高中生物 第四节 遗传信息的表达 RNA和蛋白质的合成课件 浙教版必修21.ppt

1、第四节第四节一、一、DNADNA的功能的功能1 1、携带携带遗传信息：遗传信息： 2 2、表达表达遗传信息：遗传信息： DNADNA（基因）（基因）蛋白质蛋白质细胞核细胞核细胞质细胞质核糖体上核糖体上？控制控制DNADNA中能控制生物性状的中能控制生物性状的脱氧核苷酸脱氧核苷酸排列顺序排列顺序遗传信息遗传信息: :细胞核细胞核DNADNA细胞质细胞质蛋白质蛋白质信使信使RNARNADNADNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译为什么为什么RNARNA适于作为适于作为DNADNA的信使？的信使？RNA比较项目比较项目DNA脱氧核苷酸脱氧核苷酸基本单位基本单位RNA核糖核糖脱氧核糖脱氧核

2、糖五碳糖五碳糖核糖核苷酸核糖核苷酸结构结构A U C GA T C G碱基碱基磷酸磷酸磷酸磷酸多为单链结构多为单链结构双链结构双链结构细胞核细胞核主要存在部位主要存在部位磷酸磷酸细胞质细胞质为什么为什么RNARNA适于作为适于作为DNADNA的信使？的信使？RNARNA由基本单位由基本单位核糖核苷酸核糖核苷酸组成组成，也能，也能储存储存遗传信息。遗传信息。在在RNARNA和和DNADNA的关系中，也遵循的关系中，也遵循“碱基互补碱基互补配对原则配对原则”A=UA=U，G=CG=C。RNARNA一般是一般是单链单链，而且比，而且比DNADNA短，因此能够短，因此能够通过通过核孔核孔，从细胞核，从

3、细胞核转移转移到细胞质中到细胞质中。除除mRNA mRNA ，RNARNA还有哪些类型，功能有何还有哪些类型，功能有何不同？不同？ tRNAtRNA（转运转运RNARNA）rRNArRNA（核糖体核糖体RNARNA）行驶传达行驶传达DNADNA上遗传信上遗传信息息将氨基酸送到核糖体将氨基酸送到核糖体核糖体的重要成分核糖体的重要成分氨基酸氨基酸DNA DNA 中的遗传信息是怎样传给中的遗传信息是怎样传给RNARNA的呢？的呢？一、转录一、转录指指遗传信息遗传信息由由DNADNA传递到传递到RNARNA上的过程。上的过程。 TCATG A TT AAG T AC A A A T 转录发生在细胞核转

4、录发生在细胞核.这是一段展开的这是一段展开的DNA.以以DNADNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成RNARNADNADNA游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸AG T AC A A A T UUGGACUGCUGAUAG T AC A A A T AGCUGACGGUUU只有一条链做为模板只有一条链做为模板.RNA RNA 聚合酶聚合酶TCATG A TT AAG T AC A A A T DNADNA双链双链要转录啦！要转录啦！GATACUU游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸RNA RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T AGCUGACGGUTT模板模板游离的核糖核苷酸游离的核糖

5、核苷酸以以DNADNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成RNARNAUUAG 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 GGCGG

6、U UAU UA U C形成形成 mRNA 链，链，DNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNA上上mRNAmRNA母链母链RNA RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T U UC CA AU UG GA AU UU UA AmRNAmRNA细胞质细胞质信使信使RNA（mRNA） 通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。核孔核孔AG T AC A A A T UCAUG A UUAmRNA信使信使RNA（mRNA） 通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。细胞质细胞质细胞核的核液细胞核的核液转录转录DNADN

7、A复制复制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脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶2个双链个双链DNA分子分子以以DNA的的一条一条链链为模板为模板游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸DNA解旋酶、解旋酶、 RNA聚聚合酶合酶1条条RNA单单链链TCATG T TT AAG T AC A A A T AGUAC A AAUmRNA二、翻译二、翻译指指mRNAmRNA上遗传信息表达成上遗传信息表达成蛋白质蛋白质的过程。的过程。 UCAUG A UUAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子碱基与氨基酸之间的对应关系是

