【課件】基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

基因的表達普通棉花轉(zhuǎn)基因抗蟲棉

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。

基因蛋白質(zhì)的合成控制基因的表達：為什么轉(zhuǎn)基因棉花能抗蟲？為什么轉(zhuǎn)基因棉花能產(chǎn)生抗蟲蛋白？蘇云金桿菌的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？第4章基因的表達4.1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成課時1轉(zhuǎn)錄1.概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。2.計算DNA堿基數(shù)日、RNA堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的對應(yīng)關(guān)系。3.闡明中心法則的具體內(nèi)容，認(rèn)同科學(xué)是不斷發(fā)展的學(xué)習(xí)目標(biāo)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核DNA(2nm)(遺傳信息)核孔0.9nm核糖體（蛋白質(zhì)合成場所）?RNA思考：基因主要存在哪里？蛋白質(zhì)在哪里合成的？信使皇帝不出宮DNA核糖體地方官員一、RNA任務(wù)一：請同學(xué)們自主閱讀教材P64-65，P67，小組合作思考討論完成問題。

1.RNA的結(jié)構(gòu)單位是什么？由哪些成分組成？3.RNA與DNA在化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)上的異同？

4.RNA為什么適合作DNA的信使？2.RNA的種類有哪三種？分別有什么樣的功能？RNA的結(jié)構(gòu)和功能核糖核苷酸1.RNA的組成C、H、O、N、P基本單位：核糖核苷酸A(腺嘌呤）U(尿嘧啶)C(胞嘧啶)G(鳥嘌呤)5’1’2’3’4’元素組成：一般為單鏈:1.RNA的結(jié)構(gòu)單位是什么？由哪些成分組成？RNA的結(jié)構(gòu)和功能種類mRNAtRNArRNA名稱信使RNA轉(zhuǎn)運RNA核糖體RNA功能結(jié)構(gòu)示意圖識別并轉(zhuǎn)運氨基酸組成核糖體單鏈局部形成氫鍵，部分堿基配對形成三葉草型結(jié)構(gòu)單鏈核糖體RNA(rRNA）遺傳信息傳遞的媒介蛋白質(zhì)合成的模板少數(shù)RNA還具有催化作用，有的作為RNA病毒的遺傳物質(zhì)→蛋白質(zhì)合成的“三劍客”2.RNA的種類有哪三種？分別有什么樣的功能？DNA和RNA的比較

種類DNARNA組成成分堿基磷酸五碳糖全稱基本組成單位空間結(jié)構(gòu)分布（真核細(xì)胞）特有：T特有：U共有：A、G、C都有磷酸脫氧核糖核糖脫氧核糖核酸核糖核酸脫氧核苷酸核糖核苷酸多為規(guī)則雙螺旋結(jié)構(gòu)多為單鏈細(xì)胞核（主要）線粒體、葉綠體細(xì)胞質(zhì)（主要）3.RNA與DNA在化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)上的異同？

(1)RNA也是由基本單位——核苷酸連接而成，堿基的排列順序也能儲存遺傳信息(3)RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中(2)在RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補配對原則”，但由于RNA中沒有T，DNA中沒有U，所以U與A配對4、RNA為什么適合作DNA的信使？二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄思考：DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？轉(zhuǎn)錄TATGCATGATCGAGCTTATCATGACGAGCTTCAA3'5'…………DNA上的遺傳信息UAUGCAUGAUCGAGCUURNA5'過程如何呢二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄任務(wù)二：結(jié)合教材64頁的文字，和圖4-4探究下列問題。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)錄的酶?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？81、過程：游離的核糖核苷酸UAAAUUCGCAGCGUGCGCTTTGCGTCC3’5’5’3’5’3’（RNA聚合酶催化形成磷酸二酯鍵）1.解旋RNA聚合酶使DNA雙鏈解開，堿基暴露出來。游離的核糖核苷酸與DNA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。2.配對新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上。3.連接合成的mRNA從DNA鏈上釋放。而后，DNA雙螺旋恢復(fù)。4.釋放遺傳信息的轉(zhuǎn)錄遺傳信息的轉(zhuǎn)錄遺傳信息的轉(zhuǎn)錄真核生物：原核生物：擬核、細(xì)胞質(zhì)（質(zhì)粒）通過

