【高中生物】基因指导蛋白质的合成（第一课时）高一生物同步备课课件（人教版2019必修2）.pptx

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1、4-1 基因指导蛋白质的合成（第一课时）基因的表达基因的表达从原理上分析，利用已灭绝生物的DNA，真的能够使他们复活吗？1.背景问题探讨美国科幻电影侏罗纪公园曾轰动一时，影片围绕着虚构的“侏罗纪公园”，展现了丰富而新奇的科学幻想，各种各样的恐龙飞奔跳跃，相互争斗，而这些复活的恐龙是科学家利用提取的恐龙DNA还原而来的。一种生物的整套DNA中储存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从DNA到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及调控过程才能实现。因此，在可预见的将来，利用DNA来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。讨论电影侏罗纪公园中的恐龙

2、思考Thinking对于真核细胞来说：nDNA主要存在于细胞核中n蛋白质合成的场所是核糖体那么，细胞核中的DNA分子是如何控制核糖体上的蛋白质合成的呢？思考1：这就需要一种把细胞核中的遗传信息传递到核糖体上的工具，这个工具是什么：1.背景问题探讨思考Thinking思考1：这就需要一种把细胞核中的遗传信息传递到核糖体上的工具，这个工具是什么：mRNA1.背景问题探讨资料1、1955年，科学家用RNA酶分解变形虫细胞中的RNA，蛋白质合成停止。资料2、1955年，科学家用放射性标记尿嘧啶核苷酸的培养液变形虫细胞，检测发现该标记先出现在细胞核，随后出现在细胞质。2.RNA结构（与DNA结构的比较）

3、碱基不同(只存在于DNA)嘌呤(只存在于RNA)(DNA和RNA共有)RNA有U无T，DNA中有T无U嘧啶五碳糖不同组成RNA的是核糖；组成DNA的是脱氧核糖核糖(C5H10O5)脱氧核糖(C5H10O4)2.RNA结构（与DNA结构的比较）核苷酸链RNA一般是单链DNA一般呈双螺旋结构2.RNA结构（与DNA结构的比较）其它区别n长度不同：RNA比DNA短。n能否通过核孔：lRNA能通过核孔，从细胞核转移到细胞质；lDNA不能通过核孔。2.RNA结构（与DNA结构的比较）2.RNA结构（与DNA结构的比较）名称DNARNA组成元素基本单位五碳糖特有含氮碱基空间结构真核细胞中的分布产生途径功能

4、脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖规则的双螺旋结构多呈单链结构主要在细胞核中,少量在线粒体、叶绿体中主要在细胞质中储存、传递和表达遗传信息C、H、O、N、PC、H、O、N、P DNA复制、逆转录 生物体内若无DNA时，RNA是遗传物质；若有DNA时，RNA辅助DNA完成功能。少数RNA具有催化作用。转录、RNA复制2.RNA结构（与DNA结构的比较）例1.下列叙述正确的是()。A.胞嘧啶存在于RNA中而不存在于DNA中B.核糖存在于RNA中而不存在于DNA中C.mRNA合成于细胞核并在细胞核中发挥作用D.DNA都是双螺旋结构，RNA都是单链结构B2.RNA种类转运RNA（transfer RNA

5、,tRNA）核糖体RNA（ribosomal RNA,rRNA）信使RNA（messenger RNA,mRNA）2.RNA种类mRNA分布部位 结构功能 联系信使RNA（messenger RNA,mRNA）转运RNA（transfer RNA,tRNA）核糖体RNA（ribosomal RNA,rRNA）常与核糖体结合细胞质中与蛋白质结合形成核糖体翻译时作为模板翻译时作为搬运氨基酸的工具参与核糖体的组成 组成相同：4种核糖核苷酸 来源相同：都由转录产生功能协同：都与翻译有关3.遗传信息的转录（RNA的合成）定义在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA过程。条件n模板：D

