2.3 DNA指导蛋白质的合成 课件（共40张PPT）
文档属性
| 名称 | 2.3 DNA指导蛋白质的合成 课件（共40张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-09-29 14:18:24 | ||
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文档简介
(共40张PPT)
第二章 遗传的分子基础
第3节 遗传信息控制生物的性状
（一）DNA指导蛋白质的合成
学习目标 核心素养
1.概述遗传信息的转录和翻译过程。（重点、难点） 2.理解遗传信息与“密码子”的概念。 3.运用数学方法,分析碱基与氨基酸的对应关系。（难点）。 1.根据结构和功能观，理解RNA的结构和功能。
2．通过转录、翻译过程比较，形成分类与比较的科学思维。
思考1.DNA主要存在哪里？
思考2.蛋白质在哪里合成？
DNA
主要存在于细胞核
蛋白质的合成
在细胞质中进行
指导
通过RNA
细胞核中的DNA如何指导细胞质中的蛋白质的合成？
为什么RNA适于做DNA的信使呢？
实验证据
小资料：
1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，如果加入RNA酶分解细胞中的 RNA，蛋白质合成就停止，而如果再加进入酵母中提取出来的RNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。同年，拉斯特（Laster Gold）等人将变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷酸培养液来培养，发现标记的RNA分子首先在细胞核中合成。
你认为RNA在蛋白质合成中起到了什么作用？
为DNA和蛋白质之间的中间物质，充当信使。
总结：RNA适合做DNA的信使的原因
1.RNA是由基本单位——核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息。
2.RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
3.RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。
规则的双螺旋结构
通常呈单链结构
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）
尿嘧啶（U）
脱氧核糖
核糖
磷酸
磷酸
完成下面的表格
一.遗传信息的转录
主要场所：_______
模板：____________
原料：四种游离的 ___________
产物：____
细胞核
DNA的一条链
核糖核苷酸
RNA
三种RNA示意图
信使RNA：
翻译的模板
核糖体RNA：
与蛋白质构成核糖体
转运RNA：
转运氨基酸的工具
T
C
A
T
G
T
T
T
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
DNA（基因）的平面结构图
转录的过程
解旋
A
G
C
U
G
A
C
G
G
U
U
U
转录的模板与原料
A
G
T
A
C
A
A
A
T
模板
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
U
G
A
C
G
G
U
U
U
RNA 聚合酶
转录的条件
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
转录遵循的原则
配对
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
A
依次连接
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
U
U
G
U
U
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
U
G
U
U
A
U
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
A
U
U
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
G
C
G
G
U
U
A
U
U
A
U
C
细胞质
核 孔
mRNA在细胞核中合成
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
U
U
A
U
U
A
U
C
DNA
mRNA
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
细胞质
细胞核
mRNA通过核孔进入细胞质
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
T
C
A
T
G
T
T
T
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
U
U
A
U
U
A
U
C
mRNA
模板链
非模板链
模板链
DNA mRNA
（1）转录的定义：？
（2）转录的场所：？
（3）转录的模板：？
（4）转录的原料：？
（5）转录的条件：？
（6）转录时的碱基配对：？
（7）转录的产物：？
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。
细胞核。
DNA分子的一条链。
四种核糖核苷酸。
模板、原料、ATP（能量）、酶。
A T C G
DNA ─┴─┴─┴─┴─
─┴─┴─┴─┴─
RNA U A G C
mRNA。
遗传信息流动：
DNA mRNA
解旋
酶：RNA聚合酶
结果：双链解开，暴露碱基
配对
原则：碱基互补配对原则
模板：解开的DNA双链中的一条链
原料：游离的核糖核苷酸
结果：配对碱基以氢键相连
连接
酶：RNA聚合酶
结果：形成一个mRNA
DNA
DNA
释放
合成的mRNA从DNA链上释放
DNA双链恢复成双螺旋结构