以DNA的

為模板合成

的過程。2、概念：3、場所：細(xì)胞核（主要）、葉綠體和線粒體（基質(zhì)）4、產(chǎn)物：mRNA、rRNA、tRNA等RNA聚合酶一條鏈RNA病毒：宿主細(xì)胞內(nèi)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄5、條件：原料：模板：能量：酶：RNA聚合酶（能解旋+聚合）DNA的一條鏈的某片段4種游離的核糖核苷酸由ATP提供6、特點：邊解旋邊轉(zhuǎn)錄8、遺傳信息的流動方向：DNA→mRNA7、子鏈合成方向：5′

端到3′端1.轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列與DNA的兩條單鏈的堿基序列各有哪些異同？RNADNA2.轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有哪些共同之處？這對保證遺傳信息的傳遞有什么意義？轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制都需要模板、都遵循堿基互補配對原則。模板鏈非模板鏈互補配對T換為U思考：堿基互補配對原則能夠保證遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。3、看圖回答下列問題：ATCGAGCGAGTCTTCGTCAATCGATGACATCGGCDNAUCGCUAGCmRNAmRNA基因1基因2a鏈b鏈部分解旋不能，轉(zhuǎn)錄只能以基因的一條鏈為模板不一定相同遺傳信息的轉(zhuǎn)錄不是，轉(zhuǎn)錄是以基因為單位進行（2）

一個基因的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？（3）不同基因的模板鏈?zhǔn)欠裣嗤浚?）轉(zhuǎn)錄過程是對整個DNA分子進行轉(zhuǎn)錄嗎？小試牛刀2.如圖中甲、乙表示真核生物遺傳信息傳遞的兩個過程，丙為其中部分片段的放大示意圖。以下分析正確的是(

)BA.圖中酶1和酶2是同一種酶B.圖丙中b鏈可能是構(gòu)成核糖體的成分

C.圖丙是圖甲的部分片段放大D.圖乙所示過程在高度分化的細(xì)胞中不能發(fā)生DNA聚合酶RNA聚合酶RNADNA(模板鏈）rRNA乙能小試牛刀小試牛刀3.如圖表示某真核生物細(xì)胞內(nèi)DNA的轉(zhuǎn)錄過程，請據(jù)圖分析回答下列問題：(1)圖中遺傳信息的轉(zhuǎn)錄方向為

(用“→”或“←”表示)；RNA鏈延伸的方向是由

－端到

－端。(2)a為啟動上述過程必需的有機物，其名稱是

，其作用：①作用于氫鍵，使DNA雙螺旋

；②催化核糖核苷酸連接到RNA鏈上(形成

鍵)。(3)b和c的名稱分別是

、

。(4)此過程中的堿基配對方式為

。←5′

3′RNA聚合酶解開磷酸二酯胞嘧啶脫氧核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸A—U、T—A、C—G、G—CDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄時間場所解旋模板原料酶配對方式特點方向產(chǎn)物意義細(xì)胞分裂

間期生長發(fā)育過程先后

完全解旋只解有遺傳效應(yīng)片段（基因）DNA的兩條鏈均為模板DNA的一條鏈為模板四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸解旋酶、

DNA聚合酶等RNA聚合酶等A-T、T—A、C—G

、G—CA-U、C—G、T—A、G—C半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄2個子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA使遺傳信息從親代傳遞給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性遺傳信息從DNA傳遞到RNA（mRNA）上,為后續(xù)翻譯做準(zhǔn)備主要在細(xì)胞核或擬核，少部分在線粒體、葉綠體、質(zhì)粒新鏈從5’端-3’端延伸新鏈從5’端-3’端延伸填空：DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNA（脫氧核苷酸）（核糖核苷酸）4種AGCU21種？（氨基酸）mRNA4種AGCT

游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以

為模板合成具有一定氨基酸順序的

，這一過程叫做翻譯。mRNA蛋白質(zhì)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成4種堿基如何決定21種氨基酸?基因的表達一一對應(yīng)4種堿基是怎樣決定21種氨基酸的呢?1個堿基決定1個氨基酸，則4種堿基只能決定____種氨基酸；2個堿基決定1個氨基酸，則4種堿基只能決定____種氨基酸；3個堿基決定1個氨基酸，則4種堿基只能決定____種氨基酸。氨基酸AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

4AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

446416第三種方式能滿足組成蛋白質(zhì)的21種氨基酸的需要遺傳信息的翻譯遺傳信息的翻譯【任務(wù)3】請同學(xué)們自主閱讀教材P66-68，圖4-5、表4-1,思考并回答問題：

1.什么是密碼子？2.決定氨基酸的密碼子有多少種？3.起始密碼子是什么？起始密碼子編碼什么氨基酸？終止密碼子有幾個？4.一種密碼子決定幾種氨基酸？一種氨基酸酸有幾種密碼子？實驗證據(jù)1961年克里克實驗

課本p70實驗材料：T4噬菌體實驗過程：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)。支持遺傳密碼中3個堿基編碼1個氨基酸。遺傳信息的翻譯實驗結(jié)果：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)。實驗結(jié)論：1961年蛋白質(zhì)的體外合成實驗科學(xué)家：尼倫伯格、馬太實驗技術(shù)：蛋白質(zhì)的體外合成技術(shù)實驗過程：①在每個試管中分別加入1種氨基酸；

②在每個試管中加入除去了DNA和mRNA的細(xì)胞提取液；加入苯丙氨酸的試管中，出現(xiàn)了多聚苯丙氨酸的肽鏈。遺傳信息的翻譯UUUUUUUUUUUUUURNA3個堿基是如何與1個氨基酸對應(yīng)的呢？如UUU對應(yīng)哪種氨基酸？實驗結(jié)果：③在每個試管中加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。除去了DNA和mRNA的細(xì)胞提取液人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸遺傳信息的翻譯密碼子(1)定義：mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基(2)認(rèn)讀：mRNA5'3'GUGGAACCU密碼子密碼子密碼子密碼子認(rèn)讀是從mRNA的5'→3',相鄰的密碼子無間隔、不重疊決定纈氨酸決定組氨酸決定精氨酸(2)位置：mRNA上第一個堿基第二個堿基第三個堿基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異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）蘇氨酸賴氨酸精氨酸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個堿基第2個堿基第3個堿基密碼子苯丙氨酸UUUUUU

精氨酸AGGAGG21種氨基酸的密碼子表

終止密碼子：__種：

、

、

.

密碼子種類起始密碼子：真核生物：___種：

.

（共

種）

原核生物：___種：

.

GUG不作起始密碼子時，編碼

.

編碼氨基酸的密碼子：___種或___種64

3UAAUAGUGA（可編碼硒代半胱氨酸）1AUG（編碼甲硫氨酸）2AUG、GUG（編碼甲硫氨酸）纈氨酸6162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UCAG3、密碼子與氨基酸的關(guān)系：①1種密碼子只能決定

氨基酸1種②1種氨基酸可能由

密碼子決定1種或幾種①專一性②簡并性1.絕大多數(shù)氨基酸都有幾個密碼子，密碼子的簡并性對生物體的生存發(fā)展有什么意義？分析密碼子的特點GCGAUUGAUCGACGA正常mRNAGCGAUCGACCGACGA錯誤mRNA天冬氨酸天冬氨酸精氨酸精氨酸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？地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。說明所有生物可能有共同的祖先通用性：增強密碼子的容錯性。當(dāng)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(yīng)的氨基酸；基因信使物質(zhì)蛋白質(zhì)的合成轉(zhuǎn)錄組甲硫精半胱半胱脯谷絲“搬運工”mRNA進入細(xì)胞質(zhì)后與核糖體結(jié)合，合成生產(chǎn)蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”。(1)形態(tài)：RNA單鏈經(jīng)折疊（形成氫鍵），形成三葉草結(jié)構(gòu)(2)功能：識別并轉(zhuǎn)運特定的氨基酸3'5'結(jié)合氨基酸的部位UGA反密碼子mRNA5'3'ACU密碼子遺傳信息的翻譯——tRNA（轉(zhuǎn)運RNA）氨基酸與tRNA是否是一一對應(yīng)的關(guān)系呢？每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運____種氨基酸；而一種氨基酸可由__________種tRNA轉(zhuǎn)運；一一或多第一節(jié)結(jié)合氨基酸的部位反密碼子5′3′5′3′mRNAtRNAPOHACA若反密碼子為3′-AAC-5′，則攜帶的氨基酸是？位置含義生理作用遺傳信息密碼子反密碼子總結(jié)比較：遺傳信息、密碼子、反密碼子的比較DNA堿基的排列順序直接決定mRNA中堿基排列順序間接決定氨基酸排列順序mRNAmRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基直接決定氨基酸排列順序tRNAtRNA上與密碼子互補配對的三個堿基識別密碼子三、遺傳信息的翻譯翻譯的過程1.翻譯的場所在哪？其產(chǎn)物是什么？2.闡述翻譯的具體過程，該過程中需要的條件有哪些？3.遺傳信息的流動方向？觀看視頻，結(jié)合課本68頁的文字和圖4-7思考并回答以下問題。遺傳信息的翻譯起始密碼子mRNA進入細(xì)胞質(zhì)，與

