高一生物：第三章《第四节 遗传信息的表达-RNA和蛋白质的合成》课件19（浙教版必修2）.ppt

1、染色体染色体基因基因1基因基因2 有的区段能够转录有的区段能够转录mRNAmRNA，进而指导蛋，进而指导蛋白质的合成，即能够编码蛋白质，这白质的合成，即能够编码蛋白质，这样的区段叫样的区段叫编码区编码区 有的区段不能够转录有的区段不能够转录mRNAmRNA，即不能够，即不能够编码蛋白质，这样的区段叫编码蛋白质，这样的区段叫非编码区非编码区 细胞核内的遗传细胞核内的遗传物质物质DNADNA如何指如何指导细胞质中的蛋导细胞质中的蛋白质合成呢？白质合成呢？蛋白质的合成蛋白质的合成控制控制以RNA为媒介DNA通过通过转录转录、翻译翻译的过程的过程mRNA(mRNA(信使信使RNA)RNA)tRNAtR

2、NA（转运（转运RNA)RNA)rRNArRNA（核糖体（核糖体RNARNA）转录过程AG T AC A A A T TCATG A TT ARNA 聚合酶识别启动部位并与之结合，聚合酶识别启动部位并与之结合，DNA 解旋，打开氢键解旋，打开氢键（DNADNA解旋酶）解旋酶）RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU以其中的一条链作为模板以其中的一条链作为模板.AG T AC A A A T AGCGACGGUUU URNA聚合酶将聚合酶将RNA核苷酸连接起来，以核苷酸连接起来，以碱基互补配对为碱基互补配对为原则。原则。AG T AC A A A T AGCG

3、ACGGUUU URNA聚合酶沿着聚合酶沿着DNA移动移动。AG T AC A A A T GCGACGGUUU UARNA聚合酶沿着聚合酶沿着DNA移动移动AG T AC A A A T GCGACGUUGU UARNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC A A A T GCGACGUGU UAURNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC A A A T GCGACGGU UAU URNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC A A A T GCGACGGU UAU UARNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一

4、个连接起来。AG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA URNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CRNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CRNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA细胞质细胞质信使信使RNARNA（mRNAmRNA） 通过核孔从细胞通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中核中出来，到细胞质中. .细胞核细胞核核孔核孔AG T AC A

5、A A T UCAUG U UUAmRNA信使信使RNARNA（mRNAmRNA） 通过核孔从细胞核中出来，通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。到细胞质中。细胞质细胞质细胞核细胞核 转录与转录与DNADNA复制有什么共同之复制有什么共同之处？处？转录转录DNADNA复制复制DNA的复制的复制转录转录模板模板原料原料酶酶产物产物DNA复制与转录的比较复制与转录的比较以以DNA的的两两条条母链为模板母链为模板游离的游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶2个双链个双链DNA分子分子以一段以一段DNA的的一一条条链为模板链为模板游离的游离的核糖核苷酸核糖核苷酸RNA聚合酶聚

6、合酶1条条RNA单单链链DNA的复制的复制转录转录时间时间场所场所能量能量DNA复制与转录的比较复制与转录的比较少数分裂细胞的间期少数分裂细胞的间期主要在细胞核主要在细胞核ATP活细胞整个生命活动活细胞整个生命活动过程中过程中主要在细胞核主要在细胞核ATP结果：结果： 20种游离的种游离的遗传信息从遗传信息从mRNA 转移到了转移到了蛋白质蛋白质碱基碱基与与氨基酸氨基酸之间的对应关系如何？之间的对应关系如何？ RNARNA 4 4种种核苷酸核苷酸 蛋白质蛋白质 2020种种氨基酸氨基酸 1个碱基个碱基 2个碱基个碱基 3个碱基个碱基 1 1个氨基酸个氨基酸43 4241 UCAUG A UUA

7、mRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子 遗传密码遗传密码（密码子）：（密码子）：mRNAmRNA上上三个相邻的核糖核三个相邻的核糖核 苷酸苷酸 （一种氨基酸具有两个或多个密码子的现象称为密码子的一种氨基酸具有两个或多个密码子的现象称为密码子的简并性简并性 ）（对应于同一种氨基酸的不同（对应于同一种氨基酸的不同 密码子称为同义密码子）密码子称为同义密码子） 阅读密码子表思考讨论：阅读密码子表思考讨论： 1、请找出起始密码子与终止密码子。、请找出起始密码子与终止密码子。 2、已知一段、已知一段mRNA的碱基序列是的碱基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能写你能写出对应

