生物：4.1《基因指导蛋白质合成》课件（新人教版必修2）.ppt

1、肤色肤色眼皮单双眼皮单双血型血型有遗传效应的有遗传效应的DNADNA片段片段控制生物性状控制生物性状在染色体上呈在染色体上呈线性排列线性排列遗传物质的结构单位和功能单位遗传物质的结构单位和功能单位控制生物体的控制生物体的指导指导合成合成直接体现者直接体现者基因的表达基因的表达基因是怎样指导蛋白质合成的呢？基因是怎样指导蛋白质合成的呢？主要存在于主要存在于细胞核中细胞核中蛋白质的合成蛋白质的合成在细胞质中的在细胞质中的核糖体上进行核糖体上进行指导指导通过通过RNARNA作为信使作为信使细胞质细胞质蛋白质蛋白质翻译翻译基因基因转录转录细胞核细胞核RNA基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成1.

2、RNA1. RNA的功能的功能l当某种生物只含当某种生物只含RNA不含不含DNA时，它作遗传物质储时，它作遗传物质储存遗传信息；当含有存遗传信息；当含有DNA时，时，RNA主要是传递遗传主要是传递遗传信息，即负责信息，即负责DNA遗传信息的转录和翻译。遗传信息的转录和翻译。DNA的基本单位的基本单位RNA的基本单位的基本单位磷酸基团碱基脱氧核糖脱氧核糖磷酸基团碱基核糖核糖AACCGG2. 比较RNA与DNA的不同 TU一. RNA RNA的功能、结构和分类的功能、结构和分类比较项目比较项目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主要功

3、能主要功能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一般为双链结构一般为双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储存储存遗传信息遗传信息传递传递遗传信息遗传信息DNA 与RNA比较表3.3.RNRNA A的的种种类类信使信使RNA(mRNARNA(mRNA) )核糖体核糖体RNA(rRNA)RNA(rRNA)转运转运RNA(tRNARNA(tRNA) )将将DNA的遗传信息转录下来，以遗传密码的形式传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，成为蛋白质合成的模板。递至细胞质的核糖体

4、上，成为蛋白质合成的模板。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只能识别和只能识别和转运一种氨基酸）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mRN

5、A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？4. 信使信使RNA（mRNA）问题：问题： DNADNA的遗传信息是的遗传信息是怎样传给怎样传给mRNAmRNA的呢？的呢？ 在细胞核中，以在细胞核中，以DNADNA的一条链为的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成模板，按照碱基互补配对的原则合成RNARNA的过程，称为的过程，称为转录转录。通过转录。通过转录成的成的RNARNA称为称为信使信使RNA(mRNARNA(mRNA) )。二二. .

6、遗传信息的转录遗传信息的转录1. 转录的概念转录的概念2. 转录过程转录过程TCATG T TT AAG T AC A A A T DNADNA的平面结构图的平面结构图AG T AC A A A T AGCUGACGGUUUDNADNA游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸以以DNADNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成RNARNAAG T AC A A A T AGCUGACGGUUU DNADNA与与RNARNA的碱基互补配对：的碱基互补配对：AUAU；TATA；CGCG；GCGCRNA RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T AGCGACGGUUUU 在在RNA聚合酶的作用下糖

7、核核苷酸一个个连接起来聚合酶的作用下糖核核苷酸一个个连接起来AG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T GCGACGGUUU UAAG T AC A A A T GCGACGUUGU UAAG T AC A A A T GCGACGUGU UAUAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAAG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA UAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CAG T AC A A A T GGCGGU UAU U

8、A U C形成的形成的mRNAmRNA链，链，DNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上mRNAmRNADNADNAAG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核细胞核 核孔核孔DNAmRNAmRNA在细胞核中合成在细胞核中合成AG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核细胞核mRNAmRNA通过核孔进入细胞质通过核孔进入细胞质 作为转录模板的作为转录模板的是是DNA分子的一条链分子的一条链还是两条链？是还是两条链？是DNA的整条链还是片段？的整条链还是片段？ADNATGCACUGmRN

9、A关于模板链：关于模板链：A T C GAG CGA G T CT T C G T C AAT CGATGACAT C GG CDNAUC GCU A G CmRNAmRNA DNA两条链中只有一条链是转录的模板链，到底哪条链两条链中只有一条链是转录的模板链，到底哪条链 是模板链是模板链不是固定不变的。不是固定不变的。 作为模板的只是作为模板的只是DNA链中的某个片段链中的某个片段基因；基因；基因基因1 1基因基因2 2 基因的两条链中，一条是基因的两条链中，一条是模板链模板链也叫也叫转录链转录链非信息链非信息链非非编码链编码链或或反义链反义链，另一条是，另一条是非模板链非模板链也叫非转录链也