6、NA的一条链n原料：4种核糖核苷酸n能量：由细胞呼吸提供n酶：RNA聚合酶等n场所：真核：细胞核、线粒体、叶绿体 原核：细胞质中3.遗传信息的转录（RNA的合成）延 伸：核糖核苷酸依次连接到mRNA上。解旋：RNA聚合酶一段DNA结合，使DNA双链解开，碱基得以暴露。配对：游离的核糖核苷酸与DNA互补配对，在RNA聚合酶作用下合成mRNA。释 放：mRNA从DNA链 上 释 放。DNA双螺旋恢复。转录的过程3.遗传信息的转录（RNA的合成）RNA与模板链是反向的3.遗传信息的转录（RNA的合成）35355联系细胞分化：不是所有基因都会转录，转录是有选择的。细胞分化时基因选择性表达源于基因的选择

7、性转录。mRNA、rRNA和tRNA都是转录而来的。转录的基本单位是基因，而非整个DNA转录得到的mRNA需要经过加工才有活性3.遗传信息的转录（比较DNA复制和DNA转录）比较项目DNA复制DNA转录模板原料碱基互补配对原则酶产物DNARNADNA的两条链DNA的一条链四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸A-T；G-CA-U；T-A；G-C解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶模板链定义：4.遗传信息的翻译定义mRNA在细胞核中通过转录形成后，通过核孔到细胞质中与核糖体结合，直接控制蛋白质的合成。定义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。条件n模板：mRNAn

8、原料：21种氨基酸n场所：核糖体（细胞质中）n运载工具：tRNAn能量：ATPn产物：具有一定氨基酸顺序的蛋白质n酶（多种）4.遗传信息的翻译定义思考2：组成生物体蛋白质的氨基酸有21种，mRNA的4种碱基怎么决定蛋白质的21种氨基酸的呢？思考Thinking4.遗传信息的翻译密码子野生型噬菌体插入或删掉3个相邻碱基噬菌体能侵染细菌，使死菌死亡野生型噬菌体噬菌体不能侵染细菌，不能使细菌死亡插入或删掉1个或2个相邻碱基遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。遗传密码从一个固定的起点开始，以非重读的方式阅读，编码之间没有分隔符。mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基叫做1个密码子。4.

9、遗传信息的翻译密码子n如果mRNA上的1个碱基决定1种氨基酸：4种碱基_种氨基酸n如果mRNA上的2个碱基决定1种氨基酸：4种碱基_种氨基酸n如果mRNA上的3个碱基决定1种氨基酸：4种碱基_种氨基酸能够满足组成蛋白质的21种氨基酸的需要。后来，科学家以通过一步步的推测与实验，最终破解了遗传密码。推导442（16）43（64）mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基，叫做1个密码子。密码子缬氨酸决定密码子甘氨酸决定密码子组氨酸决定4.遗传信息的翻译密码子思考3：组成生物体蛋白质的氨基酸有21种，mRNA的4种碱基决定了64种密码子，那氨基酸和密码子之间是怎样对应的？思考Thinking4.遗传信

10、息的翻译密码子第一个碱基第一个碱基第二个碱基第三个碱基第三个碱基UCAGU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UCAGC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UCAGA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UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸 (原核起始)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UCAG21种氨基酸的密码子表4.遗传信息的

11、翻译密码子第一个第一个碱基碱基第二个碱基第三个第三个碱基碱基UCAGU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UCAGC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UCAGA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UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸 (原核起始)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UCAG21种氨基酸的密码子表 真核生物的起始密

12、码子为AUG，编码甲硫氨酸。AUG可作为原核生物的起始密码子，编码甲硫氨酸。原核生物也可以使用GUG作为起始密码子，此时编码的是甲硫氨酸。4.遗传信息的翻译密码子第一个第一个碱基碱基第二个碱基第三个第三个碱基碱基UCAGU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UCAGC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UCAGA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UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸 (原核起始)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UCAG21种氨基酸的密码子表 UAA、UAG为终止密码子，提供翻译终止的信号。UGA正常情况下为终止密码子，特殊情况下，可编码硒代半胱氨酸。4.遗传信息的翻译密码子4.遗传信息的翻译密码子C