8、的氨基酸序列吗？出对应的氨基酸序列吗？ 3、地球上几乎所有的生物体都共有上述密、地球上几乎所有的生物体都共有上述密码子表。根据这一事实你能想到什么？码子表。根据这一事实你能想到什么？AUG、GUGUAA、UAG、UGA甲硫氨酸谷丙半胱脯丝赖脯甲硫氨酸谷丙半胱脯丝赖脯地球上所有的生物具有共同的遗传语言，具有或地球上所有的生物具有共同的遗传语言，具有或远或近的亲缘关系。远或近的亲缘关系。 从密码子中可以看到，从密码子中可以看到，一种氨基酸一种氨基酸可可能有能有几个密码子几个密码子，这一现象称做密码，这一现象称做密码的的简并简并。你认为密码的简并对生物体。你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义

9、？的生存发展有什么意义？保证了生物遗传的相对稳定性。保证了生物遗传的相对稳定性。 tRNA U A UtRNA 转运转运RNA RNA （ tRNAtRNA） 氨基酸的氨基酸的搬运工搬运工反密码子：反密码子：tRNA上可以与上可以与mRNA上的上的密码子密码子互补互补配对的配对的三个相邻三个相邻碱基碱基。每种每种tRNAtRNA只能只能识别并转运识别并转运一种氨基酸一种氨基酸 tRNA U A UU A C甲硫氨酸甲硫氨酸AC U天冬氨酸天冬氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸转运转运 RNA氨基酸氨基酸氨基酸与氨基酸与tRNA结合结合U A C甲硫氨酸甲硫氨酸ACU天冬氨酸天冬氨酸AUG异亮氨酸异亮氨

10、酸氨基酸与转运氨基酸与转运RNA结合，这个过程要消化能量结合，这个过程要消化能量.反密码子反密码子ACGUG A UUAmRNA核糖体与核糖体与mRNAmRNA结合，形成合成结合，形成合成蛋白质的蛋白质的“生产线生产线”。翻译过程翻译过程ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸核糖体核糖体ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸转运转运RNARNA上的反密码子与信使上的反密码子与信使RNARNA上的密码子相结合。上的密码子相结合。ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸转运

11、转运RNARNA上的反密码子与信使上的反密码子与信使RNARNA上的密码子相结合。上的密码子相结合。ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸两个相邻的氨基酸缩合反应，形成肽键。两个相邻的氨基酸缩合反应，形成肽键。肽键肽键ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸核糖体核糖体 沿着沿着 mRNAmRNA移动移动。又一个转运又一个转运RNARNA（ tRNA tRNA）连接到连接到密码子上密码子上。 第一个第一个 tRNA tRNA 释放到细胞质中释放到细胞质中。ACGUG A UUA

12、U A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸后一氨基酸通过缩合反应与前一个氨基酸连接起来后一氨基酸通过缩合反应与前一个氨基酸连接起来。ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸一条肽链形成一条肽链形成. ACGUG A UUAU A CAC UAUG甲硫氨甲硫氨酸酸天门冬天门冬氨酸氨酸异亮氨酸异亮氨酸mRNA 和肽链被释放到细胞质中。和肽链被释放到细胞质中。DNA、mRNA、AA相关计算1、转录时、组成基因的两条链只有一条链有意义，能转录，、转录时、组成基因的两条链只有一条链有意义，能转录，称为有义链或模板

13、链。称为有义链或模板链。2、翻译时，、翻译时，mRNA中中3个碱基决定个碱基决定1个个AA，所以经翻译合成的，所以经翻译合成的蛋白质中蛋白质中AA数目是数目是mRNA中碱基数目的中碱基数目的 1/3mRNAmRNA中碱基数目是基因中碱基数目的中碱基数目是基因中碱基数目的 1/21/2基因中碱基数：基因中碱基数： mRNAmRNA中碱基数：中碱基数：PrPr中中AAAA数：数： 6 6 ：3 3 ：1 1推断过程：推断过程：AAAA数目数目密码子个数密码子个数 1/3 mRNA 1/3 mRNA中碱基数目中碱基数目 1/6 1/6 基因中碱基数基因中碱基数 一段原核生物的一段原核生物的mRNAm

14、RNA通过翻译可合成一通过翻译可合成一条含有条含有1111个肽键的多肽，则此个肽键的多肽，则此mRNAmRNA分子至分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNAtRNA个数，依次为个数，依次为 A. 33 11 B. 36 12 A. 33 11 B. 36 12 C. 12 36 D. 11 36 C. 12 36 D. 11 36 一个双链一个双链DNADNA分子中碱基分子中碱基A A占占30%30%，其转录，其转录成的成的mRNAmRNA上的上的U U为为35%35%，则，则mRNAmRNA上的碱基上的碱基A A占多少？占多少？A. 30A. 3

