甘肃省会宁县第四中学高中生物必修二课件：4.1基因指导蛋白质的合成(共35张PPT).ppt

1、基因指导蛋白质基因指导蛋白质的合成的合成DNADNA分子是怎样控制遗传性状的？分子是怎样控制遗传性状的？现代遗传学认为：现代遗传学认为：生物的性状是由生物的性状是由 控制的控制的性状是由性状是由 物质体现的物质体现的基因基因蛋白质蛋白质DNA（基因）（基因）蛋白质（性状）蛋白质（性状）？问题一：在现实生活中，我们能不能像电影问题一：在现实生活中，我们能不能像电影侏罗纪公园侏罗纪公园中描述的那中描述的那样，利用恐龙的样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？，使恐龙复活呢？ 问题二：如果能利用恐龙的问题二：如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？问题

2、？ 电影电影侏罗纪公园侏罗纪公园片段片段基因如何指导蛋白质的合成遗传信息的转录遗传信息的转录遗传信息的翻译遗传信息的翻译问题：问题：DNADNA主要主要存在细胞核中，而存在细胞核中，而蛋白质合成是在细蛋白质合成是在细胞质中进行的，两胞质中进行的，两者如何联系起来的者如何联系起来的呢？呢？一一 遗传信息的转录遗传信息的转录比较RNA与DNA结构的不同 比较项目比较项目DNADNARNARNA基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基结构结构主要存在部位主要存在部位脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖A A T T C G C GA A U U C GC G双链结构双

3、链结构多为单链结构多为单链结构细胞核细胞核细胞质细胞质RNARNA的种类的种类信使信使 RNA(mRNA)RNA(mRNA)核糖体核糖体 RNA(rRNA)RNA(rRNA)转运转运 RNA(tRNA)RNA(tRNA)将将DNA的遗传信息转录下来，以遗传密码的遗传信息转录下来，以遗传密码的形式传递至细胞质的核糖体上，成为蛋的形式传递至细胞质的核糖体上，成为蛋白质合成的模板。白质合成的模板。氨基酸的运载工具。（一种转运氨基酸的运载工具。（一种转运RNA只能只能识别和转运一种氨基酸。识别和转运一种氨基酸。核糖体的组成部分核糖体的组成部分 RNA是由基本单位是由基本单位核苷酸连接而成，跟核苷酸连接

4、而成，跟DNA一样一样能储存遗传信息。能储存遗传信息。 RNA一般为一般为单链单链，比，比DNA短，能通过核孔，从细胞核短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。转移到细胞质中。 RNA与与DNA的关系中，也遵循的关系中，也遵循“碱基互补配对原则碱基互补配对原则”。因此以因此以RNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。为什么为什么mRNA适于作适于作DNA的信使？的信使？因为它是遗传信息的传递者，所以叫做信使因为它是遗传信息的传递者，所以叫做信使RNA。它是。它是DNA的信使。的信使。mRNA为什么叫做信使RNA？它是谁的信使？ (二二) 转录的具体过程转录的具体

5、过程问题问题2：DNA的的遗传信息是怎样传遗传信息是怎样传给给mRNA的呢？的呢？( (一一) )转录转录在在_内，以内，以DNADNA的的_为为_， 按照按照_的原则合成的原则合成_的过程。的过程。细胞核细胞核一条链一条链模板模板碱基互补配对碱基互补配对RNARNA（1 1）DNADNA的两条链都能转录吗？的两条链都能转录吗？（2 2）DNADNA链完全解开吗？链完全解开吗？（3 3）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊 情况？情况？ A AU U、T TA A、 G GC C、 C CG G思考思考: :转录与转录与DNADNA复制有什么异同点复制

6、有什么异同点? ?转录与转录与DNA分子复制的区别分子复制的区别 复制复制 转录转录时间时间场所场所原料原料模板模板条件条件配对原则配对原则特点特点产物产物意义意义有丝分裂间期和减数有丝分裂间期和减数第一次分裂间期第一次分裂间期生长发育过程生长发育过程主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体TATA、 GCGCAUAU、 CGCG边解旋边复制、半保留复制边解旋边复制、半保留复制边解旋边转录边解旋边转录两个双链两个双链DNA分子分子一条单链一条单链mRNA复制遗传信息，使遗传信复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代息从亲代传给子代传递遗传信息，为传递遗传信息，为翻

