基因指导蛋白质合成 高二生物课件教案 人教版.ppt

1、头发颜色头发颜色有无耳垂有无耳垂血型血型控制生物性状控制生物性状在染色体上在染色体上呈线性排列呈线性排列问：基因怎样控制生物性状呢？问：基因怎样控制生物性状呢？有遗传效应有遗传效应的的DNA片段片段基因基因通过通过指导指导蛋白质蛋白质的的合成合成来来控制控制性状！性状！蛋白质是生命活动的蛋白质是生命活动的体现体现者和者和承担承担者者 DNA主要存在细胞核中，而蛋白质合成是在主要存在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来的呢？细胞质中进行的，两者如何联系起来的呢？RNA。第第1 1节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成 DNARNA组成元素组成元素C C、H H、O

2、O、N N、P P基本单位基本单位 脱氧核苷酸（脱氧核苷酸（4 4种）种）核糖核苷酸（核糖核苷酸（4 4种）种）化学组成化学组成一分子磷酸一分子磷酸脱氧核糖脱氧核糖A A、T T、C C、G G一分子磷酸一分子磷酸核糖核糖A A、U U、C C、G G结构结构规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构一般单链结构一般单链结构功能功能 编码复制遗传信编码复制遗传信息息,控制蛋白质合控制蛋白质合成成 传递遗传信息，并传递遗传信息，并通过蛋白质表达出来通过蛋白质表达出来分布分布 细胞核的染色体细胞核的染色体,线粒体线粒体,叶绿体叶绿体 细胞质的核糖体细胞质的核糖体RNA的种类的种类 将将DNA的遗传信息转录下

3、来，以遗传密码的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，成为蛋白质合成形式传递至细胞质的核糖体上，成为蛋白质合成的模板。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只能识只能识别和转运一种氨基酸）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。信使信使 RNA(mRNA)转运转运 RNA(tRNA)核糖体核糖体 RNA(rRNA)核糖体核糖体RNARNA（rRNA）：与蛋白质构成核糖体。与蛋白质构成核糖体。信使信使RNARNA（mRNA）：遗传信息传递的媒介。遗传信息传递的媒介。转运转运RNA(RNA(tRNA)：转运氨基酸的工具。转运氨基

4、酸的工具。基因基因蛋白质的合成蛋白质的合成转录转录 翻译翻译以以RNARNA为媒介为媒介主要在主要在细胞核细胞核在在细胞细胞质质进行进行一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录1.转录的定义转录的定义2.转录的过程转录的过程GGTCGGCA ACC A GC CG T T DNADNA的平面结构图的平面结构图DNA解旋：解旋：CC A GC C G T T AGCGGACGGUUU游离的核糖核苷酸随机与游离的核糖核苷酸随机与DNA的碱基碰撞，当核糖的碱基碰撞，当核糖核苷酸与核苷酸与DNA上的碱基互补时，两者以氢键结合。上的碱基互补时，两者以氢键结合。CC A GC C G T T ACCGGACG

5、GUUUDNA与与RNA的碱基互补配对原则：的碱基互补配对原则：AU；TC；CG；TACC A GC C GT T AGCGACGGUUG C组成组成RNARNA的核糖核苷酸一个个连接起来的核糖核苷酸一个个连接起来连接酶连接酶AGCGACGGUUCGCC A GC C GT T CC A GC C GT T GCGACGGUUG C UAGCGACGCGGG C UACC A GC C GT T GCGACGGG C UG CACC A GC C GT T GCGACGGG C UG C ACC A GC C GT T GGGCGGG C UG C A ACC A GC C GT T GGCG

6、GCC A GC C GT T GG C UG C A AGGCG形成的形成的mRNAmRNA链，链，DNADNA上的遗传信息就传上的遗传信息就传mRNAmRNA上上GCC A GC C GT T GG C UG C A ACCA GC C G T T GGUCG G CAAmRNADNAmRNAmRNA在细胞核中合成在细胞核中合成GGUCG G CAAmRNACC A GC C G T T mRNAmRNA通过核孔进入细胞质通过核孔进入细胞质到此为止转录过程结束到此为止转录过程结束转录的结果：转录的结果：转录的场所：转录的场所：主要在主要在细胞核细胞核形成一条形成一条mRNA遗传信息的转录遗