15、0B. 20B. 20C. 35C. 35D. 25D. 25由由n n个碱基组成的基因，控制合成由个碱基组成的基因，控制合成由1 1条多肽链条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均分子量为组成的蛋白质，氨基酸的平均分子量为a a，则该，则该蛋白质的相对分子质量最大为蛋白质的相对分子质量最大为A.na/6 B.na/3A.na/6 B.na/318(n/3 18(n/3 1)1)C.na C.na 18(n 18(n 1) 1) D.na/6 D.na/6 18(n/618(n/61)1)Reverse transcription中心法则图示中心法则图示中心法则的应用中心法则的应用中心法则中心法则是

16、现代生物学中最重要最基本的规律是现代生物学中最重要最基本的规律之一，之一， 其在探索生命现象的本质及普遍规律方其在探索生命现象的本质及普遍规律方面起了巨大的作用，极大地推动了现代生物学的面起了巨大的作用，极大地推动了现代生物学的发展，是现代生物学的理论基石，并为生物学基发展，是现代生物学的理论基石，并为生物学基础理论的统一指明了方向，在生物科学发展过程础理论的统一指明了方向，在生物科学发展过程中占有重要地位。中占有重要地位。 根据修正后的中心法则，我们可以以此作为理论基础，根据修正后的中心法则，我们可以以此作为理论基础，进行基因工程的实际操作。进行基因工程的实际操作。随着生物技术的发展，一些没

17、有随着生物技术的发展，一些没有DNA或或RNA的病毒逐渐被人们发现，这对于中心的病毒逐渐被人们发现，这对于中心法则又是一个挑战。法则又是一个挑战。朊病毒朊病毒就是蛋白质病毒，就是蛋白质病毒，是只有蛋白质而没有核酸的是只有蛋白质而没有核酸的病毒。病毒。19971997年诺贝尔医学或年诺贝尔医学或生理学奖的获得者美国生物生理学奖的获得者美国生物学家斯垣利学家斯垣利普鲁辛纳（普鲁辛纳（ S. S. B. PrusinerB. Prusiner）就是由于研）就是由于研究朊病毒作出卓越贡献而获究朊病毒作出卓越贡献而获此殊荣的。朊病毒不仅与人此殊荣的。朊病毒不仅与人类健康、家畜饲养关系密切，类健康、家畜饲

18、养关系密切，而且可为研究与痴呆有关的而且可为研究与痴呆有关的其他疾病提供重要信息。就其他疾病提供重要信息。就生物理论而言，生物理论而言，朊病毒的复朊病毒的复制并非以核酸为模板，而是制并非以核酸为模板，而是以蛋白质为模板以蛋白质为模板，这必将对，这必将对探索生命的起源与生命现象探索生命的起源与生命现象的本质产生重大的影响。的本质产生重大的影响。DNA的复制的复制转录转录翻译翻译模板模板原料原料酶酶产物产物原则原则遗传信息遗传信息传递结果传递结果场所场所复制、转录、翻译的比较复制、转录、翻译的比较以以DNA的的两条两条链为模板链为模板4种游离的种游离的脱氧脱氧核苷酸核苷酸DNA解旋酶、解旋酶、DN

19、A聚合酶聚合酶2个子代双链个子代双链DNA分子分子以以DNA的的一条一条链链为模板为模板4种游离的核苷酸种游离的核苷酸DNA解旋酶、解旋酶、 RNA聚合酶聚合酶1条条mRNA单链单链mRNA20种氨基酸种氨基酸酶酶蛋白质蛋白质细胞细胞核核细胞细胞质质核糖体核糖体细胞细胞核核AT GCTA CGAU TAUA CG GCAU UA CG GCDNA DNADNA RNARNA 蛋白质蛋白质练习：根据转录和翻译过程填充：练习：根据转录和翻译过程填充： DNA DNA双链双链 G G 信使信使RNARNA 转运转运RNARNA 氨氨 基基 酸酸 丙氨酸（丙氨酸（ 密码密码GCAGCA) ) C A

