4.1基因指导蛋白质的合成课件(共33张PPT) --2024-2025学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共33张PPT)
温故而知新
1.DNA的基本单位：__________,其单位由 、
、________组成；
2.真核生物中，DNA复制的主要场所在________；
模板：___________
3.DNA复制需要 原料：
酶：__________________
能量
4.基因通常是____________的DNA片段。
脱氧核苷酸
细胞核
碱基
脱氧核糖
DNA双链
解旋酶、DNA聚合酶
有遗传效应
磷酸
4种游离的脱氧核苷酸
基因是如何起作用？
本节聚焦
1.基因如何指导蛋白质的合成？
2.中心法则是如何描述遗传信息的传递规律的？
3.几乎所有生物共用同一套密码子的基本事实，给我们什么启示？
4.1 基因指导蛋白质的合成
美国科幻电影《侏罗纪公园》曾轰动一时。影片中，科学家是利用什么来复活恐龙的？
恐龙DNA
（缺陷）
青蛙DNA
补缺
完整DNA
恐龙
基 因
性状
问题探讨
（趣味引入）
基因
指导 的合成
主要在细胞核
在细胞质进行
如何指导？
控制生物的
体现者
指导合成
基因的表达
以_____为信使
RNA
蛋白质
基因
性状
RNA是什么物质？为什么RNA适于作DNA的信使？
任务1：阅读P64最后一段与P65第一段，完成（练习册P103）表格：
比较项目 DNA RNA
组成单位不同 基本单位 ____________ ____________
五碳糖 ____________ ____________
碱基 特有的是______ 特有的是______
结构不同 ____________ 一般为________，能通过核孔
种类 、____、____
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
T（胸腺嘧啶）
U（尿嘧啶）
双螺旋
单链
这些特点使得RNA具备准确传递信息的可能
因此可以从细胞核转移到细胞质中
tRNA
rRNA
一、RNA的组成及分类
mRNA
转运RNA
核糖体RNA
信使RNA
遗传信息传递的媒介
与蛋白质构成核糖体
转运氨基酸的工具
RNA的种类：
DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？
模板：________________
原料：_______________________
酶：____________________
能量：________
转录
DNA
RNA
场所
主要在________
条件
过程
碱基配对方式
特点
任务2：朗读P65最后一段，再观看视频，回答下列问题：
细胞核
DNA的一条链
4种游离的核糖核苷酸
RNA聚合酶
ATP
①解旋②配对③连接④释放
A－U、T－A、G－C、C－G
边解旋边转录
二、遗传信息的转录
(1)在图中方框内用“→”或“←”标出转录的方向。
(2)b和c的名称分别是什么
(3)在根尖细胞中,上述过程发生的场所在哪里
下图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程,请据图分析回答下列问题。
←
b是胞嘧啶脱氧核苷酸
细胞核，线粒体
（练习册P104）
c是胞嘧啶核糖核苷酸
【例1、2】下图表示在人体细胞核中进行的某一生理过程,下列说法正确的是(　　)
A.该过程共涉及5种核苷酸
B.该过程需要DNA聚合酶
C.由DNA转录的RNA的相对分子质量是该DNA的一半
D.tRNA是由DNA转录形成的产物
D
（练习册P105）
3种RNA均是转录的产物！
（转录的模板其实是DNA一条链的一个片段，即：基因的一条链）
2.一个DNA分子转录出多少种多少个mRNA（ ）
A.一种一个 B.一种多个 C.多种多个 D.无数种无数个
1.如果DNA的一条模板链的碱基排列顺序是ACGCTAGCA，那么与它互补的另一条链上的碱基排列顺序是 ，转录成的信使RNA上的碱基排列顺序是 。　　
对点训练
TGCGATCGT
UGCGAUCGU
C
注意：转录以基因为单位，一个DNA上有许多个基因，不同基因转录形成的mRNA不同，并且每个基因可以发生多次转录，因此一个DNA分子可以转录出多种及多个mRNA分子。
（课本P66）
进一步思考：
转录得到的是mRNA，而不是蛋白质，基因完成表达了吗？
mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程
没有！
——翻译
肽链（蛋白质）
翻译：
碱基序列
氨基酸序列
如何 决定？
游离在细胞质中的各种 ，以 为模板合成 。
氨基酸
mRNA
具有一定氨基酸顺序的蛋白质
三、遗传信息的翻译
mRNA的碱基与氨基酸之间有怎样的对应关系？
5'
3'
密码子
密码子
密码子
mRNA
mRNA上 个相邻的碱基决定 个氨基酸，每3个相邻的碱基叫作 。
3
1
1个密码子
4种
21种

这三个密码子分别决定哪种氨基酸？你会查询吗？
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
21种氨基酸的密码子表
请查出密码子为UUU、GUG、CAU、CGA分别决定什么氨基酸？
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
在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，编码甲硫氨酸
UGA正常时作为终止密码子，特殊情况可编码硒代半胱氨酸
AUG
GUG
UAA
UAG
UGA
你能总结吗？
一种氨基酸可由 密码子决定，一个密码子只能决定 氨基酸；
密码子共 个。正常情况下有
个终止密码子(不能编码氨基酸)，能编码氨基酸的密码子正常情况下有
个，特殊情况下有 个，其中AUG是所有生物的 ，在原核生物中 也可以作起始密码子。
1种或几种
1种
64
3
61
62
起始密码子
GUG
1.当密码子有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能不会改变其对应的氨基酸，这样生物的性状也不会改变。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。
