3.4基因控制蛋白质的合成课件-2025-2026学年高一下学期生物浙科版必修2

第1节 基因指导蛋白质的合成 第4章　基因的表达 情境导入 转基因棉花 Bt抗虫 蛋白基因 Bt抗虫 蛋白 控制合成 抗虫 表现性状 将苏云金杆菌抗虫蛋白基因（Bt抗虫蛋白基因）转入普通棉花，培育出的棉花植株会产生Bt抗虫蛋白。 基因可以控制蛋白的合成，这个过程就是基因的表达。 基因是什么？ 有遗传效应的DNA片段( )，是DNA（部分生物是RNA）上含特定遗传信息的核苷酸序列。 DNA 基因1 基因2 基因3 非基因片段 包括部分病毒的RNA片段 细胞核 细胞质中的核糖体 信使物质 基因 蛋白质的合成 DNA能不能出细胞核？ 实验 1955年，J.Brachet分别用洋葱根尖和变形虫进行了实验；发现若加入RNA酶降解细胞中的RNA，则蛋白质的合成就停止，若再加入从酵母中提取的RNA，则又可以重新合成一些蛋白质。 根据实验可以得出什么结论？ 蛋白质的合成依赖于RNA。 RNA 蛋白质 DNA 为什么RNA适于作DNA的信使？ RNA的基本组成单位？ 2 核糖核苷酸 核糖 碱基 A G C U 了解RNA RNA的全称？ 1 RNA的空间结构特点？ 3 核糖核酸 一般为单链 磷酸 比较项目 DNA RNA 分布 主要是________ 主要是__________ 基本单位 化学组成 磷酸 1分子磷酸 1分子磷酸 五碳糖 碱基 A、_____、G、C A、_____、G、C 结构 一般为_______ 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖 核糖 双螺旋结构 单链 细胞核 细胞质 T U 比较DNA和RNA RNA的种类和功能 种类 功能 示意图 mRNA rRNA tRNA 作为RNA病毒的遗传物质 某些RNA具有催化作用（核酶） 作为DNA的信使，是蛋白质合成的模板 核糖体的组成成分 转运氨基酸，识别密码子 ①它的分子结构与DNA很相似，也是由基本单位—— 核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。 ②RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔转移到细胞质中。 为什么RNA适于作DNA的信使？ DNA RNA RNA适于作信使的原因 1.(2022·江西抚州高一质检)下列关于RNA的结构和功能的叙述，错误的是( ) A.所有RNA中都不含氢键 B.RNA含有的五碳糖是核糖 C.RNA能在细胞内传递遗传信息，也能携带氨基酸 D.某些RNA能在细胞内催化化学反应 √ 导 练 2.如图为核苷酸的模式图，下列相关说法正确的是( ) A.DNA与RNA在核苷酸上只有②不同 B.如果要构成ATP，在①位置上加上两个磷酸基团即可 C.③在人的遗传物质中只有4种 D.DNA分子中每个②均只与一个①相连 √ 导 练 目标一 遗传信息的转录 1. 概念：在细胞核中，以DNA的 为模板合成 的过程。 2. 场所：真核生物主要是________，细胞质中的__ _____、___ ____ 中也能发生。原核生物主要发生在________。 3. 过程： 遗传信息的转录 细胞核 叶绿体 线粒体 一条链 RNA 拟核区 转录的过程 RNA聚合酶 T C G T C A G C T A G C A G T C G A DNA模板链 转录的过程 1.RNA聚合酶与DNA分子某一 _______ 相结合时，_____________基因的DNA片段的双螺旋解开。 启动部位 一个或几个 3.在________酶的催化下，核糖核苷酸分子通过__________连接到正在合成的RNA上。 第17页 第17页 RNA 聚合酶 DNA模板链 U U A U G C C C G A G C A G T C G A 游离的核糖核苷酸 2.游离的_________随机的与______ 链上的碱基互补配对。 核糖核苷酸 模板 磷酸二酯键 RNA聚合 RNA 聚合酶 DNA模板链 A G C A G T C G A T C G T C A G C T 转录的过程 4.合成的RNA从DNA链上释放后，DNA双链恢复。 遗传信息的转录 —— 总结 主要在细胞核中，以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。 