高一生物-必修二优质课件-基因指导蛋白质的合成优秀PPT.ppt

基 因 限制蛋白质的合成第第 三三 节节黔西二中生物组 刘乔顺基因基因肤色肤色眼皮单双眼皮单双血型血型基因基因有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段控制生物性状控制生物性状在染色体上呈在染色体上呈线性排列线性排列DNA房房祖祖名名成成龙龙基因限制生物性状基因限制生物性状指导指导指导指导合成合成合成合成蛋白质蛋白质体现者体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？DNADNADNADNA主要存在哪里？主要存在哪里？主要存在哪里？主要存在哪里？转录转录：在：在细细胞核中，以胞核中，以DNA的一条的一条链为链为模板，依据碱基互模板，依据碱基互补补配配对对原原则则合成合成RNA的的过过程。（程。（课课文文P58）ACGTG TTT ADNA的平面结构图TG C AC A A A T 解旋酶解旋酶转录的过程：转录的过程：AGCAGACGGUUUDNA游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸RNA 聚合酶TG C AC A A A T 1、DNA解旋，碱基暴露解旋，碱基暴露TG C AC A A A T AGCGACGGUUA2 2、游离的核糖核苷酸与、游离的核糖核苷酸与DNADNA随机碰撞，氢键结合随机碰撞，氢键结合TG C AC A A A T AGCGACGGUUAUTG C AC A A A T AGCGACGGUUAU3 3、连接成、连接成mRNAmRNA。TG C AC A A A T GCGACGGUUAUGTG C AC A A A T GCGACGUUGAUGTG C AC A A A T GCGACGUGAUGUTG C AC A A A T GCGACGUGAUGUTG C AC A A A T GCGACGGAUGU UTG C AC A A A T GCGACGGAUGU UATG C AC A A A T GCGCGGAUGU UA UTG C AC A A A T GGCGGAUGU UA U CRNA 聚合酶TG C AC A A A T GGCGGAUGU UA U C形成形成 mRNA mRNA 链，链，DNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上mRNADNATG C AC A A A T 细胞质细胞质 细胞核细胞核 核孔核孔DNADNAACGUGU UUAmRNAmRNAACGTGTT AT4 4、mRNAmRNA释放，释放，DNADNA双链复原双链复原ACGUGU UUAmRNAmRNA2.2.场所：主要在细胞核场所：主要在细胞核3.3.过程：解旋、碱基互补配对，延长及释放过程：解旋、碱基互补配对，延长及释放4.4.条件条件模板：模板：DNADNA的一条链为模版的一条链为模版酶：酶：DNADNA解旋酶、解旋酶、RNARNA聚合酶聚合酶原料：游离的四种核苷酸原料：游离的四种核苷酸能量：能量：ATPATP6 6.结果：结果：1、转录的概念：在、转录的概念：在细胞核细胞核中，以中，以DNA的一条链的一条链为模板，合成为模板，合成mRNA的过程。的过程。形成一条形成一条mRNAmRNA、核糖体、核糖体RNA(rRNA)RNA(rRNA)、和转运和转运RNARNA（tRNA)tRNA)一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录碱基互补配对原则碱基互补配对原则（A=U,T=A;G=C,C=G）5.5.特点：边解旋边转录特点：边解旋边转录 GO ON思索：转录与DNA复制的异同点相同点：相同点：都须要模板、酶、能量等；边解旋边复都须要模板、酶、能量等；边解旋边复制，边解旋边转录制，边解旋边转录;都遵循碱基互补配对原都遵循碱基互补配对原则则意义：碱基互补配对规律能够保证遗传信意义：碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的精确性。息传递的精确性。不同点不同点：复制复制转录转录模板模板原料原料酶酶互补配互补配对对产物产物4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸DNA的两条链的两条链DNADNA中的一条链中的一条链两个双链两个双链DNA分子分子单链单链RNARNAA T、T A、G C、C G.T A、A U、G C、C G不同不同点点：解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶解旋酶、解旋酶、RNARNA聚合酶聚合酶OVERA1、对比、对比RNA和和DNA化学成分，化学成分，RNA特有的是特有的是A.