4.1基因指导蛋白质的合成 ppt课件(10)-2023新人教版（2019）《高中生物》必修第二册.pptx

1、（第（第1课时）课时）DNA主要在主要在细胞核细胞核蛋白质的合成蛋白质的合成在细胞质的在细胞质的核核糖体糖体上进行上进行指导通过通过RNA为什么为什么RNARNA适于作适于作DNADNA的信使呢？的信使呢？A/G/C/UA/G/C/T元素组成：元素组成：C C、H H、O O、N N、P P一、一、RNARNA的结构的结构1.1.基本单位：基本单位：核糖核苷酸核糖核苷酸2.2.结构：结构：一般是单链，而且比一般是单链，而且比DNADNA短短3.3.种类和作用种类和作用蛋白质合成的直接模板识别并转运氨基酸核糖体的组成成分有些RNA可作为酶，催化某些化学反应的完成。在RNA病毒中，RNA可作为遗传

2、物质。思考思考讨论：讨论：1.1.为什么为什么RNARNA适于作适于作DNADNA的信使呢？的信使呢？RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。RNA的碱基序列也蕴藏着遗传信息，具备准确传递遗传信息的可能。2.2.DNADNA与与RNARNA在化学组成上的区别？在化学组成上的区别？基因基因RNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译二、遗传信息的转录二、遗传信息的转录概念：在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，叫作转录。真核细胞主要在细胞核，部分在线粒体和叶绿体；原核细胞主要在拟核：4种游离的核糖核苷酸：DNA的一条链：RNA聚合酶恢复原样

3、，与非模板链重新形成双螺旋结构A-UA-U、T-AT-A、G-C、C-G边解旋边转录mRNA（主要）（tRNA、rRNA）模板原料酶能量合作探究：合作探究：1.1.现有一核酸片段，欲确定是现有一核酸片段，欲确定是DNADNA还是还是RNARNA，你能从哪些方面，你能从哪些方面进行判断？进行判断？2.2.如图表示某真核生物细胞内如图表示某真核生物细胞内DNADNA的转录过程，请据图分析回答下列问题：的转录过程，请据图分析回答下列问题：(1)(1)请思考图中请思考图中DNADNA的转录方向的转录方向(用用“”“”或或“”“”表示表示)。(2)a(2)a为启动上述过程必需的有机物，其名称是什么？为启

4、动上述过程必需的有机物，其名称是什么？(3)b(3)b和和c c的名称分别是什么？的名称分别是什么？(4)(4)在根尖细胞中，上述过程发生的场所是哪里？在根尖细胞中，上述过程发生的场所是哪里？(5)(5)产物产物d d一定是一定是mRNAmRNA吗？吗？三、遗传信息的翻译三、遗传信息的翻译概念：游离在细胞质中各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。翻译的实质是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。mRNAmRNA上的碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？上的碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？1961年克里克实验年克里克实验实验材料：实验材料：T4

5、噬菌体实验思路：实验思路：研究其中某个基因的碱基增加或减少对其编码蛋白质的影响实验过程：实验过程：增加或删除1个/2个/3个碱基，观察是否能正常产生蛋白质。实验结果：实验结果：增加或删除1个/2个碱基,无法正常产生蛋白质；增加或删除3个碱基，可以正常产生蛋白质。实验结论：实验结论：遗传密码中遗传密码中3个碱基编码个碱基编码1个氨基酸个氨基酸。遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，密码子之间没有分隔符。mRNA上3个相邻碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基叫作1个密码子。1961年蛋白质的体外合成实验年蛋白质的体外合成实验科学家：科学家：尼伦伯格、马太实验技术：实验技术：蛋白质的体外

6、合成技术实验过程：实验过程：在每个试管中分别加入1种氨基酸；在每个试管中加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液；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：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。实验结论：实验结论：n 与苯丙氨酸苯丙氨酸对应的密码子是UUU（第一个被破译的密码子）（第一个被破译的密码子）。n 在多位科学家的不断实验下，终于破译了全部64种密码子，并编制出密码子表。1.1.专一性：专一性：一种密码子只决定一种氨基酸。一种密码子只决定一种氨基酸。密码子（遗传密码）的特点：密码子（遗传密码）的特点：2.2.简并性：简并性：大部分大部分氨基酸是由多种

7、密码子决定。氨基酸是由多种密码子决定。思考：密码子的简并性对生物体的生存发展有什么意义？3.3.通用性：通用性：几乎所有的生物体都共用上述密码子几乎所有的生物体都共用上述密码子。思考：几乎所有的生物体都共用上述密码子。根据这一事实，你能想到什么？当今生物可能有着共同的起源，或生命在本质上是统一的。增强密码子容错性。当密码子中有一个碱基改变时，可能并不改变其对应的氨基酸。与与mRNAmRNA上的上的密码子密码子互补配对互补配对一种一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。只能识别并转运一种氨基酸。一种氨基酸可由一种或几种一种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。转运。反密码子反密码子核糖体核糖体模板模板

8、原料原料能量能量有关酶有关酶核糖体、核糖体、tRNAtRNA等等：2121种氨基酸种氨基酸：mRNAmRNAA-UA-U、U-AU-A、G-C、C-G有一定氨基酸序列的蛋白质有一定氨基酸序列的蛋白质分解成单个核苷酸分解成单个核苷酸一个一个mRNAmRNA分子上可以相继结合分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。链的合成。意义：少量的意义：少量的mRNAmRNA分子可以迅速合成分子可以迅速合成出大量的蛋白质。出大量的蛋白质。核糖体核糖体模板模板原料原料能量能量有关酶有关酶核糖体、核糖体、tRNAtRNA等等：2020种氨基酸种氨基酸：mRNAmRNAA-U