7、传信息的转录转录的条件转录的条件四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸(A、G、C、U）原料原料：能量：能量：ATP酶：酶：解旋酶解旋酶、RNA聚合酶聚合酶模板：模板：DNA的一条链的一条链 转录与复制的比较：转录与复制的比较：复制复制转录转录场所场所解旋解旋模板模板酶酶能量能量原则原则原料原料产物产物细细 胞胞 核核完全完全解旋解旋只解有只解有遗传效应遗传效应的片段的片段亲代亲代DNA的的两条两条链链 均为模板均为模板DNA的的一条一条链（信息链）链（信息链）某某片段片段为模板为模板解旋酶、聚合酶等解旋酶、聚合酶等ATPAT GC AU GC 四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种核苷酸四种核苷酸两个子代两

8、个子代DNA信息信息RNA、转运、转运RNA 翻译：是指以翻译：是指以mRNA为模板，按照碱基互为模板，按照碱基互补配对原则，合成特定蛋白质的过程。补配对原则，合成特定蛋白质的过程。二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译mRNA：蛋白质：蛋白质：决定决定决定决定决定决定?种?种4种20种4种碱基如何决定蛋白质的种碱基如何决定蛋白质的20种氨基酸呢？种氨基酸呢？思考思考 如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，种，即即4 41 1=4=4 如果如果3 3个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就可决定个氨基酸就可决定_种，种，即即4 43 3=64=64 如果如

9、果2 2个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，种，即即4 42 2=16=164 416166464 实验验证：实验验证：19611961年英国的克里克和同事用实年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由验证明一个氨基酸是由mRNA的的3个碱基决定，即个碱基决定，即三联体密码子。三联体密码子。密码子：密码子：mRNAmRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。碱基。密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子UCAUG A UUAmRNAUCAGUUUU苯丙氨酸苯丙氨酸UUC苯丙氨酸苯丙氨酸UUA亮氨酸亮氨酸UUG亮氨酸亮氨酸UCU丝氨酸丝

10、氨酸UCC丝氨酸丝氨酸UCA丝氨酸丝氨酸UCG丝氨酸丝氨酸UAU酪氨酸酪氨酸UAC酪氨酸酪氨酸UAA终止信号终止信号UAG终止信号终止信号UGU半光氨酸半光氨酸UGC半光氨酸半光氨酸UGA终止信号终止信号UGG色氨酸色氨酸UCAGCCUU亮氨酸亮氨酸CUC亮氨酸亮氨酸CUA亮氨酸亮氨酸CUG亮氨酸亮氨酸CCU脯氨酸脯氨酸CCC脯氨酸脯氨酸CCA脯氨酸脯氨酸CCG脯氨酸脯氨酸CAU组氨酸组氨酸CAC组氨酸组氨酸CAA谷氨酰胺谷氨酰胺CAG谷氨酰胺谷氨酰胺CGU精氨酸精氨酸CGC精氨酸精氨酸CGA精氨酸精氨酸CGG精氨酸精氨酸UCAGA AUU异亮氨酸异亮氨酸AUC异亮氨酸异亮氨酸AUA异亮氨酸异

11、亮氨酸AUG甲硫氨酸甲硫氨酸(起始密码起始密码)ACU苏氨酸苏氨酸ACC苏氨酸苏氨酸ACA苏氨酸苏氨酸ACG苏氨酸苏氨酸AAU天冬酰胺天冬酰胺AAC天冬酰胺天冬酰胺AAA赖氨酸赖氨酸AAG赖氨酸赖氨酸AGU丝氨酸丝氨酸AGC丝氨酸丝氨酸AGA精氨酸精氨酸AGG精氨酸精氨酸UCAGGGUU缬氨酸缬氨酸GUC缬氨酸缬氨酸GUA缬氨酸缬氨酸GUG起始密码起始密码GCU丙氨酸丙氨酸GCC丙氨酸丙氨酸GCA丙氨酸丙氨酸GCG丙氨酸丙氨酸GAU天冬氨酸天冬氨酸GAC天冬氨酸天冬氨酸GAA谷氨酸谷氨酸GAG谷氨酸谷氨酸GGU甘氨酸甘氨酸GGC甘氨酸甘氨酸GGA甘氨酸甘氨酸GGG甘氨酸甘氨酸UCAG20种氨基