2.生物有着共同的起源
那么游离在细胞质中的氨基酸是如何运送到“生产线”上的呢？
mRNA进入细胞质后与核糖体结合，形成生产蛋白质的“生产线”。
核糖体
细胞质
谷氨酸
甲硫氨酸
异亮氨酸
亮氨酸
“搬运工”
三叶草结构
结合氨基酸的部位
反密码子
碱基配对
3’
5’
tRNA
“搬运工”——
阅读课本P67，填空：
1.一种tRNA只能识别并转运 ；
2.tRNA上的 与mRNA上的密码子碱基互补配对；
3.以下mRNA对应的tRNA碱基序列是？
4.终止密码子有对应的反密码子吗？
5.tRNA与氨基酸有怎样的数量关系？
（A-U U-A C-G G-C）
没有！
（一般情况61种）
运载一种
有一个或多个
（21种）
tRNA
氨基酸
一种氨基酸
反密码子
模板：________________
原料：_______________________
酶
能量：________
翻译
mRNA
蛋白质
场所
在________
条件
产物
过程
碱基配对方式
任务3：观看视频，回答下列问题。
核糖体
mRNA
21种游离的氨基酸
ATP
A－U、U－A、G－C、C－G
肽链
三、遗传信息的翻译
肽链合成脱离下来后，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。
转运氨基酸的工具：
tRNA
一个mRNA分子可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。
三、遗传信息的翻译
（上图）核糖体移动方向：
观察右图，翻译过程的特点是？
（左图）核糖体移动方向：
8.下图所示为某生物细胞内正在进行的生理过程,下列有关叙述错误的是(　　)
A.大肠杆菌、酵母菌中都可发生如图所示的过程
B.图中方框内含有6种核苷酸
C.③沿着④的移动方向为从b到a
D.①→④和④→②过程中碱基互补配对情况不完全相同
（练习册P109）
A
真核细胞：先转录后翻译
原核细胞：转录和翻译同时进行
比较三者的不同点
遗传信息的传递 遗传信息的表达 DNA复制 转录 翻译
时间 细胞分裂间期 个体生长发育整个过程 场所 主要在细胞核 主要在细胞核 核糖体
模板 DNA两条链 DNA一条链 mRNA
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 氨基酸
酶或其他 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 多种酶、tRNA
产物 2个相同的DNA RNA 肽链
信息传递 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质
碱基配对 A-T T-A C-G G-C A-U T-A C-G G-C A-U U-A C-G G-C
特点 边解旋边复制、半保留复制 边解旋边转录 1个mRNA可结合多个核糖体，合成多条相同的肽链
小结
（练习册P109）9.某条多肽链含n个肽键,则其合成过程中对应的mRNA及基因中碱基数至少为(　　)A.3n、6n B.3n、3n C.3(n+1)、6n D.3(n+1)、6(n+1)
D
现在，你能说出基因的表达包含哪两个过程了吗？
RNA
基因
蛋白质
转录
翻译
碱基和氨基酸数目有什么对应关系呢？
（双链）
（单链）
（mRNA3个碱基决定1个氨基酸）
（课本P78第2题）
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
复制
逆转录
复制
是信息的载体， 是信息的表达产物，而 为信息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。
四、中心法则
DNA、RNA
蛋白质
ATP
DNA
RNA
蛋白质
1
2
3
4
5
（1）造血干细胞中能发生的过程有哪些？
1
DNA复制
2
转录
4
RNA复制
3
翻译
5
逆转录
1
2
3
（2）神经细胞中能发生的过程有哪些？
2
3
（3）烟草花叶病毒在宿主细胞中能发生哪些过程？
（4）HIV、ROUS病毒 (该类病毒自身携带的逆转录酶)在宿主细胞中能发生哪些过程？
3
1
2
3
4
5
（练习册P107）【例5】某种RNA病毒在增殖过程中,其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主细胞的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似,可抑制该病毒的增殖,但不抑制宿主细胞的增殖,那么Y抑制该病毒增殖的机制是（ ）
A.抑制该病毒RNA的转录过程 B.抑制该病毒的逆转录过程
C.抑制该病毒蛋白质的翻译过程 D.抑制该病毒RNA的自我复制过程
B
（练习册P113）5.某病毒的遗传物质是单链RNA(-RNA),宿主细胞内病毒的增殖过程如下图所示,-RNA和+RNA的碱基序列是互补的。下列叙述正确的是(　　)
C
A.-RNA和+RNA均可与核糖体结合作为翻译的模板
B.据图推测,只有-RNA上有RNA聚合酶的结合位点
C.过程①所需的嘌呤数和过程③所需的嘧啶数相同
D.过程②需要的tRNA来自病毒,原料及场所都由宿主细胞提供
（练习册P115）10.下图表示细胞内遗传信息表达的过程,根据所学的生物学知识回答下列问题。
甲
乙
(1)图乙方框中所示结构可以相当于图甲中的________(填序号),它主要在________中合成;分析图乙中应该包含了________种核苷酸。
(2)图甲中以④为模板合成⑤物质的过程称为________,进行的主要场所是[　]________,所需要的原料是________。
②④
细胞核
6
翻译
⑥
核糖体
氨基酸
(3)如果用32P作为放射性标记元素,则可标记在图乙中的_____(填序号)处。
(4)若该多肽合成过程到图甲所示UCU决定的氨基酸后就终止,则导致合成结束的终止密码子是_____。
(5)若图甲中①所示的分子中有900个碱基,则由它所控制形成的蛋白质中的氨基酸种类一般不会超过_____种。
A.150 B.149 C.61 D.21
甲
乙
①④
UAA
D