生物必修基因指导蛋白质的合成ppt (2).ppt

生物必修基因指导蛋白质的合成PPT课件现在学习的是第1页，共49页DNADNA分子是怎样控制遗传性状的？分子是怎样控制遗传性状的？现代遗传学认为：现代遗传学认为：生物的性状是由生物的性状是由 控制的控制的性状是由性状是由 物质体现的物质体现的基因基因蛋白质蛋白质DNA（基因）（基因）蛋白质（性状）蛋白质（性状）？现在学习的是第2页，共49页问题一：在现实生活中，我们能不能像电影问题一：在现实生活中，我们能不能像电影侏罗纪公园侏罗纪公园中描述的那样，利用中描述的那样，利用恐龙的恐龙的DNA，使恐龙复活呢？，使恐龙复活呢？问题二：如果能利用恐龙的问题二：如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？电电影影侏侏罗罗纪纪公公园园片片段段现在学习的是第3页，共49页基因基因蛋白质的合成蛋白质的合成指导指导_指导蛋白质的合成指导蛋白质的合成基因是有基因是有_的的_片段；片段；DNA DNA 主要存在于主要存在于_中，而蛋白质的合成是在中，而蛋白质的合成是在_中进行的。中进行的。细胞核中的细胞核中的DNADNA如何指导细胞质中的蛋白质的合成如何指导细胞质中的蛋白质的合成基因基因遗传效应遗传效应DNADNA细胞核细胞核细胞质细胞质以以_为媒介为媒介RNARNA现在学习的是第4页，共49页基因如何指导蛋白质的合成遗传信息的转录遗传信息的转录遗传信息的翻译遗传信息的翻译现在学习的是第5页，共49页问题：问题：DNADNA主要存主要存在细胞核中，而蛋在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞白质合成是在细胞质中进行的，两者质中进行的，两者如何联系起来的呢如何联系起来的呢？一一 遗传信息的转录遗传信息的转录现在学习的是第6页，共49页(一一)RNARNA的结构、分类和作用的结构、分类和作用当细胞中只有当细胞中只有RNA时，它是遗传物质；当细胞中含时，它是遗传物质；当细胞中含有有DNA时，时，RNA主要是负责主要是负责DNA遗传信息的翻译和遗传信息的翻译和转录。转录。DNARNA脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖现在学习的是第7页，共49页比较RNA与DNA结构的不同 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双链结构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现在学习的是第8页，共49页RNARNA的种类的种类信使信使 RNA(mRNA)RNA(mRNA)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核糖体上，成为蛋白质形式传递至细胞质的核糖体上，成为蛋白质合成的模板。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只能识别只能识别和转运一种氨基酸。和转运一种氨基酸。核糖体的组成部分核糖体的组成部分现在学习的是第9页，共49页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一样能储存一样能储存遗传信息。遗传信息。RNA一般为一般为单链单链，比，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。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mRNA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？现在学习的是第10页，共49页 (二二)转录的具体过程转录的具体过程问题问题2：DNA的的遗传信息是怎样传遗传信息是怎样传给给mRNA的呢？的呢？现在学习的是第11页，共49页(一一)转录转录在在_内，以内，以DNADNA的的_为为_，按照按照_的原则合成的原则合成_的过程。的过程。细胞核细胞核一条链一条链模板模板碱基互补配对碱基互补配对RNARNA现在学习的是第12页，共49页DNA(DNA(基因基因)蛋白质蛋白质RNARNA转录转录翻译翻译基基因因指指导导蛋蛋白白质质合合成成的的过过程程现在学习的是第13页，共49页（1 1）DNADNA的两条链都能转录吗？的两条链都能转录吗？（2 2）DNADNA链完全解开吗？链完全解开吗？（3 3）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊 情况？情况？A AU U、T TA A、G GC C、C CG G思考思考:转录与转录与DNADNA复制有什么异同点复制有什么异同点?现在学习的是第14页，共49页（）转录的定义：（）转录的定义：（）转录的场所：（）转录的场所：（）转录的模板：（）转录的模板：（）转录的原料：（）转录的原料：（）转录的条件：（）转录的条件：（）转录时的碱基配对（）转录时的碱基配对:（7 7）转录的结果：）转录的结果：在细胞核中以在细胞核中以DNA的一条链为模板的一条链为模板,按碱按碱基互补配对原则原则，合成基互补配对原则原则，合成mRNA的的过程过程细胞核细胞核DNA的一条链的一条链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶和需要酶和ATP碱基互补配对原则碱基互补配对原则（A=U，G=C）mRNA现在学习的是第15页，共49页转录与转录与DNA分子复制的区别分子复制的区别 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TA、GCAU、CG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，使遗传信息复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代从亲代传给子代传递遗传信息，为翻传递遗传信息，为翻译做准备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、酶现在学习的是第16页，共49页巩固练习巩固练习2、构成人体的核酸有两种、构成人体的核酸有两种,构成核酸的基本单位构成核酸的基本单位-核苷酸有多少种核苷酸有多少种?