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堂教学课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成课堂教学课件ppt，共29页。PPT课件主要包含了蛋白质，DNA，核糖体，主要存在于细胞核中，蛋白质合成的场所，谁来传递信息，识别并转运特定氨基酸，组成核糖体，mRNA，tRNA等内容，欢迎下载使用。

【资料1】“红珠斗帐樱桃熟，金尾屏风孔雀闲。”孔雀开屏是其生命篇章中极灿烂的瞬间，令人拍案叫绝。“轻肌弱骨散幽范，更将金蕊泛流霞。”菊花品种繁多，色艳群英，并被赋予清冷高洁的人文色彩。 由4种脱氧核苷酸编码的遗传信息是如何在生命过程中发挥指令作用，从而创造出自然界中如此绚丽多彩、千姿百态的生物性状呢？
【资料2】好莱坞电影《侏罗纪公园》中，科学家是怎么使已灭绝的恐龙复活的？科学家发现一个包裹了史前蚊子的琥珀，从中抽取到恐龙血液并分离出恐龙的DNA（遗传物质），利用高新生物科技，竟然将已绝迹6500万年的史前庞然大物复活。
【资料3】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？
生物体所有特征的总和我们称之为性状，性状的主要承担者或体现者是谁?
生物体性状主要是由谁决定的?
【资料1】1955年，布拉舍用RNA酶分解变形虫细胞中的RNA，蛋白质合成停止。
【资料2】1955年，拉斯特 用已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。
蛋白质合成与RNA有关
RNA先出现在细胞核，后出现在细胞质
RNA适于作DNA的信使的原因：
①分子组成与DNA相似：它也是由基本单位—4种核苷酸连接而成，它也能储存遗传信息。②RNA也遵循“碱基互补配对原则”，U与A配对。③RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
传递遗传信息；蛋白质合成的模板
单链，部分碱基配对形成三叶草型结构
相同点：①都是转录的产物；②基本单位相同；③都与翻译过程有关。
RNA的种类、结构及功能
少数RNA还具有催化作用，有的作为RNA病毒的遗传物质
RNA聚合酶结合启动子位置
非编码区 编码区 非编码区
解旋↓配对↓连接↓释放
4种游离的核糖核苷酸DNA分子的一条链（模板链）碱基互补配对原则
RNA聚合酶磷酸二酯键方向：5’→ 3’
外显子 内含子
只有相关基因解旋，边解旋边转录;只有一条链作为模板以基因为单位不一定同时进行转录。模板链不一定相同同种生物的不同细胞中，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量一般是不相同的，但tRNA和rRNA的种类一般没有差异。
mRNA通过核孔进入细胞质中。游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫作翻译
mRNA的4种碱基如何决定组成蛋白质的21种氨基酸？
假设1：一个碱基决定一种氨基酸：假设2：二个碱基决定一种氨基酸：假设3：三个碱基决定一种氨基酸：
证据1：克里克以T4噬菌体为实验材料研究其中某个基因的碱基的增加或减少对其所编码的蛋白质的影响实验，在相关碱基序列中增加或删除1个或2个碱基，无法产生正常功能的蛋白质，但是当增加或删除3个碱基时，却合成了正常功能的蛋白质。结论：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，以非重叠的方式阅读
4种碱基可以决定4种氨基酸4种碱基可以决定4×4＝16种氨基酸4种碱基可以决定4×4×4＝64种氨基酸
例：The fat cat ate the big rat
证据2：1961年8月，尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外合成技术在每个试管中分别加人1种氨基酸。然后再加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，以及去除了DNA和mRNA的细胞提取液，结果加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。
利用这个实验系统，破译了第一个遗传密码——UUU(苯丙氨酸) 。
去除细胞中可能的模板保留细胞中的酶
密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基阅读方向：
起始密码子：终止密码子：
AUG（真/原核生物）GUG（原核生物）甲硫氨酸UAA、UAG、UGA（特殊情况下编码硒代半胱氨酸）
一般情况下，决定氨基酸的密码子有61种。特殊情况下62种。
简并性：一种氨基酸可由一种或多种密码子决定简并性的意义：①增强密码子的容错性。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；②保证翻译的速度。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。通用性：几乎所有生物体都共用一套密码子
氨基酸的搬运工——tRNA：
三叶草形，比mRNA小得多每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运；
若反密码子为AAG，则携带的氨基酸是？由密码子UUC所决定的苯丙氨酸若密码子为UAA，则对应的反密码子是？由于UAA是终止密码子，不决定氨基酸，所以没有与之对应的反密码子。
一般情况下，密码子64种，反密码子61种。
5’ 3’
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mRNA碱基互补配对进入P位点。
第2步：携带组氨酸的tRNA以同样的方法进入A位点。
第3步：通过脱水缩合形成肽键，甲硫氨酸被转移到占据A位点的tRNA上。
第4步：核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，合成肽链。
直至核糖体读取到mRNA上的终止密码子，合成才告终止。肽链释放后，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。
数量关系：一个mRNA分子上可以结合多个核糖体，同时进行多条相同肽链的合成。意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。翻译的方向（即核糖体移动的方向）：由肽链短→肽链长的方向进行一条含有n个氨基酸的多肽链，其对应的mRNA及DNA上的核苷酸数：mRNA>3n , DNA>6n
①DNA②③④⑤mRNARNA聚合酶移动方向：
1957年，克里克率先提出遗传信息传递的一般规律——中心法则。
随着研究的深入，科学家对中心法则做出了补充。
RNA RNA
RNA DNA
以DNA为遗传物质的生物
真核生物原核生物DNA病毒
以RNA为遗传物质的生物
RNA病毒如烟草花叶病毒等
~~~~~~练习与应用~~~~~~××D红霉素抑制翻译过程，环丙沙星抑制复制过程，利福平抑制转录过程1.某病毒的遗传物质是单链，－RNA和＋RNA，宿主细胞内病毒的增殖过程如图，－RNA和＋RNA的碱基序列是互补的。下列叙述正确的是(　　) A．－RNA和＋RNA均可与核糖体结合作为翻译的模板B．据图推测，只有－RNA上有RNA聚合酶的结合位点C．过程①所需的嘌呤数和过程③所需的嘧啶数相同D．过程②需要的tRNA来自病毒，原料及场所都由宿主细胞提供
2.在其他条件具备的情况下，在试管中加入物质X和物质Z，可得到相应产物Y。下列叙述正确的是(　　)A．若X是DNA，Y是RNA，则Z是逆转录酶B．若X是DNA，Y是mRNA，则Z是脱氧核苷C．若X是RNA，Y是DNA，则Z是限制性内切酶D．若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