2019人教版高中生物必修二4.1基因指导蛋白质的合成（2课时）课件(共32张PPT)

(共32张PPT)
4.1 基因指导蛋白质合成（2课时）
2019人教版高中生物必修二
目录
3、RNA适于作DNA的信使的原因
1、学习目标
4、RNA的种类
2、RNA和DNA的区别
5、遗传信息的转录过程
6、小结
7、随堂练习
学习目标
1
2
核糖体
DNA
蛋白质
核孔
实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
信
使
基因是如何指导蛋白质合成的呢？
DNA（基因）
蛋白质（性状）
？
细胞核
细胞质核糖体上
探索新知
一、RNA和DNA的区别
核糖
脱氧核糖
核糖和脱氧核糖的结构模式图
探索新知
一、RNA和DNA的区别
项目 RNA DNA
名称
组成
基本单位
结构
存在部位
功能
核糖核酸
脱氧核糖核酸
核糖核苷酸
脱氧（核糖）核苷酸
一般为单链
一般为双链
主要存在于细胞质中
主要存在于细胞核中
C、H、O、N、P
核糖、磷酸、
含氮碱基：A、G、C、U
C、H、O、N、P
脱氧核糖、磷酸、
含氮碱基：A、G、C、T
传递遗传信息
携带遗传信息
探索新知
二、为什么RNA适于作为DNA的信使
（1）RNA也是由基本单位－－核苷酸组成，由核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、U共同组成，也能储存遗传信息。
（2）在RNA和DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”A=U，G=C。
（3）RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
探索新知
三、RNA的种类
蛋白质
rRNA
核糖体
tRNA
mRNA
（1）信使RNA（mRNA)
功能：将DNA的遗传信息转录下来，传递至细胞质中的核糖体上，控制蛋白质的合成。
（2）转运RNA（tRNA)
种类：多种
功能：专一性（专一识别一种氨基酸的密码子、转一转运一种氨基酸）
（3）核糖体rRNA
与核糖体的合成有关。
探索新知
DNA 中的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？
1.转录：在细胞核内，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程。
探索新知
四、遗传信息的转录过程
探索新知
四、遗传信息的转录过程
2.场所：
3.条件：
真核生物：细胞核（主要）、叶绿体和线粒体（基质）
原核生物：拟核、细胞质
原料： 4种游离的核糖核苷酸
模板： DNA的一条链的片断
能量： ATP
酶： RNA聚合酶
转录和DNA复制都是以DNA为模板并按碱基互补配对原则进行的，碱基互补配对原则能够保证遗传信息准确无误地传递下去，从而保证了遗传地稳定性。
1、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？
2、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有那些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有那些异同？
转录的RNA碱基序列碱基序列和模板DNA单链的建基序列互补配对，与DNA的另一条链的碱基序列相同（但DNA单链上的T换成U）。
探索新知
五、小结
条件 ①模板
②原料
③能量
④酶
意义 碱基互补配对原则 DNA（基因）的一条链
游离4种核糖核苷酸
细胞提供的能量（ATP等）
RNA聚合酶等
*打开氢键、连接游离的核糖核苷酸
遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备。
A-___ G-___ C-___ T-___
U
C
G
A
六、随堂练习
下列关于DNA和RNA的叙述，错误的是(　　)
A．原核细胞中既含有DNA也含有RNA
B．两者的物质组成和空间结构有所不同
C．mRNA和tRNA都为单链且不含氢键
D．DNA分子的结构稳定性大于RNA分子
C
目录
3、中心法则
1、学习目标
2、遗传信息的翻译
4、小结
5、随堂练习
学习目标
1
2
探索新知
一、遗传信息的翻译
1. 概念：
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，这一过程叫作翻译。
2.遗传密码：
遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基排列顺序，叫做“遗传密码”。把其中决定一个氨基酸的相邻的三个碱基成为密码子。
密码子
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密码子
密码子
探索新知
（1）表 4—1“21 种氨基酸的密码子表”
第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基
U C A G U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终止 终止 半胱氨酸 半胱氨酸 终止、硒代半胱氨酸 色氨酸 U
C
A
G
C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
A 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸(起始) 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
