4.1 基因指导蛋白质的合成 课件 2023—2024学年高一下学期生物人教版必修2

4.1 基因控制蛋白质的合成 1 一、转录（DNA将遗传信息传递给mRNA） 二、翻译（mRNA上的密码子、tRNA上的反密码子） 三、翻译（过程） 四、真核基因和原核基因表达的异同 思考、DNA和核糖体两者在空间上是隔开的，那么DNA怎样指导核糖体上蛋白质的合成？ 遗传信息储存在细胞核的DNA中 蛋白质的合成发生在细胞质中的核糖体上 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。 说明：RNA参与了蛋白质合成。RNA先出现在细胞核，后出现在细胞质。 构成RNA 构成DNA 脱氧核糖 DNA 胸腺嘧啶（T） 磷酸 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） RNA 核糖 尿嘧啶（U） tRNA mRNA rRNA RNA一般为单链，而且比DNA短，因此RNA可以携带遗传信息通过核孔进入细胞质，用于指导蛋 白质的合成。 RNA主要有三种：mRNA（信使RNA）、rRNA（核糖体RNA）和tRNA（转运RNA）。 RNA聚合酶将DNA双链解开，碱基暴露出来 第一步 游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对 第二步 在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的RNA分子上 第三步 合成的RNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复 第四步 3´ 3´ 5´ 5´ 5´ RNA与模板链是反向的 3´ 5´ 3´ 5´ 5´ 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性转录。 RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。 mRNA、rRNA和tRNA都是转录而来的。 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 DNA RNA DNA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-C A-U；T-A；G-C 解旋酶、DNA聚合酶等 RNA聚合酶 模板链 一、转录（DNA将遗传信息传递给mRNA） 二、翻译（mRNA上的密码子、tRNA上的反密码子） 三、翻译（过程） 四、真核基因和原核基因表达的异同 mRNA携带的遗传信息 蛋白质 核苷酸排序 氨基酸排序 4种 21种 mRNA合成以后，通过核孔进入细胞质中。游离在细胞质中各种氨基酸，就以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。 组成人体蛋白质的氨基酸有21种，至少需要3个碱基对应1个氨基酸 碱基和氨基酸间的对应关系可能 最多编码的氨基酸种类 1个碱基→1个氨基酸 2个碱基→1个氨基酸 3个碱基→1个氨基酸 4个碱基→1个氨基酸 …… …… 三联体密码的提出 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 4 16 64 256 ①遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。 ②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。 第一个遗传密码的破译 请利用以下材料设计试验方案，探究UUU是哪种氨基酸的密码子，简要写出实验思路，并预期结果和结论。 实验材料：20支试管、二十种纯化的氨基酸、去除了DNA和mRNA的细胞提取液（含核糖体和酶）、（多聚尿嘧啶核苷酸）UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU。 第一个遗传密码的破译 实验方案： ①取20支试管，分别加入二十种氨基酸。 ②给每支试管中加入去除了DNA和mRNA的细胞提取液。 ③给每支试管加入人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸。 ④检测每支试管中肽链的合成情况。 预期结果与结论： 如果加入苯丙氨酸的试管中出现了肽链，则说明UUU是苯丙氨酸的密码子。 第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基 U C A G U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C 亮氨酸 丝氨酸 终止 终止、硒代半胱氨酸 A 亮氨酸 丝氨酸 终止 色氨酸 G C 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 U 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 C 亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 A 亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 G A 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 U 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 C 异亮氨酸 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 A 甲硫氨酸（起始） 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 G G 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 U 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