8、怎样的？碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？一个碱基决定一个氨基酸只能决定一个碱基决定一个氨基酸只能决定4 4种：种：4 41 11 1，不行不行二个碱基决定一个氨基酸只能决定二个碱基决定一个氨基酸只能决定1616种：种：4 42 21616，不行不行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 36464，足足有足足有余余 密码子密码子UCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子遗传密码：遗传密码： 遗传学上把遗传学上把mRNAmRNA中中决定一个氨基酸的决定一个氨基酸的相邻相邻的三个碱基的三个碱基叫做叫做“遗传密码遗传密码”( (密码子

9、密码子) )。P69数量：数量：(64个）个）特点：特点：3个终止密码子（个终止密码子（UAA、UAG、UGA）61个个有意义有意义密码子密码子(2个起始密码子个起始密码子） 20种氨基酸种氨基酸通用性通用性密密码码子子 ： 简并性简并性a a 、多个多个密码子可对应密码子可对应一种一种氨基酸氨基酸b 、一个一个密码子只和密码子只和一种一种氨基酸相对应氨基酸相对应1下列关于密码子的叙述，错误的是：下列关于密码子的叙述，错误的是：A一种氨基酸可能有多种与之对应的一种氨基酸可能有多种与之对应的密码子密码子 BCTA肯定不是密码子肯定不是密码子 C每种密码子都有与之对应的氨基酸每种密码子都有与之对应

10、的氨基酸D信使信使RNA上的上的GCA在人细胞和小麦在人细胞和小麦细胞中决定同一种氨基酸细胞中决定同一种氨基酸C 密码子密码子UCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子AC U 天冬天冬酰氨酰氨反密码子反密码子AUG异亮异亮氨酸氨酸反密码子反密码子转运转运RNA(tRNARNA(tRNA) )：分子结构呈分子结构呈三叶草形三叶草形，其，其“叶柄叶柄”端能与一个特定的端能与一个特定的氨基酸氨基酸结合，结合，“叶片叶片”端有端有三个特殊三个特殊的碱基称为的碱基称为“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。转运转运RNA(tRNARNA(

11、tRNA) )反密码子的种类：反密码子的种类：6161种。种。几种DNADNA中能中能控制控制生物性生物性状的状的脱氧核苷酸脱氧核苷酸排列排列顺序顺序 mRNAmRNA中中决定一个氨决定一个氨基酸的基酸的相邻的三个相邻的三个碱基碱基tRNAtRNA中能中能识别识别信使信使RNARNA上相应密码子上相应密码子的的三个特殊三个特殊的碱基的碱基控制生控制生物性状物性状决定蛋决定蛋白质中白质中氨基酸氨基酸的顺序的顺序识别密识别密码子码子 思考（思考（1）若）若mRNA中碱基序列为中碱基序列为CGA，则则DNA非模板链碱基序列为（非模板链碱基序列为（ ），），tRNA上碱基序列为（上碱基序列为（ ）。）

12、。（2）若）若DNA模板链碱基序列模板链碱基序列TGC，则则tRNA上碱基序列为（上碱基序列为（ ）。）。CGAGCUUGCUCAUG A UUAmRNA细胞质细胞质翻译的过程翻译的过程UCAUG A UUAA AA AU U亮氨酸亮氨酸A AC CU U天门冬天门冬氨酸氨酸核糖体核糖体mRNA mRNA 与核糖体结合。与核糖体结合。UCAUG A UUAA A U亮氨亮氨酸酸ACU天门冬天门冬氨酸氨酸转运转运RNA上的反密码子与信使上的反密码子与信使RNA上的密码子相结合。上的密码子相结合。UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天门冬氨酸AUG异亮氨酸转运转运RNA上的反密码子与信使

13、上的反密码子与信使RNA上的密码子相结合。上的密码子相结合。UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天门冬氨酸AUG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UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天门冬氨酸AUG异亮氨酸核糖体核糖体 沿着沿着 mRNA移动移动。又一个转运又一个转运RNA（ tRNA）连接到密码连接到密码子上子上。 第一个第一个 tRNA 释放到细胞质中释放到细胞质中。UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天门冬氨酸AUG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

14、起来。UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天门冬氨酸AUG异亮氨酸一条肽链形成一条肽链形成. UCAUG A UUAA A UAC UAUG亮氨酸天门冬氨酸异亮氨酸mRNA 和肽链被释放到细胞质中。和肽链被释放到细胞质中。生长发育过程生长发育过程细胞核细胞核基因的基因的一条一条链链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸RNA聚合酶等聚合酶等ATPA-U、T-A、G-C ，C-G边解旋边转录边解旋边转录1个信使个信使RNA生长发育过程生长发育过程细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）mRNA20种氨基酸种氨基酸特定的酶等特定的酶等ATPmRNA与与tRNA配配对对A-U, G-C蛋白质蛋白质转录、翻译