7、译做准备翻译做准备四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸DNA的两条链的两条链DNA中的一条链中的一条链模板、原料、模板、原料、ATP、酶、酶（）转录的定义：（）转录的定义： （）转录的场所：（）转录的场所： （）转录的模板：（）转录的模板：（）转录的原料：（）转录的原料：（）转录的条件：（）转录的条件：（）转录时的碱基配对（）转录时的碱基配对:（ 7 7）转录的结果：）转录的结果：在细胞核中以在细胞核中以DNA的一条链为模板的一条链为模板,按碱基互补配对原则原则，合成按碱基互补配对原则原则，合成mRNA的过程的过程细胞核细胞核DNA的一条链的一条链四种核糖核苷酸四种核糖核苷

8、酸(A、G、C、U）需要酶和需要酶和ATP碱基互补配对原则碱基互补配对原则（A=U，G=C）mRNA巩固练习巩固练习2、构成人体的核酸有两种、构成人体的核酸有两种,构成核酸的基本单位构成核酸的基本单位-核苷酸有多少种核苷酸有多少种?碱基有多少种碱基有多少种?( ) A.2种种 4种种 B.4种种 4种种 C.5种种 5种种 D.8种种 5种种3、下列哪一组物质是、下列哪一组物质是RNA的组成成分的组成成分( ) A.脱氧核糖核酸和磷酸脱氧核糖核酸和磷酸 B.脱氧核糖脱氧核糖碱基碱基和磷酸和磷酸 C.核糖核糖碱基碱基和磷酸和磷酸 D.核糖核糖嘧啶嘧啶和核酸和核酸DC1、DNA的复制和转录有何异同

9、之处？的复制和转录有何异同之处？3 DNA 分子的解旋发生在分子的解旋发生在 _过程中过程中( ) A 复制复制 B 转录转录 C 翻译翻译 D 复制和转录复制和转录4 一个一个DNA 分子转录出多少种多少个分子转录出多少种多少个mRN A ( ) A一一 种一个种一个 B一一 种多个种多个 C多多 种多个种多个 D 无数种无数个无数种无数个DC类别类别项目项目复制复制转录转录场所场所解旋解旋模板模板原料原料酶酶能量能量碱基碱基配对配对产物产物细胞核细胞核只解有遗传效应的片段只解有遗传效应的片段只有只有DNA的一条链的一条链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸DNA解旋酶、解旋酶、RNA聚合酶聚合酶A

10、TPA-UG-CT-AC-GmRNA细胞核细胞核完全解旋完全解旋DNA的两条链的两条链四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶ATPA-TC-GT-AG-C子代子代DNA 转录得到的转录得到的RNARNA仍是碱基序列，而不是蛋仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，白质。那么，RNARNA上的碱基序列如何能变成蛋白上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNAmRNA如何将信息翻译成蛋白质？如何将信息翻译成蛋白质？ mRNA通过核孔进入细胞质中， 开始它新的历程翻译。 二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译 遗传学

11、上把以遗传学上把以信使信使RNARNA为模板，合成具有为模板，合成具有一定氨基酸顺序一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做的蛋白质的过程叫做翻译翻译。 碱基与氨基酸之间的对应关系碱基与氨基酸之间的对应关系DNADNA和和RNARNA都只含有都只含有4 4种碱基，而组成生物种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有体蛋白质的氨基酸有2020种。这种。这4 4种碱基是怎种碱基是怎样决定蛋白质的样决定蛋白质的2020种氨基酸的？种氨基酸的？翻译翻译: :4种碱基只能决定种碱基只能决定4种氨基酸，种氨基酸，4 41 1=4=4。二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种，种，42=