12、酸的遗传密码子表种氨基酸的遗传密码子表1 1、有、有6464个密码子，只有个密码子，只有6161个为决定氨基酸的个为决定氨基酸的密码子密码子，3 3个为个为终止密码终止密码；2 2、密码子、密码子AUG既是既是甲硫氨酸甲硫氨酸的密码子，又是的密码子，又是起始密码起始密码3 3、每个氨基酸可以有一个或多个的密码子；、每个氨基酸可以有一个或多个的密码子；4 4、在生物界，从病毒到人类的所有生物共用一套密码、在生物界，从病毒到人类的所有生物共用一套密码 子，说明生物彼此之间子，说明生物彼此之间亲缘亲缘关系。关系。遗传密码的特点遗传密码的特点细胞核细胞核核糖体核糖体细胞质细胞质DNAmRNA氨基酸氨基

13、酸 由谁来完成由谁来完成运送氨基酸运送氨基酸?转运转运RNA（tRNA）的结构和功能）的结构和功能：U AU反密码子反密码子氨基酸氨基酸mRNAU GC A U A CCGA U三个碱基三个碱基识别识别：碱基：碱基 互补配对互补配对 反密码子与密码子相互配反密码子与密码子相互配对对,转运的氨基酸由配对的密码转运的氨基酸由配对的密码子决定。子决定。每种每种tRNA只能识别并转运一种特定的氨只能识别并转运一种特定的氨基酸基酸!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。tRNA“搬运工搬运工”AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨反密码子反密码子ACGUG A UU

14、AU A C甲硫甲硫氨氨酸酸AC U天门天门冬酰冬酰氨氨 核糖体核糖体mRNAmRNA进入细胞质，进入细胞质，与核糖体结合与核糖体结合。翻译过程翻译过程ACGUG A UUAUA C甲硫甲硫氨酸氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨tRNAtRNA上的反密码子与上的反密码子与 mRNAmRNA上的密码子互补配对上的密码子互补配对。ACGUG A UUAU A C甲硫甲硫氨酸氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG异亮氨酸异亮氨酸tRNAtRNA将氨基酸转运到将氨基酸转运到mRNAmRNA上的相应位置上的相应位置。ACGUG A UUAU A C甲硫甲硫氨酸氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG异

15、亮氨酸异亮氨酸 两个氨基酸分子缩合两个氨基酸分子缩合。缩合缩合ACGUG A UUAU A C甲硫甲硫氨酸氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG异亮氨酸异亮氨酸 核糖体随着核糖体随着mRNAmRNA滑动滑动.另一个另一个tRNAtRNA上的碱基与上的碱基与mRNAmRNA上的密码子配对上的密码子配对。UCAUG A UUA甲硫甲硫氨酸氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸一个个氨基酸分子缩合成链状结构一个个氨基酸分子缩合成链状结构。UCAUG A UUA甲硫甲硫氨酸氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸t tRNARNA离开，再去转运新的氨基酸离开，再

16、去转运新的氨基酸。UCAUG A UUA甲硫甲硫氨酸氨酸 天门冬天门冬酰氨酰氨异亮氨酸异亮氨酸以以mRNAmRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质。核糖体核糖体核糖体核糖体核糖体核糖体 U A U C G T C U G G G A U A CG G CAAUACAGUCACCGGAUmRNA U A C C G T G G A C U G多肽链多肽链核糖体核糖体起始密码起始密码密码子密码子密码子密码子密码子密码子密码子密码子终止密码终止密码对翻译的理解：对翻译的理解：U A CUAG AAUACAGUCACCGGAUmRNA甲硫氨酸甲硫氨酸 U A U

17、 C U G如何结束如何结束起始密码起始密码 U A C密密 码码 子子反密码子反密码子碱基配对碱基配对氨基酸氨基酸决定决定翻译翻译多核糖体多核糖体 翻译的结果：翻译的结果：翻译的场所：翻译的场所：翻译的条件：翻译的条件：遗传信息的翻译遗传信息的翻译细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）蛋白质蛋白质ATP氨基酸氨基酸模板：模板：原料：原料：mRNA能量：能量：酶：酶：氨基酸氨基酸tRNA合成酶、肽酰转氨酶合成酶、肽酰转氨酶 DNADNA转录和翻译的对比转录和翻译的对比对比项目对比项目转录转录翻译翻译场所场所细胞核细胞核细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）模板模板一条母链一条母链mRNAmRNA原料原料核

