2019人教版高中生物必修2第四章-第一节《基因指导蛋白质的合成》课件(37张PPT)

第四章 基因的表达
第1节
基因指导蛋白质的合成
人体细胞内都含有46条染色体，携带46个DNA
基因的表达
基因通过指导蛋白质的合成来控制生物的各种性状。这一过程称为“基因的表达”。
如豌豆的高茎和矮茎：
基因型为AA、Aa 表现为高茎
基因型为aa 表现为矮茎
探究一：两者如何联系起来？
基因是具有遗传效应的DNA片段，DNA主要储存在细胞核中。
蛋白质合成是在细胞质的核糖体中进行。
基因
蛋白质
细胞核
细胞质
探究二：RNA为何适于作DNA信使？
一、RNA的组成及分类
1.基本单位：核糖核苷酸
2.组成成分：
3.结构：一般是单链，长度比DNA短；能通过核孔从细胞核转移到细胞质
碱基

磷酸
核糖
A
G
C
U
4.RNA种类、作用及结构
蛋白质合成
的直接模板
单链
运载氨基酸
三叶草形
核糖体的
组成成分
单链
种类 作用 结构
信使RNA
（mRNA）
转运RNA
（tRNA）
核糖体RNA
（rRNA）
探究三：DNA的遗传信息
是如何传给mRNA？
基因控制蛋白质的合成包括两个阶段：
转录与翻译
DNA
mRNA
蛋白质
转录
翻译
二、遗传信息的转录
1.转录的概念：在细胞核中，以DNA一条链为模板合成mRNA，这一过程称为转录。
2.转录的过程
（1）解旋
放大，可以看到DNA双链 上的碱基排列
（2）合成
原料：游离的4种核糖核苷酸
G
C
C
A
G
C
A
T
G
T
C
A
A
G
C
C
A
G
A
G
（2）合成
碱基互补配对
得到
mRNA
A
（3）释放（通过核孔）
细胞核→细胞质
3.转录的要点
主要场所：细胞核
模板：DNA的一条链（有意义链）
原料：游离的4种核糖核苷酸
酶：RNA聚合酶
产物：mRNA
原则：碱基互补配对
练一练
若一条mRNA以DNA的b链为模板，请写出该mRNA与a链的碱基序列
U
G
A
U
C
C
mRNA
A
C
T
A
G
G
b链
T
G
A
T
C
C
a链
DNA
b链：模板链（有意义链）
a链：非模板链（无意义链）
（1）组成元素有 。
（2）主要场所是 。
（3）物质③是以上图中DNA的 链（填数字）为模板形成的。
③的碱基序列是 。
探究四：mRNA如何将信息
翻译成蛋白质？
按照什么原则进行翻译？
在何处合成蛋白质？
如何进行氨基酸的运输？
三、遗传信息的翻译
1.翻译的概念：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
mRNA
蛋白质
翻译
碱基
氨基酸
对应关系
对应关系
一个氨基酸至少需要多少个碱基，才足够组合出20种氨基酸？
1个碱基对应1种氨基酸：4种
2个碱基对应1种氨基酸：42=16种
3个碱基对应1种氨基酸：43=64种
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
密码子
mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基
密码子
密码子表
CGA
AUG
UAA
P65思考与讨论
密码子
mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基
（1）有64个密码子，但能决定氨基酸的 密码子有61个，3个是终止密码子
（2）一个密码子含有3个碱基
（3）一个密码子决定一种氨基酸
（4）一种氨基酸可以由一种或几种密码子决定
探究五：氨基酸如何运输到核糖体上？
氨基酸的“搬运工” tRNA
tRNA呈三叶草形；
一端为携带氨基酸的部位；
一端有3个碱基。
每个tRNA上的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，称反密码子。
反密码子
（1）有61个反密码子
（2）一个反密码子含有3个碱基
（3）一个tRNA转运一种氨基酸
（4）一种氨基酸可以由一种或几种tRNA来运输
3.翻译的过程
（1）结合
核糖体
mRNA与核糖体结合之后，开始进行翻译
（2）读取、合成
脱水缩合，
形成-CO-NH-
（2）读取、合成
多肽链
（3）加工
蛋白质
盘曲 折叠
4.翻译的要点
主要场所：细胞质的核糖体
模板：mRNA
原料：游离的氨基酸
产物：多肽或蛋白质
原则：碱基互补配对、脱水缩合
5.翻译的特点
①一个mRNA分子结合多个核糖体，可以同时合成多条肽链。
②少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。P67
四、基因表达的计算
G C A
C G T
G C U
模板链
精氨酸
DNA
（基因）
mRNA
氨基酸
DNA
碱基数目
mRNA
碱基数目
氨基酸
数目
：
：
= 6
3
1
：
：
练习
1.下列关于转录的叙述不正确的是(　)
A．发生在细胞核
B．以核糖核苷酸为原料
C．DNA的两条链都可做模板
D．边解旋边转录
2.组成人体蛋白质的20种氨基酸对应的密码子共有(　　)
A.4个　B.20个　C.61个　D.64个
C
C
3.翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程不需要参与的是(　　)
A．核糖体 B．tRNA
C．氨基酸 D．解旋酶
4．下列哪种碱基排列顺序肯定不是遗传密码(　　)
A．GAT 　　　B．AAA　　　
C．GUC　　 D．UUU
D
A
5.关于转运RNA和氨基酸之间相互关系的说法，正确的是(　　)
A．每种氨基酸都可由几种tRNA携带
B．每种氨基酸都有它特定的一种tRNA
C．一种tRNA可以携带几种结构上相似的氨基酸
D．一种氨基酸可由一种或几种特定的tRNA运输到核糖体上
D
6.有关蛋白质合成的叙述中，
正确的是(　　)
A．每一种氨基酸只对应一种密码子
B．氨基酸由mRNA密码子决定
C．都在内质网上的核糖体中合成
D．每一种氨基酸只对应一种tRNA
B
7.若测得精氨酸的转运RNA上的反密码子为GCU，则DNA分子模板上决定这个精氨酸的相应碱基为( )
A、GCA B、CGA
C、GCT D、CGT
C
8.某信使RNA中有碱基40个，其中C+U为15个，那么转录此RNA的DNA中G+A为（ ）
A．15　　 B．25　
C．30 D．40
[解析]mRNA有40个碱基，转录形成信使RNA的DNA分子应有40个碱基对。碱基配对原则为C—G，U—A即C+U＝G+A。所以该DNA分子中必然有40个G和A。
[答案]　D
9.某DNA分子中有1000个碱基对，则由它所控制形成的信使RNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过 ( )
A.166和55 B.166和20
C.333和111 D.333和20
D
10.一条DNA分子上的某个基因有300个碱基对，则它控制合成的蛋白质分子中含有肽键的个数最多为（ ）
A、99个 B、100个
C、49个 D、50个
氨基酸数=肽键数+肽链数
A