10、叫非转录链信息链信息链编编码链码链或或有义链有义链。a链链b链链说明说明：转录小结：转录小结： 场所： 模板： 原料: 产物： 酶： 能量： 特点： 碱基配对：细胞核DNA的一条链四种核糖核苷酸mRNA RNA聚合酶DNARNAGCCGTAAUATP边解旋边转录练一练：已知练一练：已知DNA片段的碱基对顺序片段的碱基对顺序,写出对应的写出对应的mRNA的碱基顺序的碱基顺序 (以链以链1为模板进行转录为模板进行转录)。 DNA 链链1：TACTATCCCTTT 链链2：ATGATAGGGAAAmRNA 强调：整个转录过程是严格按照强调：整个转录过程是严格按照碱基互补碱基互补配对配对原则进行的，从

11、而保证了原则进行的，从而保证了DNA上的遗传上的遗传信息被准确的传递到了信息被准确的传递到了mRNA上。上。AUG UAAAAAGGG三三. 遗传信息的翻译遗传信息的翻译1. 密码子密码子mRNA蛋白质蛋白质?4 4种碱基种碱基2020种氨基酸种氨基酸这这4种碱基是怎样决定蛋白质的种碱基是怎样决定蛋白质的20种种氨基酸的？氨基酸的？翻译：翻译：在细胞质中在细胞质中,以以mRNA为模板为模板,合合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。如果如果3 3个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就可以决定个氨基酸就可以决定_种，种， 即即 如果如果2 2个碱基决定个碱基决定1

12、 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，种， 即即4 416166464如果如果1个碱基决定个碱基决定1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，种， 即即 信使信使RNARNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基密码子密码子: :UCAUG A UUAmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子第一个字母第二个字母第三个字母UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸终终 止止终终 止止半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸终终 止止色氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸

13、亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸（起始）（起始）苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸（起始）（起始）丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨

14、酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAGa. 密码子表查法 例:CCU 脯氨酸 c.特殊密码子b.密码子的特点专一性一个密码子只对应一种氨基酸简并性一种氨基酸可对应多个密码子通用性地球上几乎所有生物都共用一套密码子3个终止密码个终止密码:UAA UAG UGA2个起始密码个起始密码:AUG GUG思考：游离于细胞质中的氨基酸是怎样到达核糖体呢? 携带氨基酸的部位反密码子功能： 识别密码子，转运氨基酸。“搬运工”兼“译员” - tRNAtRNAtRNA的分子结构：的分子结构：三叶草形三叶草形有臂有臂有环有环一端可携带氨基酸一端可携带氨基酸另一端有三个碱基另一端有三个

15、碱基AC U天冬天冬氨酸氨酸反密码子反密码子AUG异亮异亮氨酸氨酸反密码子反密码子转运转运RNA(RNA(tRNAtRNA) )：分子结构呈三叶草形，其分子结构呈三叶草形，其“叶柄叶柄”端能与一个特定的氨基酸结合，端能与一个特定的氨基酸结合，“叶片叶片”端有三个特殊的碱基称为端有三个特殊的碱基称为“反密码子反密码子”，能与，能与mRNAmRNA上的上的“密码子密码子”相识别。相识别。一种转运一种转运RNA只只能识别和转运一种氨基酸。能识别和转运一种氨基酸。反密码子的种类：反密码子的种类：6161种种灵活运用：一个tRNA一端的三个碱基是CGA，另一端携带的氨基酸是（ ）A.精氨酸（CGA） B

16、.丙氨酸(GCU) C.脯氨酸（CCU）B翻翻 译译UCAUG A UUAmRNA细胞质细胞质ACGUG A UUAUA C甲硫氨酸甲硫氨酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸核糖体核糖体核糖体与核糖体与mRNA结合结合ACGUG A UUAU UA AC C甲硫氨酸甲硫氨酸A AC CU U天门冬天门冬氨酸氨酸携带甲硫氨酸的携带甲硫氨酸的tRNA通过与碱基通过与碱基AUG互补配对进入位点互补配对进入位点1AC CG GU UG GA AU UU UA AU UA A C甲硫氨酸甲硫氨酸A AC CU U天门冬天门冬氨酸氨酸A AU UG G异亮氨酸异亮氨酸携带天门冬氨酸的携带天门冬氨酸的tRNA进入

17、位点进入位点2ACGUG A UUAU A C甲硫氨酸甲硫氨酸AC U天冬天冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸肽键肽键甲硫氨酸与天门冬氨酸形成肽键，核糖体转移到占据位点甲硫氨酸与天门冬氨酸形成肽键，核糖体转移到占据位点2的的tRNA上。上。ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天冬天冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸核糖体读取下一个密码子，原占据位点核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的的tRNA离开核糖体，占据位点离开核糖体，占据位点2的核糖体进入位点的核糖体进入位点1。ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天冬天冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸肽键肽键一个新

18、的携带氨基酸的一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点进入位点2ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天冬天冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸重复步骤重复步骤1、2、3、4,肽链延长肽链延长ACGUG A UUAU A CAC UAUG甲硫氨甲硫氨酸酸天冬天冬氨酸氨酸异亮氨酸异亮氨酸肽链肽链直到核糖体读取到直到核糖体读取到mRNA的终止密码的终止密码1.翻译的场所： 2.翻译时的模板：3.翻译的原料：4.翻译的起始码有: 个，终止码有: 个5.决定氨基酸的密码子 种。6.翻译时的碱基配对：7.肽链由各相邻的氨基酸通过 连接形成。8.翻译的条件： 3 61肽键2 A U C GmRN

