4.1 基因指导蛋白质的合成课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

“基因是活细胞的关键组成部分，要懂得什么是生命，就必须知道基因是如何发挥作用的。 ” ——薛定谔《 生命是什么？ 》 · 摩尔根:通过果蝇 杂交实验证明基 因在染色体上 格里菲思: / 肺炎链球菌转化实验 赫尔希和蔡斯：噬菌体侵染实验 ① ① / / · 孟德尔: . 遗传因子;遗 传基本规律 \ 梅塞尔森和斯塔尔： DNA的半保留复 制 / 艾弗里: / 肺炎链球菌体外转化实验 / 沃森和克里克： DNA双螺旋结构 约翰逊: -.基因 1910年 1952年 1944年 1909年 1928年 1953年 1958年 1866年 ? / ? 蛋白质 在细胞质中的核糖体上合成 基因（ DNA ） 在细胞核中 的染色体上 必修2第64页 基因（ DNA ） RNA 蛋白质 必修2第63页 比较项目 DNA RNA 基本单位 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 A T C G A U C G 分子结构 双链 单链，比DNA短 遗传信息 蕴藏在碱基的 排列顺序中 任务一、归纳RNA适于作DNA的信使的条件。 活动：比较细胞中DNA与RNA分子的结构 必修2第64页 碱基 ( P ) 五碳糖 一、 RNA适于作DNA的信使的条件 必修2第64-65页 ② ① 必修2第65页 1.转录发生的场所？ 2.转录发生的时间？ 3.转录的基本条件？ 4.转录的主要特点？ 5.DNA上的哪些区段可能发生转录？转录有起始和终止位点吗？ 6.转录的方向？产物？ 7.概述转录的过程。 任务二、概述遗传信息的转录过程。 必修2第64页 活动：通过分析、归纳教材第65页图文资料概述转录的过程。 5 ’ 3 3 ’ 5 起始 延伸 终止 转录的过程 终止子 启动子 ’ ’ 二、遗传信息的转录 必修2第65页 1、场所 主要在细胞核 2、产物 mRNA、tRNA、 rRNA等 3、基本条件 ①模板：相关基因区段的一条链 ②原料：四种核糖核苷酸 ③能量 ④RNA聚合酶 4、起始、终止位点 启动子（富含AT ）、终止子 5、合成方向 5’→ 3’(延伸端是3’端） 6、特点 边解旋边转录 ，RNA边合成边释放，与此同时，DNA恢复双螺旋 二、遗传信息的转录 必修2第66页 都需要模板、都遵循碱基互补配对原则 非模板链 DN A 模板链 RN 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 B ．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行 C ．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶 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 例.（经典高考）甲、乙两图所示真核细胞内两种物质的合成过程，下 列叙述正确的是（ D ） 注意 : ①对于一个基因而言，转录只能以其中的一条链作为模板。 ②一个DNA分子上有多个基因 ，不同的基因转录的模板链可能不同，是否转录以及转录的频率都可能不同。 基因A 基因B 基因C 基因D 二、遗传信息的转录 1.翻译发生的场所？ 2.翻译发生的时间？ 3.翻译所需的基本条件？ 4.翻译的起始和终止信息是什么 ? 5.一个核糖体上有几个tRNA的结合位点？核糖体沿着mRNA的什么方向移动？多肽链的合成方向？ 6.翻译的主要特点？ 任务三、概述遗传信息的翻译过程。 必修2第64页 活动1：通过分析、归纳第66-68页图文资料概述翻译的过程。 1、场所 细胞质中的核糖体 2、产物 多肽（蛋白质） 3、基本条件 ①模板：mRNA ②原料：氨基酸 ③能量④酶 ⑤tRNA ⑥核糖体 4、起始、终止信号 起始密码子、终止密码子 5、肽链合成方向 氨基端→ 羧基端 (延伸端是 —COOH 端） 6、特点 核糖体沿着mRNA的5’端向 3’端移动 密码子→氨基酸 三、遗传信息的翻译 （一）过程 如果1个碱基对应1个氨基酸，4种碱基决定__ 4 ___种氨基酸；＜21种氨基酸 如果2个碱基对应1个氨基酸，4种碱基决定_1_6_（ 42_）种氨基酸；＜21种氨基酸如果3个碱基对应1个氨基酸， 4种碱基决定64_（ 43_）种氨基酸。＞21种氨基酸 （二）密码子 遗传密码子的破译 必修2第70页 至少3个碱基决定1个氨基酸才能满足需要。 ◆ 4 (A.U.C.G) 4 (A.U.C.G) 4 (A.U.C.G) 数学小游戏 A U C C A C G C A A A G C U C G U C U A U U U G G A G U G G C A A G U C 1961年克里克实验 实验材料：T4噬菌体 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： ①增加或删除1个/2个碱基,无法正常产生蛋白质； ②增加或删除3个碱基，可以正常产生蛋白质。 实验结论： 遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸。 注意：密码子认读是从mRNA的一个固定的起点开始， 方向5‘→ 3‘ ，相邻的密码子无间隔、不重叠 氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。 