高中生物4.1基因指导蛋白质的合成名师课件1新人教版必修

子代DNA
mRNA
【例1】图示为细胞内某些重要物质的合成过程，该 过程发生在( C ) A.真核细胞内，一个mRNA分子上结 合多个核糖体同时合成多条肽链 B.原核细胞内，转录促使mRNA在核 糖体上移动以便合成肽链 C.原核细胞内，转录还未结束便启 动遗传信息的翻译 D.真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗 传信息的翻译
（ 64 种）
___G_U_G__（缬氨酸）
编码氨基酸的密码子___6_1__种
所有生物的密码子是 相同 的。
1、已知一段mRNA的碱基序列是 AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能写 出对应的氨基酸序列吗？
甲硫氨酸 — 谷氨酸 — 丙氨酸 — 半胱氨酸 — 脯氨酸 — 丝氨酸 — 赖氨酸 — 脯氨酸 2、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。 根据这一事实，你能想到什么？ 地球上所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物 都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。
密码子
密码子
密码子
U U A G AU AUC
mRNA
苯丙氨酸 精氨酸
第1个字母
U A
第2个字母
U G
第3个字母
U G
密码子
UUU AGG
？
一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以 由1种或几种不同的密码子决定。
终止密码子： UAA 、 UGA 、__U_A_G_
种类
起始密码子： AUG （甲硫氨酸）
转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。 那么，RNA上的碱基序列如何能决定蛋白质中氨基 酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻 译成蛋白质？
mRNA通过核孔进入细胞质中， 开始它新的历程——翻译。
二、遗传信息的翻译 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。
实验证据
小资料：
你认为RNA在蛋白质合 成中起到了什么作用？
1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，如
果加入RNA酶分解细胞中的 RNA，蛋白质合成就停止，
而如果再加进入酵母中提取出来的RNA，则又可重新
合成一定数量的蛋白质。同年，拉斯特（Laster
Gold）等人将变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷酸
第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
电影中，科学家是怎么使已灭绝的恐龙复活的？
科学家利用凝结在琥珀中的史前蚊子体内的恐龙血液 提取出恐龙的遗传基因，加以修补和培育繁殖，竟然 将已绝迹6500万年的史前庞然大物复生。
问题一：在现实生活中，我 们能不能像电影《侏罗纪公 园》中描述的那样，利用恐 龙的DNA，使恐龙复活呢？
mRNA A—C—U—G—G—A—U—C —U
翻 译 蛋白质 苏氨酸—肽键—甘氨酸肽—键—丝氨酸
基因中的碱基数（双链）︰mRNA中的碱基数︰合成蛋白质的氨 基酸个数=_6_︰___3_︰___1
复制、转录和翻译的比较
比较项目
复制
转录
场所
细胞核
细胞核
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
酶
解旋酶，DNA聚合 解旋酶，RNA聚合
培养液来培养，发现标记的RNA分子首先在细胞核中
合成。
为DNA和蛋白质之间的中间物质，充当信使。
问题：为什么RNA适于做DNA（基因）的信使？ 信使RNA： 遗传信息传递的媒介。
转运RNA： 转运氨基酸的工具。
核糖体RNA： 与蛋白质构成核糖体。
总结：RNA适合做DNA的信使的原因 1.RNA是由基本单位——核苷酸连接而成，跟DNA一样 能储存遗传信息。 2.RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核 转移到细胞质中。 3.RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。
判断这段mRNA序列中的翻译起始密码子(AUG或GUG)可能是（ D ）
A.① B.② C.③ D.④
不要羡慕邻居的篱笆更绿，或许荆棘多 于青草。
DNA 双链
mRNA
G
C
T
C
G
A
C
G
A
tRNA
氨基酸 密码子
G
C
U
精氨酸
C
G
A
基因指 导蛋白 质的合
成
转录 翻译
概念 原料 模板 过程 产物
1.DNA的复制、转录、翻译分别发生在（ B ） A．细胞核、核糖体、核糖体 B．细胞核、细胞核、核糖体 C．核糖体、核糖体、细胞核 D．核糖体、细胞核、细胞核
异亮氨酸
亮氨酸 天冬氨酸
A AU CUA
UA U 携带什么氨基酸？
A U A mRNA
异亮氨酸
UAG
一种tRNA只能携带一种氨基酸? 一种氨基酸只能由一种tRNA携带?