18、糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸氨基酸产物产物mRNA(1mRNA(1个个)蛋白质（多肽链）蛋白质（多肽链）遵循原则遵循原则碱基互补配对碱基互补配对碱基互补配对碱基互补配对DNA双链双链CTCGA信使信使RNAAU转运转运RNA氨基酸氨基酸亮氨酸亮氨酸根据碱基互补配对原则，完成表格根据碱基互补配对原则，完成表格（假定（假定“转录转录”和和“翻译翻译”是从左向右进行的）。是从左向右进行的）。供选的氨基酸及其密码如下：供选的氨基酸及其密码如下：CUA亮氨酸，亮氨酸，CGA精氨酸，精氨酸，GAU天门冬氨酸天门冬氨酸G A TC U AG A U C AGT AG A TC U A天门冬氨酸天门冬氨酸G C

19、TC G AG C A精氨酸精氨酸结论结论:C G TGCAC A TG C A C TG G TADNA谷氨酸谷氨酸组氨酸组氨酸精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸C G UGGAC A UmRNAtRNA遗传信息遗传信息遗传密码遗传密码氨基酸序列氨基酸序列基因的碱基基因的碱基 信使信使RNARNA的碱基的碱基 氨基酸氨基酸 =6 3 1信息链信息链 基因中碱基数：基因中碱基数：mRNAmRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数中碱基数：蛋白质中氨基酸数6 6 ：3 3：1 1B解析解析：A.46%,54%B.23%,27%C.27%,23%D.46%,27%A.46%,54%B.23%,27%C.27%,23

20、%D.46%,27%(A1 T1)%=(A2+T2)%=(A总+T总)%(G1C1)%=(G2+C2)%=(G总+C总)%=(Am+Um)%=(Gm+Cm)%解析：解析：BA1T1G1C11T2A2C2G22AmUmGmCmmRNA1.一条多肽链上有氨基酸一条多肽链上有氨基酸300个，则作为合成该个，则作为合成该多肽链模板的信使多肽链模板的信使RNA分子和转录信使分子和转录信使RNA的的DNA分子至少要分子至少要 有碱基多少个。（有碱基多少个。（）A.300；600 B.900；1800 C.900；900 D.600；900B2.设控制某含设控制某含a a条肽链的蛋白质合成的基因含条肽链的蛋

21、白质合成的基因含X X个碱基对，氨基酸的平均分子量为个碱基对，氨基酸的平均分子量为Y Y，则该，则该蛋白质的分子量约为（蛋白质的分子量约为（）X X183aA.1833XXYaB.216183XYXaC.163XYXD.B3.下列对转运下列对转运RNARNA的描述，正确的是（的描述，正确的是（）A.每种转运每种转运RNARNA能识别并转运多种氨基酸能识别并转运多种氨基酸 B.每种氨基酸只有一种转运每种氨基酸只有一种转运RNARNA能转运它能转运它 C.转运转运RNARNA能识别信使能识别信使RNARNA上的密码子上的密码子 D.转运转运RNARNA转运氨基酸到细胞核内转运氨基酸到细胞核内C4.

22、组成人体蛋白质的组成人体蛋白质的2020种氨基酸所对应的密码种氨基酸所对应的密码子共有（子共有（）A.4.4个个 B.2020个个 C.6161个个 D.6464个个C5.一种人工合成的信使一种人工合成的信使RNA只含有两种核苷酸只含有两种核苷酸U和和A，其中，其中U的含量是的含量是A的的5倍，这种人工合倍，这种人工合成的信使成的信使RNA理论上最多有多少种可能的密理论上最多有多少种可能的密码子（码子（）A.4种种 B.6种种 C.8种种 D.无法确定无法确定C 6.某条多肽的相对分子质量为某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的，若氨基酸的平均相对分子质量为平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是（则编码该多肽的基因长度至少是（）A.75对碱基对碱基 B.78对碱基对碱基 C.90对碱基对碱基 D.93对碱基对碱基D7.有关蛋白质合成的叙述，错误的是（有关蛋白质合成的叙述，错误的是（）A.终止密码子不编码氨基酸终止密码子不编码氨基酸 B.每种每种tRNA只运转一种氨基酸只运转一种氨基酸C.tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息传信息 D.核糖体可在核糖体可在mRNA上移动上移动C