mRNA上3个相邻的碱基决定1个 实验证据 G A U U A G A U G 非重叠，编码之间没有分隔符 A G A U G G A U U G A U A U G U A G 遗传密码的阅读方式 1. mRNA 2. 3. 与苯丙氨酸对应的密码子是UUU（第一个被破译的密码子）。 在多位科学家的不断实验下，终于破译了全部密码子，并编制出密码子表。 1961年8月，尼伦伯格和马太 无细胞蛋白质合成体系破译遗传密码 人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸 遗传密码子的破译 除去DNA和mRNA的细胞提取液 实验结论： 肽链 1.用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子 是UUU ，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材 料组合是（ C ）①同位素标记的tRNA②蛋白质合成所需 的酶③同位素标记的苯丙氨酸④人工合成的多聚尿嘧啶核 苷酸⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液A ．①②④ B ． ②③④ C ．③④⑤ D ．①③⑤ 活动2：阅读教材第67页密码子表，小组讨论并回答问题。 ①密码子共有多少种？所 有的密码子都编码氨基酸 吗？起始密码子几种？终 止密码子有几种？ ②查阅密码子表，ACU编码 什么氨基酸？苏氨酸的密 码子是什么？根据此结果，你能得到什么结论？ ③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？ A U C 3 1 2 3 密码子 3 异亮氨酸 5 翻译的原则：密码子 氨基酸 tRNA 碱基互补配对 5 反密码子 mRNA E P I A AUG C AC UG G C G U UG C UG UC C U U AA 甲 3 5 ’ ’ /八 U A C 翻译的过程 起始 密码子 5 ’ 3 ’ 甲 3 C’ E A U AC 5 ’ 起始 密码子 AUG C AC UG G C G U UG C UG UC C U U AA 组 3 5 ’ ’ \ G U G 翻译的过程 3 ’ 5 ’ P 色 精 半 半 脯 3 l 5 li 5 5 li 5 3 l 5 I \ \ \ \ A C C G C AA C G A C A G GA 5 5 P A 甲 组 3 ’ ’ E UA C G UG ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ AUG C AC UG G C G U UG C UG UC C U U AA 翻译的过程 起始 3 C’ 密码子 C’ 5 ’ 3 ’ 密码子 5 5 P A 起始 甲 组 色 精 半 半 E A C AG GA AUG C AC UG G C G U UG C UG UC C U U AA 释放因子 翻译的过程 3 C’ 3 C’ 5 ’ 3 ’ ’ ’ 脯 2.细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤（I）。 含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所 示的配对方式（Gly表示甘氨酸）。下列说法错误的是（ C ） A ．一种反密码子可以识别不同的密码子 B ．密码子与反 密码子的碱基之间通过氢键结合 C ．tRNA分子由两条链组 成，mRNA分子由单链组成 D ．mRNA中的碱基改变 不一定造成所编码氨基酸的改变 密码 子 UGG GGU、 GGA、 GGG、 GGC ACU、ACA、 ACG、ACC CCU、 CCA、 CCG、 CCC 氨基酸 色氨酸 甘氨酸 苏氨酸 脯氨酸 下列相关叙述正确的是( C ) A. 转录过程中也需要搬运原料的工具 B ．该tRNA中不含氢键，由一条链构成 C ．该tRNA在翻译过程中可搬运苏氨酸 D ．氨基酸与反密码子都是一一对应的 3.如图为翻译过程中搬运原料的工具tRNA,数字表示核苷酸的位置。如表所示为四种氨基酸对应的全部密码子。 资料1 ：已知某瘦素基因在编码蛋白质的过程中，一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需4秒钟，然而实际上合成100个瘦素蛋白分子所需的时间约为1分钟。 资料2 ：在电镜照片中常见一个mRNA与多个核糖体结合（多聚核糖体）。 ①判断左图mRNA的5’端和3’端，核糖 意？义：可大大提高蛋白质合成的效率。 体的移动方向。 ②图中mRNA上结合的多个核糖体合成的 多肽链氨基酸序列相同吗？有什么意义 活动3：阅读并分析资料、图片，回答问题。 必修2第69页 必修2第69页 翻译后加工 蛋白质的合成、加工和转运 必修2第69页 × × D mRNA上密码子互补配对的反密码子 4.细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述不 正确的是（ D ） A ．细胞能在转录和翻译水平上调控基因表 达，图中基因A的表达效率高于基因B B ． 真核生物核基因表达的①和②过程分别发 生在细胞核和细胞质中 C ．人的mRNA、 rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录 的产物 D ．②过程中，rRNA中含有与 生命不息 奋斗不止 $