20、C G T G C A C G UDNADNA复制复制转录转录翻译翻译逆转录逆转录时间时间分裂间期分裂间期生命历程生命历程生命历程生命历程病毒侵入细病毒侵入细胞时胞时场所场所只有分裂的细胞只有分裂的细胞才有，细胞核、才有，细胞核、线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体所有活细胞，所有活细胞，细胞核、线细胞核、线粒体、叶绿粒体、叶绿体体所有活细胞，所有活细胞，核糖体核糖体寄主细胞中寄主细胞中模板模板两条链两条链基因编码区基因编码区的一条链，的一条链，有遗传信息；有遗传信息；DNADNA两链的两链的遗传信息不遗传信息不同同mRNAmRNA，上有，上有密码子密码子病毒的病毒的RNARNA原料原料脱氧核苷酸脱氧

21、核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸氨基酸寄主细胞的寄主细胞的脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNADNA复制复制转录转录翻译翻译逆转录逆转录酶酶解旋酶、解旋酶、DNADNA聚聚合酶等合酶等解旋酶、解旋酶、RNARNA聚合酶聚合酶等等略略逆转录酶逆转录酶碱基配碱基配对对A-TA-T、G-CG-C，涉及，涉及4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸A-TA-T、G-CG-C、A-UA-U涉及涉及8 8种种核苷酸核苷酸G-CG-C、A-UA-U涉涉及及4 4种核苷种核苷酸酸A-TA-T、G-CG-C、A-UA-U涉及涉及8 8种核苷酸种核苷酸同生物同生物不同体不同体细胞产细胞产物比较物比较核核DNADNA同，数量同，数量不

22、同不同不同不同1 1、蛋白质种类不同、蛋白质种类不同2 2、基因突变后，蛋白质、基因突变后，蛋白质种类可能变（碱基对数种类可能变（碱基对数量改变影响大于种类改量改变影响大于种类改变），可能不变（基因变），可能不变（基因突变发生在非编码序列突变发生在非编码序列；不同密码子对应同一；不同密码子对应同一氨基酸；隐性突变）氨基酸；隐性突变）逆转录病毒的略逆转录病毒的略甲生物核酸的碱基组成为：嘌呤占甲生物核酸的碱基组成为：嘌呤占46%46%，嘧啶占嘧啶占54%54%。乙生物遗传物质的碱基组成。乙生物遗传物质的碱基组成为：嘌呤占为：嘌呤占34%34%，嘧啶占，嘧啶占66%66%则一下分别表则一下分别表示甲

23、乙生物正确的是示甲乙生物正确的是A A 蓝藻蓝藻 变形虫变形虫 B T2B T2噬菌体噬菌体 豌豆豌豆 C C硝化细菌硝化细菌 绵羊绵羊 D D肺炎双球菌肺炎双球菌 烟草花叶病毒烟草花叶病毒D思考思考2.在一个在一个DNA分子中，腺瞟呤与胸腺嘧啶之和分子中，腺瞟呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的占全部碱基总数的42，若其中一条链中的胞嘧啶，若其中一条链中的胞嘧啶占该链碱基总数的占该链碱基总数的24，胸腺嘧啶占，胸腺嘧啶占30，那么，那么在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占（在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占（ ）A12%、34% B.21%、24%C. 34%、12%D.58%、30%C(1)

24、有关蛋白质计算问题有关蛋白质计算问题 氨基酸与相应氨基酸与相应DNA及及RNA片段中碱基数目之间的关片段中碱基数目之间的关系计算系计算 DNA(基因基因) 信使信使RNA 蛋白质蛋白质 碱基数碱基数6 碱基数碱基数3 氨基酸数氨基酸数1u编码蛋白质的基因所含的碱基数编码蛋白质的基因所含的碱基数例例1:一条多肽链上有氨基酸一条多肽链上有氨基酸300个，则作为个，则作为合成该多肽链模板的信使合成该多肽链模板的信使RNA分子和转录分子和转录信使信使RNA的的DNA分子分子至少至少要有碱基多少个要有碱基多少个A. 300； 600 B. 900；1800 ( )C. 900；900 D. 600；90

25、0B基因碱基数：基因碱基数：mRNA碱基数：氨基酸数碱基数：氨基酸数= 6：3：1（不考虑非编码区和内含子）（不考虑非编码区和内含子）蛋白质类的计算归类例例2.（09年上海）某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是（ ）A. 75对碱基 B. 78对碱基C. 90对碱基D. 93对碱基Du编码蛋白质的基因所含的碱基数编码蛋白质的基因所含的碱基数蛋白质类的计算归类例例3. (07上海高考题)一个mRNA分子有m个碱基，其中G+C有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A+T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是 ( )A.B.C.D.m、3m1m、3m22（m n）、3m12（m n）、3m2Du编码蛋白质的基因所含的碱基数编码蛋白质的基因所含的碱基数蛋白质类的计算归类