19、A t RNA U A G C细胞质的核糖体mRNA合成蛋白质的20种氨基酸酶，ATP、模板、原料翻译小结翻译小结 小组讨论小组讨论 如果一个双链DNA分子上有60个碱基，那么由它指导合成的多肽链最多有几个氨基酸？（不考虑终止密码子） 思考与探讨？思考与探讨？ 1、DNA碱基数、碱基数、mRNA、氨基酸之间的、氨基酸之间的比例至少是？为什么？比例至少是？为什么？2、DNA中的碱基对数、密码子个数、氨中的碱基对数、密码子个数、氨基酸个数的比例呢？基酸个数的比例呢？DNA(基因)蛋白质RNA转录翻译基因指导蛋白质合成的过程真核细胞中复制、转录、翻译的比较真核细胞中复制、转录、翻译的比较DNADNA

20、复制复制转录转录翻译翻译时间时间场所场所模板模板原料原料酶酶能量能量原则原则特点特点产物产物信息传递信息传递细胞分裂间期细胞分裂间期主要是细胞核主要是细胞核DNADNA的两条链的两条链四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等聚合酶等ATPATPA-TA-T、T-AT-AC-GC-G、G-CG-C半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制2 2个子代个子代DNADNA分子分子生长发育过程生长发育过程主要是细胞核主要是细胞核基因的一条链基因的一条链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸RNARNA聚合酶等聚合酶等ATPATPA-UA-U、T-AT-AG-C G-C 、C-GC-G边

21、解旋边转录边解旋边转录1 1个信使个信使RNARNA生长发育过程生长发育过程细胞质细胞质mRNAmRNA二十种氨基酸二十种氨基酸特定的酶等特定的酶等ATPATP多个特定氨基酸顺序的多个特定氨基酸顺序的蛋白质蛋白质A-UA-U、U-AU-AG-C G-C 、C-GC-G一个一个mRNAmRNA可结合多个核糖可结合多个核糖体同时翻译多个蛋白质体同时翻译多个蛋白质DNADNADNADNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质1. DNA决定决定RNA的性质是通过（的性质是通过（ ）A、信使、信使RNA的密码的密码B、DNA特有的自我复制特有的自我复制C、碱基互补配对原则、碱基互补配

22、对原则D、转运、转运RNA的媒介的媒介2.2.某信使某信使RNARNA中有碱基中有碱基4040个，其中个，其中C+UC+U为为1515个，那么转个，那么转录此录此RNARNA的的DNADNA片段中片段中G+AG+A为为 A A1515 B B2525 C C3030 D D4040 3、DNA解旋发生在解旋发生在 A复制与转录中复制与转录中 B只在转录中只在转录中 C只在翻译中只在翻译中 D只在复制中只在复制中 4、密码子、反密码子分别有多少种、密码子、反密码子分别有多少种 A. 64 64 B. 61 61 C. 64 61 D. 61 64AC5 5、一条多肽链上有氨基酸、一条多肽链上有氨

23、基酸300300个，则作为合成该多个，则作为合成该多肽链模板的信使肽链模板的信使RNARNA分子和转录信使分子和转录信使RNARNA的的DNADNA分子分子至少要有碱基多少个？至少要有碱基多少个？ A.300A.300；600 B.900600 B.900；18001800 C.900 C.900；900 D.600900 D.600；9009006 6、某基因有、某基因有192192个脱氧核苷酸其控制合成的多肽个脱氧核苷酸其控制合成的多肽 应脱掉的水分子为应脱掉的水分子为 A.191 B.95 C.32 D.31A.191 B.95 C.32 D.317 7、已知一个蛋白质由、已知一个蛋白质

24、由2 2条肽链组成，连接氨基酸的肽条肽链组成，连接氨基酸的肽 键共有键共有198198个，翻译该蛋白质的个，翻译该蛋白质的mRNAmRNA中有中有A A和和G G共共200200 个，则该个，则该mRNAmRNA中的中的C C和和U U不能少于：不能少于： A A200200个个 B B400400个个C C600600个个 D D800800个个8 8、某、某DNADNA分子片段中碱基为分子片段中碱基为24002400对，则由此片段所对，则由此片段所控制合成的多肽链中，最多有氨基酸（控制合成的多肽链中，最多有氨基酸（ ）种）种 A A800800 B B400400 C C200200 D

25、D2020复制复制转录转录时间时间场所场所解旋解旋模板模板原料原料酶酶能量能量碱基配对碱基配对产物产物特点特点细胞核细胞核细胞核细胞核完全解旋完全解旋只解旋有遗传效应的片段只解旋有遗传效应的片段DNADNA的两条链的两条链只有只有DNADNA的一条链的一条链4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸DNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶RNARNA聚合酶聚合酶ATPATPATPATP子代子代DNADNAmRNAmRNACG、GC、TA、C CG G、G GC C、T TA A、A AT T有丝分裂间期和减数第有丝分裂间期和减数第一次分裂间期一次分裂间期生长发育过程生长发育过程边解旋边复制、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备用表