G 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸、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 U
C
A
G
终止密码子： 、 __ 、____
种类 起始密码子： （甲硫氨酸）、
（ 种） ___（缬氨酸、甲硫氨酸）
编码氨基酸的密码子______种或_____种
64
UAA
GUG
AUG
UGA（硒代半胱氨酸）
61
UAG
62
探索新知
一、遗传信息的翻译
绝大多数氨基酸都有几个密码子。
（2）密码子的简并性
地球上几乎所有的生物都共用同一套密码子。
（3）密码子的通用性
一种密码子决定一种氨基酸。
（1）密码子的专一性
3.密码子的特性
探索新知
一、遗传信息的翻译
4.tRNA的结构和功能特点：
3'
5'
结合氨基酸的部位
碱基配对
U
G
A
反密码子
mRNA
5'
3'
A
C
U
密码子
(2)功能特点：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
(1)结构和功能
探索新知
一、遗传信息的翻译
探索新知
一、遗传信息的翻译过程
位点1
位点2
探索新知
一、遗传信息的翻译过程
5.翻译的特点：
①以mRNA为模板。
②一条mRNA上可以结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。
③肽链由相邻的氨基酸通过肽键连接形成。
6.翻译的结果：
7.翻译的意义：
多肽（蛋白质）
使mRNA上的遗传信息反映到蛋白质结构上
探索新知
翻译小结
场所:
模板:
原料:
酶:
能量：
产物:
原则:
细胞质的核糖体上
以信使RNA为模板
21种氨基酸
多种酶
多个多肽或蛋白质
密码子与反密码子配对,
既碱基互补配对原则（A=U，G=C）
ATP
tRNA
mRNA
探索新知
二、中心法则
　 以DNA自身为模板合成子代DNA，以DNA的一条链为模板合成RNA，以信使RNA为模板合成蛋白质从而决定生物的性状表现，叫中心法则。
人和动植物及绝大多数微生物的遗传信息传递都遵循这一法则。
1.中心法则的提出及其发展
中心法则图解
复制
复制
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
逆转录
探索新知
二、中心法则
2.中心法则的发展
补充：
①遗传信息可以从RNA反过来流向DNA，如致癌RNA病毒；
②遗传信息可以从RNA流向RNA，如RNA肿瘤病毒；
探索新知
二、中心法则
2.中心法则的发展
中心法则适用条件：
①DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物遵循的法则。
②RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒寄生的细胞中，且逆转录过程必须有逆转录酶的参与。
中心法则的意义：
①对遗传信息流动过程的概括。
②对DNA基本功能（传递和表达遗传信息）的概括。
③对生物遗传物质和性状的关系以及传递途径的概括。
生命是物质、能量和信息的统一体。
探索新知
三、复制、转录、翻译相关的计算
DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸的数量关系：
基因中碱基数：mRNA的碱基数：蛋白质的氨基酸数
=6n：3n：n（若为DNA的碱基数，则要大于6n）
蛋白质中肽链条数+肽键数（或脱水数）：
=蛋白质中氨基酸的数目
=参加转运的tRNA的数目
=1/3 mRNA的碱基数
=1/6 基因的碱基数
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四、小结
复制 转录 翻译
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 核糖体
模板 DNA的两条单链 DNA的一条链 mRNA
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸
条件 ATP、解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶、ATP ATP、tRNA、酶
产物 2个双链DNA 1个单链RNA 多肽链
特点 半保留复制；边解旋边复制 边解旋边转录； DNA双链全保留 1条mRNA可同时合成多条肽链
三、随堂练习
1.(2019·海南卷，20)下列关于蛋白质合成的叙述错误的是( )
A.蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束
B.携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点
C.携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合
D.最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸
三、随堂练习
2.如图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是( )
A．原核细胞转录和翻译在时空上完全分开
B．转录方向为从左到右
C．转录尚未结束，翻译即已开始
D．一个DNA只能转录一条RNA，但可表达出多条多肽链
课程结束