9、A-U、U-AU-A、G-C、C-G有一定氨基酸序列的蛋白质有一定氨基酸序列的蛋白质分解成单个核苷酸分解成单个核苷酸一个一个mRNAmRNA上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。例：仔细观察下面两图，并思考：例：仔细观察下面两图，并思考：(1)(1)两图显示的是何种生理过程？它们有何差异？两图显示的是何种生理过程？它们有何差异？(2)(2)你觉的你觉的大肠杆菌可进行上述哪个过程，图大肠杆菌可进行上述哪个过程，图1 1还是图还是图2?(3)2?(3)两图中两图中a af f分别是什么物质或结构？分别是什么物质或结构？(4)(4)针对图针

10、对图1 1分析：分析：图图1 1中翻译方向如何？判断依据是什么？中翻译方向如何？判断依据是什么？图示信息显示一条图示信息显示一条mRNAmRNA可结合多个核糖体，其意义何在？可结合多个核糖体，其意义何在？图中多条多肽链其氨基酸序列是否相同？为什么？它们是否具生物学图中多条多肽链其氨基酸序列是否相同？为什么？它们是否具生物学活性？活性？【典例】关于图示生理过程的说法，正确的是【典例】关于图示生理过程的说法，正确的是()()A A能发生图示生理过程的细胞有真正的细胞核能发生图示生理过程的细胞有真正的细胞核B BmRNAmRNA上所含有的密上所含有的密码子均能在码子均能在tRNAtRNA上找到与其相

11、对应的反密码子上找到与其相对应的反密码子C C该图表示的是转录和该图表示的是转录和翻译翻译D D该图表示的生理过程所需要的能量都是由线粒体提供该图表示的生理过程所需要的能量都是由线粒体提供【典例】关于转录和翻译的叙述，错误的是【典例】关于转录和翻译的叙述，错误的是()A()A转录时转录时以核糖核苷酸为原料以核糖核苷酸为原料 B B转录时转录时RNARNA聚合酶能识别聚合酶能识别DNADNA中的特定碱基序列中的特定碱基序列 C CmRNAmRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质在核糖体上移动翻译出蛋白质 D D不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性【典例】

12、甲、乙图表示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确【典例】甲、乙图表示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是的是()()A A甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子B B甲、乙所示过程均是在细胞质内进行甲、乙所示过程均是在细胞质内进行 C CDNADNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D D一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次D D【典例】一个【典例】一个mR

13、NAmRNA分子有分子有m m个碱基，其中个碱基，其中G GC C有有n n个；由该个；由该mRNAmRNA合合成的蛋白质有两条肽链。则其模板成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNADNA分子的分子的A AT T数、合成蛋白数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是质时脱去的水分子数分别是()()A Am m、m/3m/31 1 B Bm m、m/3m/32 2 C C2(m2(mn)n)、m/3m/31 1 D D2(mn)2(mn)、m/3m/32 2D D四、中心法则四、中心法则科学家克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律，并于科学家克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律，并于19571957年提

14、出了年提出了中心法则中心法则：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。在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。思考：思考：(1)(1)写出以写出以DNADNA为遗传物质的生物（原核、真核、噬菌体）为遗传物质的生物（原核、真核、噬菌体）遗传信息的传递情况：遗传信息的传递情况：(2)(2)写出无逆转录功能的写出无逆转录功能的RNARNA病毒（如烟草花叶病毒等）的遗传信病毒（如烟草花叶病毒等）的遗传信息的传递情况息的传递情况：

15、(3)(3)写出有逆转录功能的写出有逆转录功能的RNARNA病毒（病毒（如如HIVHIV等等）的遗传信息的传递）的遗传信息的传递情况：情况：【典例】洋葱表皮细胞内遗传信息传递式：【典例】洋葱表皮细胞内遗传信息传递式：。洋葱根尖分生区细胞内的遗传信息传递洋葱根尖分生区细胞内的遗传信息传递式：式：。【典例】中心法则揭示了生物遗传信息的流【典例】中心法则揭示了生物遗传信息的流动过程动过程(如下图如下图)，相关叙述不正确的是，相关叙述不正确的是()()A.A.细胞分裂间期发生的过程有细胞分裂间期发生的过程有a a、b b、c B.c B.需要需要tRNAtRNA和核糖体同时参和核糖体同时参与的过程是与

16、的过程是c C.ac C.a和和b b两个过程发生的主要场所分别是细胞核和细胞质两个过程发生的主要场所分别是细胞核和细胞质 D.D.健康的人体细胞内不会发生健康的人体细胞内不会发生d d和和e e过程过程C C【典例】如图为中心法则图解。下列有关叙述中，错误的是【典例】如图为中心法则图解。下列有关叙述中，错误的是()()A A过程过程a a只发生在有丝分裂的间期只发生在有丝分裂的间期 B B过程过程b b和和c c为基因的表达，具有选择性为基因的表达，具有选择性 C C过程过程a a、b b、c c、d d、e e都能发生碱基互补配对都能发生碱基互补配对 D D过程过程d d、e e只发生在某些病毒侵染的宿主细胞内只发生在某些病毒侵染的宿主细胞内【典例】已停止分裂的细胞，其遗传信息的传递情况可能是【典例】已停止分裂的细胞，其遗传信息的传递情况可能是()()A ADNADNARNADNADNARNA蛋白质蛋白质 B BRNARNARNARNA蛋白质蛋白质 C CDNARNADNARNA蛋白质蛋白质 D D蛋白质蛋白质RNARNAC C