转录的概念？ 1 转录的场所？ 2 转录的模板 3 转录的原料 4 转录的条件 5 转录的碱基配对方式 6 转录的产物？ 7 细胞核、叶绿体、线粒体、拟核 DNA分子的一条链 四种游离的核糖核苷酸 模板、原料、能量、酶（RNA聚合酶同时具有解旋功能） G-C C-G T-A A-U 三种RNA（mRNA rRNA tRNA) 真核生物RNA的加工成熟 编码区 基因 启动部位 终止部位 转录 前体RNA 外显子 内含子 成熟RNA 加工 非编码区 非编码区 3.如图为真核细胞内的转录过程示意图，①②表示两条多聚核苷酸链，下列叙述 正确的是 A.①为DNA上的模板链，②链的左侧为3′端 B.RNA聚合酶不可以催化①②之间氢键的断裂 C.图中甲、乙两处圆圈内均代表腺嘌呤核糖核苷酸 D.RNA聚合酶与DNA上启动部位结合后开始转录 √ 导 练 3. 如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是( ) A.①链的碱基A与②链的碱基T互补配对 B.②是以4种核糖核苷酸为原料合成的 C.如果③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶 D.转录完成后，②需穿过两层生物膜才能与核糖体结合 √ 导 练 4.如图中甲、乙表示真核生物遗传信息传递的两个过程，图丙为其中部分片段的放大示意图。以下分析正确的是 A.图中酶1和酶2是同一种酶 B.图丙中b链可能是构成核糖体的成分 C.图丙是图甲的部分片段放大 D.图乙所示过程在高度分化的细胞中不会发生 √ 导 练 不是所有的细胞都能进行DNA的复制，但是几乎所有的细胞可以进行转录。 例如：1.高度分化的细胞不会进行DNA的复制，但会进行转录和翻译。 2.若细胞处于分裂期,染色体高度螺旋，转录难以进行。 导 练 转录得到的mRNA,通过翻译编码蛋白质，那么破解mRNA的“密钥”是什么？ 蛋白质 翻译 U C A U G A U U A mRNA 思考：4种碱基如何决定21种氨基酸呢？ 4种碱基 21种氨基酸 25 1965年，破译了mRNA上决定氨基酸种类的遗传密码: mRNA上，由3个相邻的核苷酸排列而成的三联体，决定一种氨基酸。 U C A U G A U U A mRNA 密码子 CCG决定哪种氨基酸? 依据教材P74密码子表，探讨以下问题： 1.起始密码、终止密码各有几种？ 决定氨基酸的密码子有多少种？ 2.一个密码子最多能编码几种氨基酸？ 编码亮氨酸的密码子有多少种？由此我们可以得出什么样的结论？ 3.地球上几乎所有生物都共用一套密码子（密码子的通用性），根据这一特性， 你能想到什么？ 1种 3种 2种 61种 生物有共同的起源 一种氨基酸可由多种密码子编码（简并性） 已知一段mRNA的碱基序列如下，并请写出对应的氨基酸序列： —— AGUUAUGGAAGCCCGCAAGUAGUUU —— 甲硫 思考：氨基酸又是如何按照mRNA上的密码子被运送到核糖体上呢？ 寻找证据： 1955年詹美尼克等三位科学家分别很意外的在同一溶液中发现氨基酸先附着在一种小分子量的RNA上，然后这些氨基酸再被带到核糖体进行蛋白质合成，这种RNA后来被命名为tRNA ，即转运RNA。 U A C 甲硫氨酸 tRNA 氨基酸 密码子（遗传密码） 反密码子 mRNA A U G C U A G U A G C U 一种密码子→____种氨基酸 一种密码子→____种反密码子 一种反密码子→____种氨基酸 翻译 5/ 3/ 5' 3' 项目 存在位置 含义 遗传信息 密码子 (遗传密码) mRNA mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 反密码子 tRNA tRNA上与密码子互补配对的三个碱基 DNA 碱基的排列顺序 遗传信息、密码子、反密码子的比较 A U G C U A G U A G C U U A C 甲硫氨酸 核糖体结合mRNA、认读密码子 tRNA携带氨基酸运输到核糖体 翻译 起始密码子 5/ 3/ mRNA 3. 核糖体沿着mRNA从5/→3/方向移动 A U G C U A G U A G C U U A C 甲硫氨酸 翻译 5/ 3/ C A U C G A 丙 缬氨酸 甲硫氨酸 缬氨酸 5.tRNA离开核糖体 mRNA 6.遇终止密码子，翻译终止 4. 