4.1基因指导蛋白质的合成（共42张ppt2份视频）课件生物人教版（2019）必修2

(共42张PPT)
第1节 基因指导蛋白质的合成
第4章 基因的表达
遗传信息储存在细胞核的DNA中
蛋白质的合成在细胞质中核糖体
充当信使的中间物质——RNA
转录
翻译
2.为什么RNA适于作DNA的信使？
3.转录的概念、场所、条件、步骤？
1.RNA的基本组成单位、结构、种类，与DNA的区别？
4.转录与DNA复制有什么异同点？
思考：
自主阅读P64-66上
1、基本组成单位：
4种核糖核苷酸
一般是单链、比DNA短
①RNA与DNA的结构相似，也可以储存遗传信息；
②RNA是单链，比DNA短，能够通过核孔转移到细胞质中。
一、RNA
2、结构：
分别含有_____________4种碱基
A、U、G、C
总结RNA适于做DNA的信使的条件：
信使RNA
转运RNA
核糖体RNA
遗传信息传递的媒介
转运氨基酸的工具
与蛋白质组成核糖体
单链
单链，部分碱基互补配对，三叶草形
①都是转录产物 ②基本单位相同 ③都与翻译过程有关
单链
RNA中也存在氢键
二、转录
1、概念：
在 中，以 为模板，在 的作用下，以 为原料，合成 的过程。
细胞核
RNA聚合酶
DNA的一条链
4种游离的核糖核苷酸
RNA
2、场所
真核生物：
原核生物：
细胞核（主要）、叶绿体、线粒体
细胞质：拟核（主要）、质粒
3、条件：
模板、原料、能量、酶
4、原则：
碱基互补配对
A-
T-
G-
C-
U
A
C
G
5、产物：
各种RNA
RNA聚合酶
二、转录
（4）释放：合成的_____从DNA链上释放，DNA双螺旋恢复。
6、过程：
（1）解旋：
在_________ 的作用下，DNA双链解开，碱基暴露。
（2）配对：游离的________ 与DNA的模板链 。
核糖核苷酸
碱基互补配对
（3）连接：在_________ 的作用下，核糖核苷酸依次连。
RNA
RNA聚合酶
7、特点：
边解旋边转录
思考·讨论
①都需要模板、原料、酶、能量；
②边解旋边复制，边解旋边转录
③都遵循碱基互补配对原则，保证遗传信息传递的准确性
1.转录与DNA复制有什么共同之处？
2.与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？
DNA复制：4种游离的脱氧核苷酸；解旋酶、DNA聚合酶
转录： 4种游离的核糖核苷酸；RNA聚合酶
思考·讨论
3.转录成的RNA的碱基序列，与DNA两条单链的碱基序列各有有些异同？
G C T T G G A G T G C G
G C U U G G A G U G C G
与模板链： 碱基互补配对
与非模板链：碱基序列基本相同（T变成U）
2.什么是反密码子？具有什么特点？
3.翻译的概念、场所、条件、过程？
1.什么是密码子？具有什么特点？
4.中心法则的内容？
思考：
自主阅读P66-69上
1、概念：
在 上，以 为模板，以 . 为运载工具，以 为原料，合成
的过程。
细胞质中核糖体
具有一定氨基酸序列的蛋白质
mRNA
21种游离的氨基酸
tRNA
三、翻译
mRNA携带的遗传信息
蛋白质
碱基序列
氨基酸序列
翻译
4种
21种
？
G
U
G
C
A
U
C
G
A
mRNA
5'
3'
密码子
缬氨酸
密码子
组氨酸
密码子
精氨酸
2、密码子：mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。
三、翻译
密码子（共64个）
（1）起始密码子：
（2）终止密码子：
UAA、UAG、UGA
不编码氨基酸
AUG、GUG（原核）
编码甲硫氨酸
3种
2种
能决定氨基酸的密码子：
61~62种
特殊情况下，UGA可编码硒代半胱氨酸
一种密码子只能决定 氨基酸。
一种氨基酸可由 密码子决定。
一种
一种或多种
思考·讨论
简并性：绝大多数氨基酸都有几个密码子。（色氨酸除外）
1.密码子的简并性对生物体的生存发展有什么意义？
2.地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。（通用性）
（1）增强密码子的容错性：当密码子中有一个碱基改变时， 由于密码子的简并性，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较高时，几种不同的密码子都
编码同一种氨基酸，可以保证翻译的速度。
当今生物可能有共同的起源；生命在本质上是统一的。
密码子
反密码子
3、反密码子：
（2）功能特点：
三、翻译
结合氨基酸的部位
3'
5'
G U A
识别密码子、转运氨基酸
每种tRNA只能识别并转运 氨基酸。
（3）tRNA携带的是什么氨基酸？
由mRNA上的密码子决定
RNA链经过折叠，三叶草形
（1）结构特点：
tRNA上与密码子碱基互补配对的3个相邻的碱基。
每种氨基酸可由 tRNA转运。
61~62种
一种
一种或多种
A
G
U
C
C
A
U
A
A
G
G
U
U
A
C
甲硫氨酸
组氨酸
G U G
色氨酸
A C C
三、翻译
第1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
A
G
U
C
C
A
U
A
A
G
G
U
组氨酸
G U G
色氨酸
A C C
U
A
C
甲硫氨酸
三、翻译
第1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。
A
G
U
C
C
A
U
A
A
G
G
U
组氨酸
G U G
U
A
C
甲硫氨酸
三、翻译
色氨酸
A C C
第2步 携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2
A
G
U
C
C
A
U
A
A
G
G
U
组氨酸
G U G
U
A
C
甲硫氨酸
肽键
三、翻译
色氨酸
A C C
第3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
A
G
U
C
C
A
U
A
A
G
G
U
组氨酸
G U G
色氨酸
A C C
U
A
C
甲硫氨酸
三、翻译
第4步 核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点1的tRNA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，继续肽链的合成
A
G
U
C
C
A
U
A
A
G
G
U
组氨酸
G U G
甲硫氨酸
三、翻译
色氨酸
A C C
第4步 核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点1的tRNA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，继续肽链的合成
A
G
U
C
C
A
U
A
A
G
G
U
组氨酸
G U G
色氨酸
A C C
甲硫氨酸
三、翻译