15、的比较转录、翻译的比较 DNA DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序分子的脱氧核苷酸的排列顺序决定了决定了 的排列顺序，的排列顺序， 信使信使RNARNA中核糖核苷酸排列顺序又中核糖核苷酸排列顺序又决定了决定了 的的排列顺序，排列顺序， 氨基酸的排列顺序最终决定氨基酸的排列顺序最终决定了了 的的特异性，从而使生物体特异性，从而使生物体表现出各种遗传性状。表现出各种遗传性状。信使信使RNARNA中核糖核苷酸中核糖核苷酸氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质学案习题5、中心法则、中心法则克里克提出的中心法则克里克提出的中心法则发现发现RNA病毒及逆转录修改后的中心法则病毒及逆转录修改后的中心法则遗传信息遗传信息（）

16、储存于储存于mRNA蛋白质蛋白质分类（）（）决定决定含有含有缩合缩合属于属于RNAmRNArRNA（）氨基酸氨基酸缩合缩合转运转运活动四：将概念图补充完整DNA密码子密码子氨基酸氨基酸转录转录翻译翻译tRNA体现体现性状性状1、已知、已知AUG、GUG为起始密码，为起始密码，UAA、UGA、UAG 为终止密码。某信使为终止密码。某信使RNA的碱的碱基排列顺序如下：基排列顺序如下：AU UCGAUGAC(40个碱基个碱基)CU一一C一一UAGA一一U一一C一一U。此信使。此信使RNA控控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为制合成的蛋白质含氨基酸的个数为 ( ) A20个个 B、17个个 C、16个个

17、D15个个 C2、已知某基因片段碱基排列如下图。由它控制合已知某基因片段碱基排列如下图。由它控制合成的多肽中成的多肽中 含有含有“脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨谷氨酸酸赖氨酸赖氨酸”的氨基酸序列。（脯氨酸的密码的氨基酸序列。（脯氨酸的密码子是：子是：CCUCCU、CCCCCC、CCACCA、CCGCCG；谷氨酸的是；谷氨酸的是GAAGAA、GAGGAG；赖氨酸的是；赖氨酸的是AAAAAA、AAGAAG；甘氨酸的是；甘氨酸的是GGUGGU、GGCGGC、GGAGGA、GGGGGG。）。）1）翻译上述多肽的）翻译上述多肽的mRNA是由该基因的是由该基因的_链转录的（以图中链转录的（以图中或或表示），

18、此表示），此mRNA的碱基排列顺序是：的碱基排列顺序是：_。 CCUGAAGAGAAG2、（3 3）已知某基因片段碱基排列如下图。由它）已知某基因片段碱基排列如下图。由它控制合成的多肽中控制合成的多肽中 含有含有“脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸”的氨基酸序列。（脯氨酸的的氨基酸序列。（脯氨酸的密码子是：密码子是：CCUCCU、CCCCCC、CCACCA、CCGCCG；谷氨酸的是；谷氨酸的是GAAGAA、GAGGAG；赖氨酸的是；赖氨酸的是AAAAAA、AAGAAG；甘氨酸的是；甘氨酸的是GGUGGU、GGCGGC、GGAGGA、GGGGGG。）。）2）该基因由于一个碱基被置换

19、而发生突变，所合）该基因由于一个碱基被置换而发生突变，所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为成的多肽的氨基酸排列顺序成为“脯氨酸脯氨酸谷谷氨酸氨酸甘氨酸甘氨酸赖氨酸赖氨酸”。写出转录出此段多。写出转录出此段多DNA单链的碱基排列顺序：单链的碱基排列顺序：_。GGACTTCCCTTC3 3、原核生物中某一个基因的编码区起始端插、原核生物中某一个基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种变化，有可能对它编码的蛋白质生下列哪种变化，有可能对它编码的蛋白质结构影响最小（结构影响最小（ ）A A、置换单个碱基对、置换单个碱基对 B B、增加、增加4 4个碱基对个碱基对 C C、缺失、缺失3 3个碱基对个碱基对 D D、缺失、缺失4 4个碱基对个碱基对D