生物人教版（2019）必修2 4.1基因控制蛋白质的合成（共40张ppt1份视频）课件

(共40张PPT)
内容标准细化核心素养1.遗传信息的转录和翻译。2.基因与性状的关系。生命观念通过遗传信息的传递过程，从分子水平阐述生命的延续性。科学思维通过遗传信息传递过程中碱基数目、氨基酸数目关系，提升分析与计算能力。科学探究模拟中心法则各过程。社会责任结合实例分析基因表达情况，关注社会，关注人类健康。目标要求资料一：
生长在太平洋西北部的一种荧光水母，因体内含有绿色荧光蛋白，故而在黑暗环境中能发出绿色荧光；将这种水母的一段长度为个碱基对的DNA片段——绿色荧光蛋白基因转入小鼠体内。转基因实验表明，转入了水母绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光！
思考：为什么转入绿色荧光蛋白基因的转基因小鼠在紫外灯的照射下也能发出绿色荧光？
基因 蛋白质的合成
指导
基因的表达
思考：基因是如何指导蛋白质合成的呢？
基因 蛋白质的合成
指导
主要在
细胞核
细胞质
(核糖体)进行
作为DNA的信使应该具备哪些条件？
①能够从DNA中获取遗传信息
②能够储存遗传信息
③能够从细胞核转移到细胞质中，将遗传信息传递出去
通过阅读资料二，你会提出怎样的猜想？
资料二：
1955年，布拉舍用洋葱根尖和变形虫为材料进行实验，他用核糖核酸酶（RNA酶）分解细胞中的核糖核酸（RNA），蛋白质的合成就停止。而如果再加入从酵母中抽提的RNA，蛋白质的合成就有一定程度的恢复。
同年，戈尔德斯坦和普劳特观察到用放射性标记的RNA从细胞核转移到细胞质。
RNA很可能就是DNA遗传信息传递着（信使）
项目 DNA RNA
组成元素 C、H、O、N、P 基本单位
化学 组成 磷酸 磷酸 磷酸
五碳糖
含氮碱基
分布 主要分布在：________ 主要分布在:___________
结构 双螺旋结构 一般是单链
脱氧核糖
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
核糖
A、T、C、G
A、U、C、G
细胞核中
细胞质中
真核生物细胞中两种核酸的比较
RNA符合作为信使的条件吗？
①RNA也是由基本单位——(核糖)核苷酸组成的，由核糖、磷酸、含氮碱基:A、G、C、U共同组成；结构与DNA相似，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与U配对，T与A配对，G与C配对，C与G配对。
③RNA一般是单链，而且比DNA短，能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
RNA符合作为信使的条件吗？
作为DNA信使的RNA叫信使RNA，也叫mRNA;此外还有转运RNA，也叫tRNA;以及核糖体RNA,也叫rNA
RNA的分类：
DNA如何将遗传信息传递给RNA的呢？
DNA如何将遗传信息传递给RNA的呢？
第1阶段：
RNA聚合酶与DNA结合
在RNA聚合酶的作用下，DNA双链解开，碱基得以暴露出来
第2阶段：
游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成
DNA如何将遗传信息传递给RNA的呢？
DNA如何将遗传信息传递给RNA的呢？
第3阶段：
当RNA聚合酶到达终止位点时，合成的mRNA和聚合酶从模板中完全释放出来，
总结：
1.概念：以DNA一条链为模板合成RNA的过程，称为转录
2.场所：
真核细胞：
主要是细胞核
原核细胞：
主要是细胞质
3.条件：
①模板：DNA的一条链
②原料：4种核糖核苷酸链
③能量：ATP等
④酶：RNA聚合酶
4.碱基互补配对方式：
G≡C C≡G T=A A=U
5.产物：
RNA（mRNA rRNA tRNA)
DNA复制与转录的比较
DNA复制 转录
不同点 时期
原料
酶
共同点 4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
都需要模板、能量；都遵循碱基互补配对原则
细胞分裂的间期
几乎存在于细胞的整个生命周期
思考：转录成的RNA的碱基序列，与DNA两条单链的碱基序列各有哪些异同
T
G
A
C
C
G
A
T
C
A
T
G
G
C
T
A
1链
2链
以2链
为模板
RNA
①转录成的RNA的碱基序列与模板链(2链)的碱基序列之间的碱基是互补配对关系;
①转录成的RNA的碱基序列与编码链(1链)的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U。
思考：以1链为模板转录的RNA碱基序列与以2链为模板转录的RNA碱基序列相同吗？
T
G
A
C
C
G
A
T
C
A
T
G
G
C
T
A
1链
2链
以2链
为模板
RNA
以1链
为模板
RNA
由此可知，进行转录的基因，模板链是该基因的任意一条链吗
通过转录，遗传信息由DNA传递给了mRNA。
转录的实质:
那么，遗传信息到达细胞质后，细胞又是怎样解读的呢
DNA RNA
转录
蛋白质

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叫作翻译
mRNA上的碱基序列与蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序有何关系
mRNA : 碱基的数量 碱基的排列顺序 碱基的种类
蛋白质 : 氨基酸的数量 氨基酸的排列顺序 氨基酸的种类
决定
决定
决定
（4种）
（21种）
DNA的4种碱基怎么决定蛋白质21种氨基酸呢？
RNA的4种碱基怎么决定蛋白质21种氨基酸呢？
若：
1个碱基决定1个氨基酸，那么RNA的4种碱基能决定：_______种氨基酸
2个碱基决定1个氨基酸，那么RNA的4种碱基能决定：________种氨基酸
3个碱基决定1个氨基酸，那么RNA的4种碱基能决定：________种氨基酸
= 4
= 16