RNA聚合酶
练一练：如图是1种生物的某段DNA及其转录的过程，分析回答:
中标出的碱基符号，包括了____种核苷酸。
1、DNA双链中，____链为转录链；该过程发生的主要场所是_____，需要的酶有___、_____，原料是_____________。
2、下列关于b→c过程的说法中不正确的是( )
A.表示DNA复制过程
B.表示DNA转录过程
C.图中共有5种碱基
D.图中T是DNA特有的碱基
【解析】1、①DNA两条链包括4种碱基，有4种脱氧核苷酸；RNA(c)包括了3种碱基，有3种核糖核苷酸，故共有7种核苷酸。②能够与信使RNA碱基相互配对的转录链是b；转录主要发生在细胞核中，在解旋酶的作用下解开DNA的双链，然后以其中的一条链为模板，在RNA聚合酶的催化下，以周围的4种游离的核糖核苷酸为原料合成RNA。
2、以DNA的一条链为模板合成RNA的过程为转录，不是复制；图中共有5种碱基；T是DNA中所特有的碱基，U是RNA中所特有的碱基。
答案：1、①7 ②b 细胞核 解旋酶 RNA聚合酶 4种游离的核糖核苷酸
2、A
二、遗传信息的翻译
游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
思考：
组成蛋白质的氨基酸：
信使RNA的碱基：
20种
4种
4种碱基如何决定蛋白质的20种氨基酸呢？
如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，即
如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定___种，即
如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，
即
4
16
64
实验验证：1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由mRNA的3个碱基决定。
mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基
密码子:
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密码子
密码子
密码子
第1个字母 第2个字母 第3个字母 密码子
苯丙氨酸 U U U UUU
？
精氨酸 A G G AGG
终止密码子： 、 、_____
种类 起始密码子： （甲硫氨酸）
（ 种） _______（缬氨酸）
编码氨基酸的密码子______种
所有生物的密码子是 的。
61
64
一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由 不同的密码子决定。
1种或几种
相同
AUG
GUG
UAA
UAG
UGA
1、已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能写出对应的氨基酸序列吗？
甲硫氨酸
— 谷氨酸
— 丙氨酸
— 半胱氨酸
— 脯氨酸
— 丝氨酸
— 赖氨酸
— 脯氨酸
2、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据这一事实，你能想到什么？
地球上所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。
思
考
与
讨
论
3、从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？
如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响组成蛋白质的氨基酸的种类，也有可能组成蛋白质的氨基酸的种类不发生变化，这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化。
U
A
U
密码子
mRNA
U
G
C
A
U
A
C
C
G
A
U
转运RNA（tRNA）
问题：mRNA如何将信息翻译成蛋白质？
U
A
U
携带什么氨基酸？
异亮氨酸
A U A
mRNA
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天冬氨酸
A
U
G
异亮氨酸
一种tRNA只能携带一种氨基酸
一种氨基酸只能由一种tRNA携带
⑶mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图
①数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体。
②目的、意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质
翻译小结
场所：
产物：
模板：
原料：
条件：
主要在细胞质中核糖体。线粒体和叶绿体中核糖体
mRNA
蛋白质
氨基酸
ATP、酶
、转运RNA（tRNA）
碱基互补配对：
G－C、C－G、U－A、A－U
遗传信息流动：
mRNA
蛋白质
转 录 翻 译
定 义 在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程 以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
场 所 细胞核 细胞质的核糖体
模 板 DNA的一条链 信使RNA
信息传递的方向 DNA→mRNA mRNA→蛋白质
原 料 含A、U、C、G的4种核苷酸 合成蛋白质的20种氨基酸
产 物 信使RNA 有一定氨基酸排列顺序的蛋白质
实 质 是遗传信息的转录 是遗传信息的表达
转录与翻译的比较
练一练：1、如图表示人体细胞内某物质的合成过程，据图分析错误的是（ ）
A．方框A表示的结构为核糖体B．该过程主要发生在细胞核内C．该过程以核糖核苷酸为原料D．密码子只存在于图中①链上
2、下列关于DNA分子的复制、转录和翻译的比较，正确的是（ ）A．从时期上看，都只能发生在细胞分裂的间期B．从条件上看，都需要模板、原料、酶和能量C．从原则上看，都遵循相同的碱基互补配对原则D．从场所上看，都能发生在细胞核中