氨基酸发生脱水缩合 场所 条件 模板 原料 能量 运载工具 原则 结果 意义 核糖体上 mRNA 20种游离的氨基酸 ATP tRNA 将遗传信息从mRNA转移到蛋白质 合成蛋白质（肽链） 翻译总结 碱基互补配对原则 U - A A - U G - C C - G 35 相同。因为它们的模板是同一条mRNA。 少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。 (1)图乙中①⑥分别是什么分子或结构？ 核糖体移动的方向是怎样的？ (2)最终合成的多肽链②③④⑤的氨基酸 序列相同吗？为什么？ (3)图乙所示的翻译特点，其意义是什么？ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ mRNA 核糖体 多聚核糖体 原核生物：边转录边翻译 真核生物：先转录，后翻译 请据图概括真核细胞和原核细胞转录、翻译的区别。 A—C—T—G—G—A—T—C —T T—G—A—C—C—T—A—G—A A—C—U—G—G—A—U—C —U 苏氨酸 — 甘氨酸 — 丝氨酸 转录 翻译 DNA 1 3 6 mRNA 蛋白质 基因表达过程中，DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数数量关系？ 注意：mRNA中也存在终止密码子不编码氨基酸，所以实际上mRNA中所含有的碱基数也要大于3n，因为DNA基因中存在内含子片段，在RNA加工成熟过程中被切除，所以实际上DNA上所含有的碱基数要大于6n，因此一般题目中带有“至少”字样才能使用这个比例关系。 跟踪训练 1.如图是甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图，下列叙述正确的是 A.图中只含有tRNA和mRNA B.甲硫氨酸处于图中a的位置 C.tRNA中含有氢键 D.该过程需要RNA聚合酶 √ 2.如图表示某真核生物细胞内发生的一系列生理变化，Y表示具有某种功能的酶，据图分析，下列有关叙述错误的是 A.Y为RNA聚合酶 B.该图中最多含5种碱基、8种核苷酸 C.过程Ⅰ在细胞核内进行，过程Ⅱ在细胞质内进行 D.b部位发生的碱基配对方式可能有T—A、A—U、C—G、G—C √ 跟踪训练 中心法则的建立 内 容 1957年，克里克率先提出遗传信息传递的一般规律——中心法则 复制 蛋白质 DNA RNA 逆转录 转录 翻译 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。 克里克（F.Crick） 中心法则的完善 中心法则图解（虚线表示少数生物的遗传信息的流向） 复制 复制 蛋白质 DNA RNA 逆转录 转录 翻译 逆转录 1965年，科学家在RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，它能对RNA进行复制。 1970年，在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。 下图图甲是艾滋病病毒遗传信息传递过程的示意图，图乙是烟草花叶病毒遗传信息传递过程的示意图，①～⑧表示生理过程，烟草花叶病毒和艾滋病病毒遗传物质均为单，链RNA。回答下列问题： (1)图中①过程表示________，②过程用到的酶是___________，③过程由____________（填“艾滋病病毒”或“宿主细胞”）完成，⑤过程需用到的RNA包括________________。 (2)与烟草花叶病毒相比艾滋病病毒的变异性更强，根据图中信息推测其原因可 能是______________________________________________。 生物种类 遗传信息的传递过程 以DNA作为遗传物质的生物 原核生物 真核生物 DNA病毒 以RNA作为遗传物质的生物 一般RNA病毒 逆转录病毒 (HIV) 中心法则的完善 3.如图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程。下列相关叙述错误的是 A.①②③④⑤⑥过程均遵循碱基互补配对原则 B.艾滋病病毒侵染宿主细胞后会进行④①②③过程 C.在菠菜叶肉细胞的细胞核、线粒体、叶绿体中均可进行①②③过程 D.在硝化细菌体内②和③过程可同时进行 √ 跟踪训练 $