高中生物必修二《基因指导蛋白质的合成》课件.ppt

1、遗传信息是怎样遗传信息是怎样从细胞核传到核糖体，从细胞核传到核糖体，从而控制着蛋白质的从而控制着蛋白质的合成的？合成的？细胞核核糖体基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成主要在细胞核主要在细胞核在细胞质进行在细胞质进行通过通过RNARNARNA充当了两者之间的信使的。充当了两者之间的信使的。1.1.DNADNA及及RNARNA的区别的区别脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖脱氧核糖A A、T T、G G、C C双链双链核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖A A、U U、G G、C C单链单链2、为什么、为什么RNA适于作为适于作为DNA的信使？的信使？RNARNA也是由基本单位核苷酸来组成的，是由也是由基本

2、单位核苷酸来组成的，是由核糖、磷酸、含核糖、磷酸、含氮碱基：氮碱基：A、G、C、U共同组成的，也能够共同组成的，也能够储存遗传信息。储存遗传信息。RNA一般是一般是单链单链，而且比，而且比DNA短，因此能够通过核孔，短，因此能够通过核孔，从细胞核从细胞核转移转移到细胞质中。到细胞质中。在在RNA和和DNA的关系中，也遵循的关系中，也遵循“碱基互补配对原碱基互补配对原则则”A=U，G=C。3、RNA的种类的种类核糖体核糖体 RNA(rRNA)RNA(rRNA)转运转运 RNA(tRNA)RNA(tRNA)将将DNA的遗传信息转录下来，以遗传密码的的遗传信息转录下来，以遗传密码的形式传递至细胞质的

3、核糖体上，成为蛋白质合形式传递至细胞质的核糖体上，成为蛋白质合成的模板。成的模板。氨基酸的运载工具。氨基酸的运载工具。（一种转运（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)RNA(mRNA)一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录 RNA聚合酶聚合酶转录的过程转录的过程 解旋解旋TCATG T TT AAG T AC A A A T DNADNA（基因）的平面结构图（基因）的平面结构图AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU转录的模板与原料转录的模板与原料AG T AC A A A T AGCUGA

4、CGGUUURNA 聚合酶聚合酶转录的酶转录的酶AG T AC A A A T AGCGACGGUUUU转录遵循的原则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

5、CAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CmRNATCATG T TT AAG T AC A A A T AG T AC A A A T GU UAU UA U CmRNA模板链模板链非模板链非模板链模板链模板链（1）转录的定义：）转录的定义：？（2）转录的场所：）转录的场所：？（3）转录的模板：）转录的模板：？（4）转录的原料：）转录的原料：？（5）转录的条件：）转录的条件：？（6）转录时的碱基配对：）转录时的碱基配对：？（7）转录的产物：）转录的产物：？在细胞核中，以在细胞核中，以DNA的的一条链一条链为模板合成为模板合成mRNA的的过程。细胞核细胞核。DNA分子

6、的一条链分子的一条链。四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸。模板、原料、模板、原料、ATP（能量）、酶。（能量）、酶。A T C GDNA RNA U A G CmRNA。按照碱基配对原则，按照碱基配对原则，1 1、写出以、写出以b b链为模板转录形成的链为模板转录形成的mRNAmRNA碱基序列，碱基序列，2 2、写出、写出b b链对应的链对应的a a链的碱基序列。链的碱基序列。DNA双链双链片段片段a链链b链链C G A A C C T C A C G C信使信使RNAG C T T G G A G T G C GG C U U G G A G U G C G转录与转录与DNA分子复制的区别分子复制

7、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

8、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AG T AC A A A T UCAUG A 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UCAUG A UUAmRNA问题情境 转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质，那么mRNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸酸的种类数目和排列顺序呢？mRNA如何将遗传信息翻译成蛋白质。UCAUG A UUAmRNA二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译1、定义：定义：在细在细胞质的核糖体上胞质的核糖体上,以游离在细胞质以游离在细胞质中的各种

9、氨基酸中的各种氨基酸原料，以原料，以mRNA为模板为模板合成具有合成具有一定氨基酸一定氨基酸顺序顺序的蛋白质的过程。的蛋白质的过程。RNA RNA 蛋白质蛋白质A U C G碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？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种：种：411，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16种：种：4216，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64种：种：4364，足足有余足足有余 密码子密码子UCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 2

10、、遗传密码：遗传密码：遗传学上把遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基排列顺序，中决定氨基酸的不同碱基排列顺序，叫做叫做“遗传密码遗传密码”。把其中决定一个氨基酸的。把其中决定一个氨基酸的相邻的三个相邻的三个碱基碱基成为密码子。成为密码子。遗传密码的特性：遗传密码的特性：2 2、共共6464个遗传密码，个遗传密码，其中有其中有3 3个终止密个终止密码码，没有对应的氨，没有对应的氨基酸。基酸。能决定氨基能决定氨基酸的遗传密码子只酸的遗传密码子只有有6161个个。3 3、通用性、通用性：地球上：地球上几乎所有的生物共几乎所有的生物共用一套密码子表。用一套密码子表。1 1、简并性、简并性：一种氨基