碱基有多少种碱基有多少种?()A.2种种 4种种 B.4种种 4种种 C.5种种 5种种 D.8种种 5种种3、下列哪一组物质是、下列哪一组物质是RNA的组成成分的组成成分()A.脱氧核糖核酸和磷酸脱氧核糖核酸和磷酸 B.脱氧核糖脱氧核糖碱基碱基和磷酸和磷酸 C.核糖核糖碱基碱基和磷酸和磷酸 D.核糖核糖嘧啶嘧啶和核酸和核酸DC1、DNA的复制和转录有何异同之处？的复制和转录有何异同之处？现在学习的是第17页，共49页3 DNA 分子的解旋发生在分子的解旋发生在 _过程中过程中()A 复制复制 B 转录转录 C 翻译翻译 D 复制和转录复制和转录4 一个一个DNA 分子转录出多少种多少个分子转录出多少种多少个mRN A ()A一一 种一个种一个 B一一 种多个种多个 C多多 种多个种多个 D 无数种无数个无数种无数个DC现在学习的是第18页，共49页类别类别项目项目复制复制转录转录场所场所解旋解旋模板模板原料原料酶酶能量能量碱基碱基配对配对产物产物细胞核细胞核只解有遗传效应的片段只解有遗传效应的片段只有只有DNA的一条链的一条链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸DNA解旋酶、解旋酶、RNA聚合酶聚合酶ATPA-UG-CT-AC-GmRNA细胞核细胞核完全解旋完全解旋DNA的两条链的两条链四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶ATPA-TC-GT-AG-C子代子代DNA现在学习的是第19页，共49页DNA(DNA(基因基因)蛋白质蛋白质RNARNA转录转录翻译翻译基基因因指指导导蛋蛋白白质质合合成成的的过过程程现在学习的是第20页，共49页 转录得到的转录得到的RNARNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，那么，RNARNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？的种类、数量和排列顺序呢？mRNAmRNA如何将信息翻译成蛋白质？如何将信息翻译成蛋白质？mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程翻译。二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译现在学习的是第21页，共49页 遗传学上把以遗传学上把以信使信使RNARNA为模板，合成具有为模板，合成具有一定一定氨基酸顺序氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做的蛋白质的过程叫做翻译翻译。碱基与氨基酸之间的对应关系碱基与氨基酸之间的对应关系DNADNA和和RNARNA都只含有都只含有4 4种碱基，而组成生物体种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有蛋白质的氨基酸有2020种。这种。这4 4种碱基是怎样决种碱基是怎样决定蛋白质的定蛋白质的2020种氨基酸的？种氨基酸的？翻译翻译:现在学习的是第22页，共49页4种碱基只能决定种碱基只能决定4种氨基酸，种氨基酸，4 41 1=4=4。二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种，种，42=16。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 3=64=64，足够有余。，足够有余。如果一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白如果一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的质的2020种氨基酸？种氨基酸？如果如果2 2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸，个氨基酸，4 4种碱基能决定多少种氨基酸种碱基能决定多少种氨基酸现在学习的是第23页，共49页密码子密码子密码子密码子密码子密码子UCAUG A UUAmRNA 密码子：密码子：mRNAmRNA上决定氨基酸的三个相邻上决定氨基酸的三个相邻 的碱基。的碱基。密码子密码子 现在学习的是第24页，共49页现在学习的是第25页，共49页v遗传密码的实质：遗传密码的实质：mRNA mRNA上核苷酸序列上核苷酸序列v遗传密码的作用：遗传密码的作用：直接控制蛋白质上氨基酸序列直接控制蛋白质上氨基酸序列v遗传密码的分类：遗传密码的分类：起始密码、终止密码、其它密码起始密码、终止密码、其它密码v遗传密码的特性：遗传密码的特性：v1、有、有3个终止密码，没有对应的氨基酸，所以，在个终止密码，没有对应的氨基酸，所以，在64个个遗传密码中，能决定氨基酸的遗传密码子只有遗传密码中，能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。