結(jié)合；攜帶

的tRNA通過與mRNA上的堿基AUG互補配對進入

。翻譯的過程第1步：起始核糖體移動方向E125’3’AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAAM核糖體核糖體甲硫氨酸位點1遺傳信息的翻譯E12第2步：進位甲攜帶

的tRNA以同樣的方法進入

。通過脫水縮合形成

，甲硫氨酸被轉(zhuǎn)移到

上。第3步：縮合H5’3’AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA某個氨基酸位點2肽鍵位點2的tRNA翻譯的過程遺傳信息的翻譯E12第4步：移位

沿

移動，讀取下一個密碼子，原占位點1的

離開核糖體，原位點2的tRNA進入

，一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入

，繼續(xù)肽鏈的合成。精色半半甲組5’3’5’3’5’3’脯5’3’5’3’5’3’核糖體移動方向AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA核糖體mRNAtRNA位點1位點2翻譯的過程遺傳信息的翻譯直至核糖體讀取到mRNA上的終止密碼子，合成才告終止。肽鏈合成后，從

上脫離，

成具有特定

的蛋白質(zhì)分子。第5步：終止核糖體盤曲折疊空間結(jié)構(gòu)和功能翻譯的過程遺傳信息的翻譯1.起始2.進位3.縮合4.移位5.脫離位點1位點2翻譯的過程遺傳信息的翻譯小結(jié)1.概念：2.場所：3.條件：4.產(chǎn)物：5.原則：游離在細(xì)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)的過程。核糖體模板：原料：能量：工具：

多種酶具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)

（肽鏈）堿基互補配對

（A-U，U-A，C-G，G-C）6.遺傳信息傳遞的方向：RNA

→

蛋白質(zhì)mRNA21種氨基酸ATPtRNA①由該圖能不能得出翻譯的方向（核糖體移動的方向）呢？由肽鏈_____→肽鏈_____的方向進行短長②這樣合成的多條肽鏈的氨基酸序列是否相同？相同。因為是以同一個mRNA為模板翻譯出來的。遺傳信息的翻譯1.看圖回答問題：一個mRNA分子結(jié)合______核糖體，可以同時合成______肽鏈。

目的意義：

少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)多個多條真核生物先轉(zhuǎn)錄，后翻譯（轉(zhuǎn)錄和翻譯的場所不同）邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯（無核膜，轉(zhuǎn)錄和翻譯都在細(xì)胞質(zhì)）原核生物2．請據(jù)圖概括真核細(xì)胞和原核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄、翻譯的區(qū)別。遺傳信息的翻譯項目復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場所條件模板原料能量酶產(chǎn)物原則細(xì)胞核（主要場所）細(xì)胞核（主要場所）核糖體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21種游離的氨基酸ATPATPATP解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶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-G特定的酶DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較DNA→DNADNA→RNARNA→蛋白質(zhì)DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制弗朗西斯·克里克克里克提出的中心法則所有生物均能適用嗎？中心法則及其發(fā)展你能從信息傳遞的角度，用文字和箭頭表示細(xì)胞中遺傳信息的傳遞規(guī)律嗎？資料1：1965年，科學(xué)家在RNA病毒里發(fā)現(xiàn)了一種RNA復(fù)制酶，像DNA復(fù)制酶能對DNA進行復(fù)制一樣，RNA復(fù)制酶能對RNA進行復(fù)制。RNA復(fù)制酶RNARNA煙草花葉病毒資料2：1970年，科學(xué)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。艾滋病病毒RNA逆轉(zhuǎn)錄酶DNA中心法則及其發(fā)展

在遺傳信息的流動過程中，DNA、RNA是信息的__________，蛋白質(zhì)是信息的___________，而_____為信息