高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成课前预习课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成课前预习课件ppt，共40页。PPT课件主要包含了蛋白质，DNA基因，RNA，核糖体，RNA概述，遗传信息的转录，脱氧核苷酸，核糖核苷酸，脱氧核糖，ATCG等内容，欢迎下载使用。

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。转入的是基因，得到的却是蛋白质！为什么会这样？
基因可以控制蛋白质的合成，这个过程就是基因的表达；
那么，基因是怎样指导蛋白质合成的呢？
基因如何指导蛋白质的合成？
RNA是什么物质？为什么RNA适于作DNA的信使呢？
与DNA相似的另一种核酸
RNA适于做DNA的信使的条件：①RNA也是由基本单位——核苷酸连接而成的，核苷酸也含有4种碱基，这使得RNA具备准确传递遗传信息的可能；②RNA一般是单链比DNA短，能够通过核孔转移到细胞质中。
①都是转录产物 ②基本单位相同 ③都与翻译过程有关
RNA聚合酶与编码蛋白质的一段DNA结合，使DNA双链解开，碱基暴露出来。
游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成。
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。
合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。
1. DNA双链解开，碱基暴露
2. 游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对
3. 在RNA聚合酶的作用下，依次连接
4. mRNA释放，DNA双链恢复
形成 mRNA ，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上
细胞核(主要)、叶绿体、线粒体
DNA的一条链（模板链）
A－U、T－AG－C、C－G
提醒：每次转录的只是DNA分子特定的片段（基因），该片段携带的遗传信息能准确地传递给mRNA分子。
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。
2.与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？
1.转录与DNA复制有那么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？
3、转录成的RNA的碱基序列，与DNA两条单链的碱基序列各有哪些异同？
A—T C—G T—A G—C
A—U G—C T—A C—G
mRNA、tRNA、rRNA
1.写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列2.写出b链对应的a链的碱基序列3.比较mRNA和b链，以及mRNA和a链的碱基序列的差异
按照碱基配对原则完成下列问题
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。
1.如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？2.如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？3.如果3个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？
mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系？
后来科学家又通过一步步的推测和实验，证明了确实是mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，最终破解了64个遗传密码子。
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
不决定氨基酸，不是密码子
科学家沿着蛋白质合成的思路，不断改进实验方法，终于破译全部64个密码子，并将64个密码子编制成了表格。称为密码子表。
Translatin f genetic infrmatin
3种，UAA、UGA、UAG,不编码氨基酸
2种，AUG、GUG，也编码氨基酸
1、从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，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？2、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？
（1）当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸，在一定程度上保证了遗传性状的稳定性；（2）当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。
说明当今生物可能有着共同的起源，或生物在本质上是统一的。
密码子的特点：专一性:一种密码子只决定一种氨基酸；简并性：绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称为密码子的简并性。通用性：几乎所有的生物体都共用上述密码子。
mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器”________结合起来，形成合成蛋白质的“生产线”；
有了“生产线”，还要“工人”才能生产产品；
什么样的专业“工人”才能胜任这项工作呢？
按照密码子表将mRNA上的碱基序列翻译成蛋白质的氨基酸序列
难题二：氨基酸如何识别密码子并被转运到相应位置？
转运RNA(tRNA)
“工人”必须要能解决这一难题
3．tRNA的形态和功能特点
RNA链经过折叠，形成三叶草形
每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
4．反密码子（61种）
位于tRNA上，其实质是与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。
一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸（专一性）；
一种氨基酸可由一种或几种tRNA转运
形成2个tRNA结合位点
携带甲硫氨酸的tRNA ，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1
携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2
甲硫氨酸与组氨基酸形成肽键，转移到位点2
核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子
原占位点1的tRNA离开核糖体
原位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2
直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成终止
Transcriptin f genetic infrmatin
第1步 mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA ，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。
第2步 携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2 。
第3步 甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上。
图中M表示甲硫氨酸，H和W表示其他不同的氨基酸
第4步 核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点1的tRNA离开核糖体，原位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成
就这样，随着核糖体的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来，以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才告终止
组成细胞中蛋白质的21种氨基酸
氨基酸脱水缩合所需要的酶
有一定氨基酸顺序的肽链
A U C GmRNA ─┴─┴─┴─┴─ t RNA ─┴─┴─┴─┴─ U A G C
（4）由此图判断翻译的方向（即核糖体移动的方向）
一个mRNA分子上可以相继结合___个核糖体，同时进行____条肽链的合成
少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质
由于模板是同一段mRNA，所以图示多个核糖体合成的肽链是相同的
由肽链_____→肽链_____的方向进行
真核生物DNA复制、转录和翻译的比较
解旋酶、DNA聚合酶等
A-T T-AG-C C-G
A-U T-A G-C C-G
A-U U-A G-C C-G
半保留复制边解旋边复制
一个mRNA上结合多个核糖体提高翻译效率
使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性
表达遗传信息，使生物表现出各种性状
A—C—U—G—G—A—U—C—U
苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸
A—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—A
肽键 肽键
（假设以B链为模板进行转录）
基因的表达过程中碱基与氨基酸的数量关系
基因中的碱基数：mRNA中的碱基数：蛋白质中的氨基酸数 ＝
1957年，克里克率先提出遗传信息传递的一般规律——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。
随着研究的深入，科学家对中心法则做出了补充。
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为信息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。
不同生物的不同遗传信息传递图解
（1）以DNA为遗传物质的生物（原核生物、真核生物、DNA病毒）
（2）非逆转录RNA病毒，如烟草花叶病毒等
（3）逆转录RNA病毒（HIV病毒等）