个。v2、通用性：地球上、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。几乎所有的生物共用一套密码子表。v3、简并性（对应关系）：、简并性（对应关系）：20种氨基酸，种氨基酸，61种密码子，一种密码子，一种密码子决定一种氨基酸，而一种氨基酸可由多种密码种密码子决定一种氨基酸，而一种氨基酸可由多种密码子来决定。一种氨基酸有两种以上的密码子的情况子来决定。一种氨基酸有两种以上的密码子的情况。在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。改变。问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？现在学习的是第26页，共49页基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系的计算v关关键键是是碱碱基基互互补补配配对对原原则则，同同时时注注意意RNARNA与与DNADNA中有一个嘧啶不同。中有一个嘧啶不同。v（1 1）转转录录形形成成的的m mRNARNA分分子子中中碱碱基基数数目目是是DNADNA基基因中碱基数目的因中碱基数目的1/21/2。v（2 2）翻翻译译过过程程中中，m mRNARNA中中每每三三个个碱碱基基决决定定一一个个氨氨基基酸酸，所所以以经经翻翻译译合合成成的的蛋蛋白白质质分分子子中中的的氨基酸数目是氨基酸数目是m mRNARNA碱基数目碱基数目1/3 1/3。v（3）DNADNA碱碱基基数数目目：RNA分分子子中中的的碱碱基基数数目目：蛋白质分子中氨基酸的数之比为蛋白质分子中氨基酸的数之比为6：3：1。现在学习的是第27页，共49页在在tRNAtRNA上与上与mRNAmRNA的的密码子密码子互补配对的互补配对的3 3个碱基叫个碱基叫反密码子反密码子搬运工搬运工-转运转运RNA（tRNA）1种种转运转运RNA（tRNA）只能识别并转运）只能识别并转运1 1种氨基酸。种氨基酸。tRNA的种类：的种类：61种（因为种（因为决定氨基酸的密码子有决定氨基酸的密码子有6161种）种）现在学习的是第28页，共49页UCAUG A UUAmRNA细胞质细胞质细胞质中的细胞质中的mRNAmRNA现在学习的是第30页，共49页A U G G AUA U CmRNAmRNA？甲硫氨酸CUA反密码子核糖体现在学习的是第31页，共49页核糖体核糖体UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨A A U 亮氨酸亮氨酸现在学习的是第32页，共49页UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨现在学习的是第33页，共49页UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸现在学习的是第34页，共49页UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸缩合缩合现在学习的是第35页，共49页UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天冬氨天冬氨酸酸AUG 异亮氨酸异亮氨酸现在学习的是第36页，共49页UCAUG A UUA 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸现在学习的是第37页，共49页UCAUG A UUA 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸现在学习的是第38页，共49页UCAUG A UUA 亮氨酸亮氨酸 天门冬天门冬酰氨酰氨 异亮氨酸异亮氨酸现在学习的是第39页，共49页DNA(DNA(基因基因)蛋白质蛋白质RNARNA转录转录翻译翻译基基因因指指导导蛋蛋白白质质合合成成的的过过程程现在学习的是第40页，共49页翻译的具体过程：翻译的具体过程：1.翻译的场所：2.翻译时的模板：3.翻译的原料：4.翻译的条件:5.翻译的工具:6.翻译的产物:核糖体核糖体mRNAmRNA游离的氨基酸游离的氨基酸tRNAtRNA肽链肽链酶酶，ATP、模板、原料、模板、原料现在学习的是第41页，共49页2.2.地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事实地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事实 说明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生说明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一。物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一。3.从密码的简并性我们能认识到；如果密码子中的一个从密码的简并性我们能认识到；如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也有碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也有可能蛋白质氨基酸的种类不发生变化（可能蛋白质氨基酸的种类不发生变化（GAUGAC都决都决定天冬氨酸），这就保证了生物遗传的相对稳定性，又定天冬氨酸），这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化使生物出现变异，从而促进生物的发展进化。