= 64
U
U
A
C
G
U
A
G
U
G
U
G
A
C
G
端
端
mRNA:
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫做密码子
注:①在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸。
②在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
已知一段mRNA的碱基序列是:5-CUAAUGCGUCGUUUGUCGUAGG-3’请写出对应的氨基酸序列！
_______(甲硫氨酸)
_______(在原核生物中，作为起始密码子，编码甲硫氨酸)
遗传密码的特点：
种类：
(_____种)
终止密码子:
起始密码子:
UAA 、UAG、UGA
AUG
GUG
_________________________(正常情况下，UGA是终止密码子，在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸)
64
编码氨基酸的密码子有_______种。
62
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
(1) 地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子表，这一现象体现了密码子的通用性。根据这一事实，你能想到什么
说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的
(2)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
①当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸;
②当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以保证遗传信息的翻译速度。
氨基酸转运工具是什么？
氨基酸转运工具 ——tRNA
结构:
一端为氨基酸结合的部位。
另一端为反密码子，能与密码子的碱基互补配对。
2维结构
3维结构
一种tRNA只能转运一种氨基酸，而一种氨基酸可以由含有不同反密码子的tRNA转运
蛋白质的合成——翻译
第一步：
mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1
第一步：
mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1
第二步：
携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2
第三步：
甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上
第四步：
核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。原位点1的tRNA进入排出位点，然后离开核糖体,原位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2
第四步：
继续肽链的合成……
端
端
第四步：
继续链的合成……
就这样，随着核糖体的移动tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来，以合成肽链,直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才告终止
胀链合成后，就从核糖体与 mRNA的复合物上脱离
合成的多肽链通常经过一系列步骤，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，然后开始承担细胞生命活动的各项职责
1.概念：
2.场所：
3.条件：
4.碱基互补配对方式：
5.产物：
总结
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。
核糖体
①模板：
②原料：
③能量：
④酶：
G≡C C≡G U=A A=U
⑤运载工具：
ATP等
游离的氨基酸
mRNA
tRNA
肽酰转移酶等
多肽链
①一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，这一现象有何意义？
③翻译结束后得到的多条多肽链有什么特点
②结合左图判断翻译的方向，并说明判断的依据！
④翻译合成的多肤链是否能直接承担相应的生命活动
DNA、RNA的碱基和氨基酸的数量关系
①基因中的碱基数、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系
②在蛋白质合成过程中，DNA中碱基数、mRNA中碱基数、氨基酸数是否一定遵循以上数量关系
结合转录与翻译的过程，请用蓝色实线绘制流程图，表示遗传信息的传递方向
DNA
mRNA
蛋白质
转录
翻译
复制
在蛋白质的合成过程完全科学家，克里克首先预见遗传信息传递的一般规律。并于1957年提出了中心法则。
请结合上述两则资料，用红色虚线完善中心法则图解
DNA
mRNA
蛋白质
转录
翻译
复制
复制
逆转录
中心法则的发展：
资料一：许多RNA病毒 (如脊髓灰质炎病毒、双链RNA噬菌体等) 在感染宿主细胞后，其RNA能进行自我复制;一些小型核酶 (如锤头核酶、发夹核酶等) 也参与自我复制，表明有一些RNA具有自我复制能力。
资料二：在逆转录病毒 (如HIV) 中的逆转录酶的作用下，遗传信息可以从RNA传递至DNA。
(3) _______为信息的流动提供能量
DNA
mRNA
蛋白质
转录
翻译
复制
复制
逆转录
小结：
(1)DNA和RNA是__________的载体
遗传信息
(2) _______是信息表达的产物
ATP
蛋白质
生命是物质、能量和信息的统一体