第二章 遗传的分子基础
第3节 遗传信息控制生物的性状
（一）DNA指导蛋白质的合成
学习目标 核心素养
1.概述遗传信息的转录和翻译过程。（重点、难点） 2.理解遗传信息与“密码子”的概念。 3.运用数学方法,分析碱基与氨基酸的对应关系。（难点）。 1.根据结构和功能观，理解RNA的结构和功能。
2．通过转录、翻译过程比较，形成分类与比较的科学思维。
思考1.DNA主要存在哪里？
思考2.蛋白质在哪里合成？
DNA
主要存在于细胞核
蛋白质的合成
在细胞质中进行
指导
通过RNA
细胞核中的DNA如何指导细胞质中的蛋白质的合成？
为什么RNA适于做DNA的信使呢？
实验证据
小资料：
1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，如果加入RNA酶分解细胞中的 RNA，蛋白质合成就停止，而如果再加进入酵母中提取出来的RNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。同年，拉斯特（Laster Gold）等人将变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷酸培养液来培养，发现标记的RNA分子首先在细胞核中合成。
你认为RNA在蛋白质合成中起到了什么作用？
为DNA和蛋白质之间的中间物质，充当信使。
总结：RNA适合做DNA的信使的原因
1.RNA是由基本单位——核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息。
2.RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
3.RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。
规则的双螺旋结构
通常呈单链结构
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）
尿嘧啶（U）
脱氧核糖
核糖
磷酸
磷酸
完成下面的表格
一.遗传信息的转录
主要场所：_______
模板：____________
原料：四种游离的 ___________
产物：____
细胞核
DNA的一条链
核糖核苷酸
RNA
三种RNA示意图
信使RNA：
翻译的模板
核糖体RNA：
与蛋白质构成核糖体
转运RNA：
转运氨基酸的工具
T
C
A
T
G
T
T
T
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
DNA（基因）的平面结构图
转录的过程
解旋
A
G
C
U
G
A
C
G
G
U
U
U
转录的模板与原料
A
G
T
A
C
A
A
A
T
模板
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
U
G
A
C
G
G
U
U
U
RNA 聚合酶
转录的条件
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
转录遵循的原则
配对
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
A
依次连接
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
U
U
G
U
U
A
A
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T
A
C
A
A
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T
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C
G
A
C
G
U
G
U
U
A
U
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
A
U
U
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
G
C
G
G
U
U
A
U
U
A
U
C
细胞质
核 孔
mRNA在细胞核中合成
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
U
U
A
U
U
A
U
C
DNA
mRNA
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
细胞质
细胞核
mRNA通过核孔进入细胞质
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
T
C
A
T
G
T
T
T
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
U
U
A
U
U
A
U
C
mRNA
模板链
非模板链
模板链
DNA mRNA
（1）转录的定义：？
（2）转录的场所：？
（3）转录的模板：？
（4）转录的原料：？
（5）转录的条件：？
（6）转录时的碱基配对：？
（7）转录的产物：？
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。
细胞核。
DNA分子的一条链。
四种核糖核苷酸。
模板、原料、ATP（能量）、酶。
A T C G
DNA ─┴─┴─┴─┴─
─┴─┴─┴─┴─
RNA U A G C
mRNA。
遗传信息流动：
DNA mRNA
解旋
酶：RNA聚合酶
结果：双链解开，暴露碱基
配对
原则：碱基互补配对原则
模板：解开的DNA双链中的一条链
原料：游离的核糖核苷酸
结果：配对碱基以氢键相连
连接
酶：RNA聚合酶
结果：形成一个mRNA
DNA
DNA
释放
合成的mRNA从DNA链上释放
DNA双链恢复成双螺旋结构
RNA聚合酶
练一练：如图是1种生物的某段DNA及其转录的过程，分析回答:
中标出的碱基符号，包括了____种核苷酸。
1、DNA双链中，____链为转录链；该过程发生的主要场所是_____，需要的酶有___、_____，原料是_____________。
2、下列关于b→c过程的说法中不正确的是( )
A.表示DNA复制过程
B.表示DNA转录过程
C.图中共有5种碱基
D.图中T是DNA特有的碱基
【解析】1、①DNA两条链包括4种碱基，有4种脱氧核苷酸；RNA(c)包括了3种碱基，有3种核糖核苷酸，故共有7种核苷酸。②能够与信使RNA碱基相互配对的转录链是b；转录主要发生在细胞核中，在解旋酶的作用下解开DNA的双链，然后以其中的一条链为模板，在RNA聚合酶的催化下，以周围的4种游离的核糖核苷酸为原料合成RNA。
2、以DNA的一条链为模板合成RNA的过程为转录，不是复制；图中共有5种碱基；T是DNA中所特有的碱基，U是RNA中所特有的碱基。
答案：1、①7 ②b 细胞核 解旋酶 RNA聚合酶 4种游离的核糖核苷酸
2、A
二、遗传信息的翻译
游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
思考：
组成蛋白质的氨基酸：
信使RNA的碱基：
20种
4种
4种碱基如何决定蛋白质的20种氨基酸呢？
如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，即
如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定___种，即
如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，
即
4
16
64
实验验证：1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由mRNA的3个碱基决定。
mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基
密码子:
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密码子
密码子
密码子
第1个字母 第2个字母 第3个字母 密码子
苯丙氨酸 U U U UUU
？
精氨酸 A G G AGG
终止密码子： 、 、_____
种类 起始密码子： （甲硫氨酸）
（ 种） _______（缬氨酸）
编码氨基酸的密码子______种
所有生物的密码子是 的。
61
64
一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由 不同的密码子决定。
1种或几种
相同
AUG
GUG
UAA
UAG
UGA
1、已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能写出对应的氨基酸序列吗？
甲硫氨酸
— 谷氨酸
— 丙氨酸
— 半胱氨酸
— 脯氨酸
— 丝氨酸
— 赖氨酸
— 脯氨酸
2、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据这一事实，你能想到什么？
地球上所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。
思
考
与
讨
论
3、从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？
如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响组成蛋白质的氨基酸的种类，也有可能组成蛋白质的氨基酸的种类不发生变化，这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化。
U
A
U
密码子
mRNA
U
G
C
A
U
A
C
C
G
A
U
转运RNA（tRNA）
问题：mRNA如何将信息翻译成蛋白质？
U
A
U
携带什么氨基酸？
异亮氨酸
A U A
mRNA
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天冬氨酸
A
U
G
异亮氨酸
一种tRNA只能携带一种氨基酸
一种氨基酸只能由一种tRNA携带
⑶mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图
①数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体。
②目的、意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质
翻译小结
场所：
产物：
模板：
原料：
条件：
主要在细胞质中核糖体。线粒体和叶绿体中核糖体
mRNA
蛋白质
氨基酸
ATP、酶
、转运RNA（tRNA）
碱基互补配对：
G－C、C－G、U－A、A－U
遗传信息流动：
mRNA
蛋白质
转 录 翻 译
定 义 在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程 以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
场 所 细胞核 细胞质的核糖体
模 板 DNA的一条链 信使RNA
信息传递的方向 DNA→mRNA mRNA→蛋白质
原 料 含A、U、C、G的4种核苷酸 合成蛋白质的20种氨基酸
产 物 信使RNA 有一定氨基酸排列顺序的蛋白质
实 质 是遗传信息的转录 是遗传信息的表达
转录与翻译的比较
练一练：1、如图表示人体细胞内某物质的合成过程，据图分析错误的是（ ）
A．方框A表示的结构为核糖体B．该过程主要发生在细胞核内C．该过程以核糖核苷酸为原料D．密码子只存在于图中①链上
2、下列关于DNA分子的复制、转录和翻译的比较，正确的是（ ）A．从时期上看，都只能发生在细胞分裂的间期B．从条件上看，都需要模板、原料、酶和能量C．从原则上看，都遵循相同的碱基互补配对原则D．从场所上看，都能发生在细胞核中