互補配對原則B.轉錄以核糖核苷酸為原料，翻譯以氨基酸為原料C.遺傳信息既可以從DNA流向蛋白質(zhì)，也可以從蛋白質(zhì)流向DNAD.在真核細胞中，染色體上基因的轉錄和翻譯是在細胞內(nèi)的不同區(qū)室中進行的C6.細胞內(nèi)有些tRNA分子的反密碼子中含有稀有堿基次黃嘌呤（I），含有I的反密碼子在與mRNA中的密碼子互相配對時，存在如圖所示的配對方式（Gly表示甘氨酸）。相關敘述錯誤的是（

）三維設計P105學以致用1A.一種反密碼子可以識別不同的密碼子B.密碼子與反密碼子的堿基之間通過氫鍵結合C.tRNA分子不存在堿基互補配對形成的氫鍵D.mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變C深度學習自主學習導入新課遷移應用任務4：理解中心法則請用文字、箭頭和連接詞構建DNA復制、基因指導蛋白質(zhì)的合成過程中遺傳信息傳遞的概念模型：1957年，克里克：中心法則（揭示遺傳信息傳遞的一般規(guī)律）深度學習自主學習導入新課遷移應用中心法則的發(fā)展證據(jù)1、許多RNA病毒（如脊髓灰質(zhì)炎病毒、雙鏈RNA噬菌體等）在感染宿主細胞后，其RNA能進行自我復制;一些小型核酶（如錘頭核酶、發(fā)夾核酶等）也參與自我復制，表明有一些RNA具有自我復制能力。證據(jù)2、在逆轉錄病毒（如HIV)中的逆轉錄酶的作用下，遺傳信息可以從RNA傳遞至DNA。請根據(jù)以上證據(jù)對中心法則進行補充完善：遷移應用自主學習深度學習導入新課D8.中心法則揭示了生物遺傳信息傳遞的一般規(guī)律。下列敘述錯誤的是（

）三維設計P107學以致用1A.①②③三個過程可在根尖分生區(qū)細胞中發(fā)生B.①②③分別表示DNA的復制、轉錄和翻譯過程C.④表示逆轉錄，某些病毒增殖時可發(fā)生該過程D.④⑤是虛線，表示其在生物界可能不存在遷移應用