12、16。三个碱基决定一个氨基酸只能决定三个碱基决定一个氨基酸只能决定6464种，种，4 43 3=64=64，足够有余。，足够有余。如果一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合如果一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的出构成蛋白质的2020种氨基酸？种氨基酸？如果如果2 2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸，个氨基酸，4 4种碱基能决定多少种氨基酸种碱基能决定多少种氨基酸密码子密码子密码子密码子密码子密码子UCAUG A UUAmRNA 密码子：密码子：mRNAm

13、RNA上决定氨基酸的三个相邻上决定氨基酸的三个相邻 的碱基。的碱基。密码子密码子 tRNA“搬运工搬运工” 游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的到合成蛋白质的“生产线生产线-核糖体核糖体”上？上？AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨一共有多少种tRNA?反密码子反密码子与密码子相互配对与密码子相互配对,转运的氨转运的氨基酸由配对的密码子决定基酸由配对的密码子决定每种每种tRNA只能识别并转运只能识别并转运一种特定的氨基酸一种特定的氨基酸!决定氨基酸的密码子有决定氨基酸的密码子有61种种,所以所以tRNA 有有61种种密码子与反密码子密码子与反密码子A A

14、 U亮氨酸亮氨酸AC U天冬氨酸天冬氨酸一种一种tRNAtRNA只能携带一种氨基酸只能携带一种氨基酸? ?一种氨基酸只能由一种一种氨基酸只能由一种tRNAtRNA携带携带? ?AUG异亮氨酸异亮氨酸翻译的具体过程：翻译的具体过程：1.翻译的场所： 2.翻译时的模板：3.翻译的原料：4.翻译的条件:5.翻译的工具:6.翻译的产物:核糖体核糖体mRNAmRNA游离的氨基酸游离的氨基酸tRNAtRNA肽链肽链酶酶，ATP、模板、原料、模板、原料2.2.地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事实地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事实 说明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，说明地球上

15、的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一。统一。3.从密码的简并性我们能认识到；如果密码子中的一个从密码的简并性我们能认识到；如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也有可能蛋白质氨基酸的种类不发生变化（有可能蛋白质氨基酸的种类不发生变化（GAUGAC都决定天冬氨酸），这就保证了生物遗传的相对稳定都决定天冬氨酸），这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化。D

16、NA(DNA(基因基因) )蛋白质蛋白质RNARNA转录转录翻译翻译基基因因指指导导蛋蛋白白质质合合成成的的过过程程翻译的过程从基因的表达过程可以看出：从基因的表达过程可以看出：DNADNA（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使了信使RNARNA中中 的排列顺序，进而决定的排列顺序，进而决定 的的排列顺序，最终决定了排列顺序，最终决定了 的的结构和功能特异性。结构和功能特异性。核糖核苷酸核糖核苷酸/密码子密码子氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质阶段阶段项目项目转录转录翻译翻译定义定义场所场所模板模板遗传信息传遗传信息传递的方向递的方向原料原料产物产物实质实质在细胞核中

17、，以在细胞核中，以DNADNA的一的一条链为模板合成条链为模板合成mRNAmRNA的过的过程。程。以信使以信使RNARNA为模板，合成具为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程的过程细胞核细胞核细胞质的核糖体细胞质的核糖体DNADNA的一条链的一条链信使信使RNARNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质含含A A、U U、C C、G G的的4 4种核种核糖核苷酸糖核苷酸合成蛋白质的合成蛋白质的2020种氨基种氨基酸酸信使信使RNARNA有一定氨基酸排列顺序的多肽，有一定氨基酸排列顺序的多肽，进一步加工为蛋白质进一步加工为蛋白质是遗传信息的转录是遗传信息的转录是遗传信息的表达是遗传信息的表达DNA双双链链 T T信使信使RNA U转运转运RNA G 氨基酸氨基酸AAACUAGC组氨酸组氨酸1.翻译的起始码有: 个， 终止码有: 个2.决定氨基酸的密码子 种。3.翻译时的碱基配对：4.肽链由各相邻的氨基酸通过 连接形成。5.翻译的条件： 3 3 6161肽键肽键2 2AUCGmRNAtRNA酶酶，ATP、模板、原料、模板、原料UAGC翻翻 译译再见！再见！