现在学习的是第42页，共49页从基因的表达过程可以看出：从基因的表达过程可以看出：DNADNA（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使了信使RNARNA中中 的排列顺序，进而决定的排列顺序，进而决定 的排的排列顺序，最终决定了列顺序，最终决定了 的结构的结构和功能特异性。和功能特异性。核糖核苷酸核糖核苷酸/密码子密码子氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质现在学习的是第44页，共49页阶段阶段项目项目转录转录翻译翻译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的一条链的一条链为模板合成为模板合成mRNAmRNA的过程。的过程。以信使以信使RNARNA为模板，合成具有一定为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程氨基酸顺序的蛋白质的过程细胞核细胞核细胞质的核糖体细胞质的核糖体DNADNA的一条链的一条链信使信使RNARNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质含含A A、U U、C C、G G的的4 4种核糖种核糖核苷酸核苷酸合成蛋白质的合成蛋白质的2020种氨基酸种氨基酸信使信使RNARNA有一定氨基酸排列顺序的多肽，进有一定氨基酸排列顺序的多肽，进一步加工为蛋白质一步加工为蛋白质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现在学习的是第45页，共49页时间时间场所场所模板模板原料原料条件条件产物产物模板去向模板去向特点特点碱基配对碱基配对遗传信息传递遗传信息传递意义意义复制复制转录转录翻译翻译个体生长发育的整个过程个体生长发育的整个过程细胞质的核糖体细胞质的核糖体DNADNA的一条链的一条链 mRNA mRNA4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸2020种氨基酸种氨基酸多肽链多肽链细胞分裂（有丝分裂和减数细胞分裂（有丝分裂和减数第一次分裂）的间期第一次分裂）的间期主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核DNADNA的两条链的两条链4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸酶（酶（DNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合聚合酶等）、酶等）、ATPATP酶（酶（RNARNA聚合酶等）、聚合酶等）、ATPATP酶、酶、ATPATP、tRNAtRNA2 2 个双链个双链DNADNA一个单链一个单链RNARNA（3 3种）种）分别进入分别进入2 2个子代个子代DNADNA分子分子恢复原样，与非模板链重恢复原样，与非模板链重新绕成双螺旋结构新绕成双螺旋结构分解成单个核苷酸分解成单个核苷酸半保留，边解旋边复制半保留，边解旋边复制边解旋边转录边解旋边转录一个一个 mRNA mRNA 上结合多个核糖上结合多个核糖体，顺次合成体，顺次合成 多条肽链多条肽链A-TA-T、T-AT-A、C-GC-G、G-CG-CA-UA-U、U-AU-A、C-GC-G、G-CG-CA-UA-U、T-AT-A、C-GC-G、G-CG-CDANDAN mRNA mRNADANDANDANDAN mRNA mRNA蛋白质蛋白质使遗传信息从亲代传给子代使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息，使生物表现出各种性状表达遗传信息，使生物表现出各种性状五、五、DNADNA分子的复制、转录、翻译的比较分子的复制、转录、翻译的比较现在学习的是第46页，共49页基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系的计算v关关键键是是碱碱基基互互补补配配对对原原则则，同同时时注注意意RNARNA与与DNADNA中有一个嘧啶不同。中有一个嘧啶不同。v（1 1）转转录录形形成成的的RNARNA分分子子中中碱碱基基数数目目是是基基因因中中碱碱基基数数目目的的1/21/2。基基因因模模板板上上的的A+TA+T与与RNARNA分分子子中的中的U+AU+A相等。相等。v（2 2）翻翻译译过过程程中中，信信使使RNARNA中中每每三三个个碱碱基基决决定定一一个个氨氨基基酸酸，所所以以经经翻翻译译合合成成的的蛋蛋白白质质分分子子中中的氨基酸数目是信使的氨基酸数目是信使RNARNA碱基数目碱基数目1/3 1/3。v（3）基基因因中中碱碱基基数数目目：RNA分分子子中中的的碱碱基基数数目目：蛋蛋白白质质分分子子中中氨氨基基酸酸的的数数之之比比为为6：3：1。现在学习的是第47页，共49页DNA双双链链 T T信使信使RNA U转运转运RNA G 氨基酸氨基酸AAACUAGC组氨酸组氨酸现在学习的是第48页，共49页1.翻译的起始码有:个，终止码有:个2.决定氨基酸的密码子 种。3.翻译时的碱基配对：4.肽链由各相邻的氨基酸通过 连接形成。5.翻译的条件：3 3 6161肽键肽键2 2AUCGmRNAtRNA酶酶，ATP、模板、原料、模板、原料UAGC现在学习的是第49页，共49页