第4步 核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点1的tRNA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，继续肽链的合成
A
G
U
C
C
A
U
A
A
G
G
U
组氨酸
G U G
色氨酸
A C C
甲硫氨酸
三、翻译
第4步 核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点1的tRNA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，继续肽链的合成
A
G
U
C
C
A
U
A
A
G
G
U
组氨酸
G U G
色氨酸
A C C
甲硫氨酸
三、翻译
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
A
G
U
C
C
A
U
A
A
G
G
U
组氨酸
色氨酸
A C C
甲硫氨酸
三、翻译
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
A
G
U
C
C
A
U
A
A
G
G
U
组氨酸
色氨酸
X X X
甲硫氨酸
XXX
三、翻译
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
A
G
U
C
C
A
U
A
A
G
G
U
甲硫氨酸
组氨酸
色氨酸
XXXX
三、翻译
2、场所：
细胞质中核糖体上
3、条件：
模板、原料、能量、酶
4、原则：
碱基互补配对
A-
U-
G-
C-
U
A
C
G
5、产物：
多肽
三、翻译
多聚核糖体:
三、翻译
一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，
同时进行多条肽链的合成。
少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质，提高翻译的效率。
思考：
1.多聚核糖体形成的多条肽链相同吗？
相同，以同一条mRNA为模板
2.判断核糖体移动的方向、mRNA？
3.意义：
从左向右；mRNA左端为5'，右端为3'
真核生物：
DNA
mRNA
RNA聚合酶
原核生物：
先转录，后翻译
边转录边翻译
三、翻译
三、翻译
DNA碱基总数 ： mRNA碱基数 ： 氨基酸数=
6：3：1
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
复制
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
复制
逆转录
复制
四、中心法则
遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；
也可以从DNA流向RNA ，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。
中心法则的完善：
克里克
四、中心法则
1.对于遗传物质为DNA的生物：
（真核、原核、DNA病毒：T2噬菌体）
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
复制
2.对于遗传物质为RNA的生物
（1）RNA病毒：
（2）逆转录病毒：
HIV艾滋病毒
SARS病毒、烟草花叶病毒、流感病毒、新冠病毒
逆转录
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
RNA
复制
RNA
蛋白质
翻译
复制
DNA复制
转录
翻译
时间
场所
模板
原料
条件
原则
特点
产物
信息传递
细胞分裂间期
生长发育过程
蛋白质
DNA
RNA
生长发育过程
主要是细胞核
主要是细胞核
细胞质
DNA的两条链
基因的一条链
mRNA
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
21种氨基酸
解旋酶，DNA聚合酶
RNA聚合酶
tRNA、酶
半保留复制、边解旋边复制
边解旋边转录
多核糖体翻译蛋白质
DNA→DNA
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
A-T、T-A、C-G、G-C
A-U、T-A、C-G、G-C
A-U、U-A、C-G、G-C
真核细胞中复制、转录、翻译的比较
基因
DNA
非编码区
非编码区
编码区
真核基因:
原核基因:
（连续，不间隔）
（间隔，不连续）
启动子
终止子
1、如图为某生物细胞中转录、翻译的示意图。下列正确的是（ ）
B
习题巩固
A. 图中表示4条多肽链正在合成
B. 一个基因在短时间内可表达出多条完全相同的多肽链
C. 核糖体的移动方向为从右向左
D. 多个核糖体共同完成一条肽链的合成
原核生物：
边转录边翻译
2、一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数以及转录此mRNA的基因中至少含的碱基数依次为（ ）
A. 33、11、66 B. 36、12、72
C. 12、36、24 D. 11、36、72
B
习题巩固
一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板。（ ）
参与翻译的RNA有____种
DNA中有氢键，RNA中无氢键（ ）
转录只能在细胞核中进行（ ）
转录和翻译过程中碱基配对方式完全相同（ ）
一种氨基酸只能有一种密码子决定（ ）
一种氨基酸一定有多种密码子决定（ ）
RNA酶就是具有催化作用的RNA分子（ ）
转录时RNA聚合酶的识别位点在RNA分子上（ ）
DNA的复制和转录过程一定都需要解旋酶（ ）
×
×
×
×
×
×
×
×
×
3
习题巩固
1961年克里克实验
实验材料：T4噬菌体
实验过程及结果：
①增加或删除1个/2个碱基,无法正常产生蛋白质；
②增加或删除3个碱基，可以正常产生蛋白质。
实验结论：遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸。
1961年蛋白质的体外合成实验
科学家：尼伦伯格、马太
实验技术：蛋白质的体外合成技术
实验过程：
①在每个试管中分别加入1种氨基酸；
②在每个试管中加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液；
③在每个试管中加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。
实验结果：加入苯丙氨酸的试管中，出现了多聚苯丙氨酸的肽链。
移码突变
遗传密码的破译P70
ATP、酶、tRNA、核糖体
三种抗生素都是通过阻止遗传信息的传递和表达，
来干扰细菌蛋白质的合成，进而抑制细菌生长的。
红霉素影响翻译过程，
环丙沙星影响DNA的复制过程，
利福平影响转录过程。
练习与应用
拓展应用：