翻 译
基因中碱基数目、mRNA与蛋白质中氨基酸数目的关系
DNA 转 录
A—C—T—G—G—A—T—C —T T—G—A—C—C—T—A—G—A
问题：
1、DNA→RNA如何转录，特点是什么？ 2、转录时所需原料是什么？ 3、DNA的两条链都能转录吗？ 4、转录时DNA链完全解开吗？ 5、在转录过程中碱基是如何配对的？
思考与讨论：
1、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传 信息的准确转录有什么意义？
2、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单 链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的 碱基 序列有哪些异同？
DNA复制与转录的比较
场所 解旋 模板 原料 酶 能量 碱基配对 产物
复制 细胞核 完全解旋
转录 细胞核 只解有遗传效应的片段
DNA的两条链 4种脱氧核苷酸 DNA解旋酶、DNA聚合酶
只有DNA的一条链
4种核糖核苷酸 RNA聚合酶
ATP
ATP
G－C、C－G、T－A、 A － T G－C、C－G、T－A、A－U
阅读教材完成下面的表格
规则的双螺旋结构 通常呈单链结构
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T）
脱氧核糖
磷酸
腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C） 尿嘧啶（U）
核糖
磷酸
一、遗传信息的转录 （1）DNA以几条链为模板进行转录？ （2）图中显示DNA转录出mRNA 经过几个步骤？ DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？
问题二：如果能利用恐龙的 DNA使恐龙复活，你认为主要 要解决什么问题？
第 四 章 的 章 首 图
请同学们阅读章首图上方的文字和图解，你们看懂了 什么？又会有哪些疑问？
基因
有遗传效应的DNA片段 控制生物性状
基因
在染色体上呈线性排列
肤色 眼皮单双 血型
基因控制生物性状
指导
体现者
合成
蛋白质
基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。 问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？
【活动】 1、观察P63图4-3中tRNA的结构，讨论氨基酸与
tRNA的关系。 2、一种转运RNA能运载多少种氨基酸？ 3、一种氨基酸可以由多少种转运RNA运载？ 4、运载氨基酸的转运RNA共有几种？
问题：mRNA如何将信息翻译成蛋白质？ 转运RNA（tRNA）
UA U 密码子
UG CAUA CGCAU mRNA
酶等
酶等
能量
ATP
ATP
翻译 细胞质
mRNA 多种酶
ATP
原料
4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸
氨基酸
产物
子代DNAC-G
A-U T-A A-U U-A G-C C-G G-C C-G
【例2】根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律， 在下面表格中填入相应的字母：
1.概述遗传信息的转录和翻译过程。（重、难点） 2.运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。 3.简述RNA的组成及分类。
思考1.DNA主要存在哪里？ 思考2.蛋白质在哪里合成？
指导
DNA
蛋白质的合成
主要存
在于细 胞核
通过RNA
在细胞 质中进 行
细胞核中的DNA如何指导细胞质中的蛋白质的合成？ 为什么RNA适于做DNA的信使呢？
A．DNA，RNA和蛋白质 B．DNA，RNA和氨基酸
C．RNA，DNA和核糖
D．RNA，DNA和蛋白质
4.一段mRNA有30个碱基，其中A＋G有12个，则转录成
这段mRNA的一段DNA分子中应有C+T( D )个 A.12 B.18 C.24 D.30
5.(2018•江苏高考·T3)下列关于DNA和RNA的叙述,
3、从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个 密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子 的简并对生物体的生存发展有什么意义？ 如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响组成蛋 白质的氨基酸的种类，也有可能组成蛋白质的氨基酸 的种类不发生变化，这就保证了生物遗传的相对稳定 性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化。
2. (2017·全国卷丙·T1)下列关于真核细胞中转录
的叙述,错误的是 ( C )
A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来 B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生 C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生 D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
3. DNA复制，转录和翻译后所形成的产物分别是( A )
正确的是 ( D )
A.原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物 B.真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成 C.肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都 是遗传物质 D.原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要 DNA和RNA的参与
6.(2016·上海高考)大量研究发现,很多生物密码子中的碱基组成 具有显著的特异性。图A所示的链霉菌某一条mRNA的部分序列整体 大致符合图B所示的链霉菌密码子碱基组成规律,试根据这一规律
思考： 组成蛋白质的氨基酸： 20种 信使RNA的碱基： 4种
4种碱基如何决定蛋白质的20种氨基酸呢？ 如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定__4_种， 即 如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定_1_6_种， 即
如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定_6_4_种， 即
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1个氨基酸的3个相邻的碱基