11、酸有两种以上的密码子的情况：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。mRNAC CA AC CG GU UG G A A U UU UA A U U A A A AU UA AC CU UA AAUG GUGUAA UAG UGA甲硫氨酸甲硫氨酸终止密码子终止密码子缬氨酸缬氨酸 起始密码子起始密码子编码氨基酸的密码子有编码氨基酸的密码子有6161种种氨基酸氨基酸氨基酸 氨基酸问题：mRNA进入细胞质后与核糖体结合，合成生产蛋白质的“生产线”，那么游离在细胞之中的氨基酸是如何运到合成蛋白质

12、的“生产线”上的呢？ACGUG A UUA异亮氨酸甲硫氨酸谷氨酸亮氨酸tRNA“搬运工搬运工”1、细胞中的、细胞中的tRNA有多少种？有多少种？61种种2、tRNA和氨基酸转运有何对应关系？和氨基酸转运有何对应关系？每种每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。只能识别并转运一种氨基酸。每种氨基酸可由一种或几种每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。转运。反密码子与mRNA上的密码子碱基互补配对专一性：UA C甲硫氨酸甲硫氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨 核糖体核糖体mRNA mRNA 与核糖体结合与核糖体结合.UACGUG A UUAG AU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨

13、 tRNA tRNA 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 UUAG AUU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 tRNA tRNA 将氨基酸转运到将氨基酸转运到 mRNAmRNA上的上的 相应位置相应位置.ACGUG A UUAG AUACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 两个氨基酸分子脱水缩合两个氨基酸分子脱水缩合缩合缩合ACGUG A UUAG AUACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天门冬天门冬酰

14、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.ACGUG A UUAG AUACGUG A UUA甲硫氨甲硫氨酸酸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ACGUG A UUAG AU甲硫氨甲硫氨酸酸CU A 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，再去转运新的氨基酸ACGUG A UUAG AU 甲硫氨甲硫氨酸酸 天门冬天门冬酰氨酰氨

15、异亮氨酸异亮氨酸以以mRNAmRNA为模板形成了有一定氨基为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质酸顺序的蛋白质 .ACGUG A UUAG AU一个一个mRNA分子同时结合多个核糖体分子同时结合多个核糖体意义：少量的少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质分子就可以迅速合成出大量的蛋白质2.翻译的场所：3.翻译时的模板：4.翻译的原料：5.肽链由各相邻的氨基酸通过 连接形成。6.翻译的条件:7.翻译时的碱基配对：8.产物:肽键 A U C GmRNA t RNA U A G C 细胞质的核糖体细胞质的核糖体mRNAmRNA游离的氨基酸游离的氨基酸模板、原料、能量、酶、工具模板、原料、能量、

16、酶、工具蛋白质(肽链)1.翻译的概念：阶段阶段项目项目转录（有解旋转录（有解旋）翻译（无解旋）翻译（无解旋）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，以在细胞核中，以DNADNA的的一条链为模板一条链为模板合成合成mRNAmRNA的过程。的过程。以以信使信使RNARNA为模板，合为模板，合成具有一定氨基酸顺序成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程的蛋白质的过程细胞核细胞核细胞质的细胞质的核糖体核糖体DNADNA的一条链的一条链信使信使RNARNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸氨基酸氨基酸信

17、使信使RNARNA一定氨基酸排列顺序的多肽一定氨基酸排列顺序的多肽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GAGUC A UGCmRNA转转 录录AGAGTCTG CT C CC AG A G T DNA翻翻 译译蛋白质蛋白质缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸精氨酸精氨酸总结：基因指导蛋白质的合成总结：基因指导蛋白质的合成复制复制转录转录翻译翻译时间时间分裂间期生长发育的整个过程场所场所细胞核细胞核核糖体模板模板DNA两条母链DNA的一条链mRNA原料原料 游离脱氧核苷酸4种 游离核糖核苷酸4种氨基酸约20种条件条件模板、原料、能量、酶模板、原料、能量、酶模板、原料、能量、酶配对

18、A-T、T-AA-U、T-AA-U、U-A产物产物两个相同的DNA一个mRNA多肽蛋白质信息信息传递传递DNA DNADNA RNARNA蛋白质蛋白质DNARNA蛋白质转录翻译复制遗传信息表达的相关计算遗传信息表达的相关计算DNARNA多肽链多肽链6n 个碱基个碱基3n 个碱基个碱基 n 个氨基酸个氨基酸转录转录翻译翻译某生物的一个体细胞中有某生物的一个体细胞中有50个个DNA分子，其中某个分子，其中某个DNA分子分子含有含有3 000个碱基。由该个碱基。由该DNA分子控制合成的蛋白质分子中分子控制合成的蛋白质分子中最多有最多有_个氨基酸。个氨基酸。500遗传信息表达的相关计算遗传信息表达的相关计算DNARNA多肽链多肽链6n 个碱基个碱基3n 个碱基个碱基 n 个氨基酸个氨基酸转录转录翻译翻译已知某蛋白质分子由两条肽链组成，含有已知某蛋白质分子由两条肽链组成，含有31个肽键。则控个肽键。则控制该蛋白质合成的制该蛋白质合成的DNA片段中至少含有片段中至少含有_个碱基对。个碱基对。在翻译阶段至少需要在翻译阶段至少需要_个个tRNA分子。分子。9933