核糖和尿嘧啶核糖和尿嘧啶B.脱氧核糖和尿嘧啶脱氧核糖和尿嘧啶C.核糖和胸腺嘧啶核糖和胸腺嘧啶D.脱氧核糖和胸腺嘧啶脱氧核糖和胸腺嘧啶D2、DNA分子的解旋发生在哪一过程中分子的解旋发生在哪一过程中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3 3：mRNAmRNA上有上有2525的腺嘌呤，的腺嘌呤，3535的尿的尿嘧啶，则转录该嘧啶，则转录该mRNAmRNA的的DNADNA片段上腺嘌片段上腺嘌呤占碱基总数的（呤占碱基总数的（）A 50A 50 B 25B 25 C 30C 30 D 35D 35CDNA单链单链D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依次呢？mRNA如何将遗传信息翻译成蛋白质？UCAUGA UUAmRNA二、遗传信息的翻译 游离在细胞质中的各种氨基酸就以mRNA为模板合成具有确定氨基酸依次的蛋白质的过程。叫做翻译。RNA RNA 蛋白质蛋白质RNA四种碱基四种碱基蛋白质蛋白质20种氨基酸种氨基酸思索：思索：mRNAmRNA的四种碱基如何确定的四种碱基如何确定2020种氨基酸种氨基酸?碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的?A U C GA AC CU UG GA AC CU UG G 氨基酸氨基酸A AC CU UG GA AC CU UG G 氨基酸氨基酸A AC CU UG GA AC CU UG G 氨基酸氨基酸1 1 1 1个碱基确定一个氨基酸，个碱基确定一个氨基酸，个碱基确定一个氨基酸，个碱基确定一个氨基酸，2 2 2 2个碱基确定一个氨基酸，个碱基确定一个氨基酸，个碱基确定一个氨基酸，个碱基确定一个氨基酸，3 3 3 3个碱基确定一个氨基酸，个碱基确定一个氨基酸，个碱基确定一个氨基酸，个碱基确定一个氨基酸，4(A.U.C.G)4(A.U.C.G)4(A.U.C.G)AAAUACAGCACUCCCGU AU UU CU GG AG UG CG G只能确定只能确定只能确定只能确定4 4 4 4种种种种只能确定只能确定只能确定只能确定4242424216161616种种种种只能确定只能确定只能确定只能确定4343434364646464种种种种A U CG信使信使RNARNA上确定一个氨基酸的上确定一个氨基酸的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基密码子密码子:UCAUGA UUAmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子遗传密码的特性：遗传密码的特性：共共6464个遗传密码，个遗传密码，其中有其中有3 3个终止个终止密码，没有对应密码，没有对应的氨基酸。能确的氨基酸。能确定氨基酸的遗传定氨基酸的遗传密码子只有密码子只有6161个。个。2 2、通用性：地球、通用性：地球上全部的生物共上全部的生物共用一套密码子表。用一套密码子表。终止终止终止1 1、专一性、专一性一个密码子只对应一一个密码子只对应一种氨基酸种氨基酸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 shiping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的“生产线”上的呢？ACGUGA 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只能识别并转运一种氨基酸。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转转运运;。与mRNA上的密码子碱基互补配对敏捷运用：一个敏捷运用：一个tRNA一端的三一端的三个碱基是个碱基是CGA，另一端携，另一端携带带的氨的氨基酸是（基酸是（）A.精氨酸（精氨酸（CGA）B.丙氨酸丙氨酸(GCU)C.脯氨酸（脯氨酸（CCU）GO ONACGUG A UUAUA C甲硫氨酸甲硫氨酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸核糖体核糖体核糖体与核糖体与mRNA结合，核糖体占据两个密码子位点结合，核糖体占据两个密码子位点翻译的过程：翻译的过程：ACGUG A UUAU UA AC C甲硫氨酸甲硫氨酸A AC CU U天门冬天门冬氨酸氨酸携带甲硫氨酸的携带甲硫氨酸的tRNA通过与碱基通过与碱基AUG互补配对进入位点互补配对进入位点1AC CG GU UG GA AU UU UA AU UA AC甲硫氨酸甲硫氨酸A AC CU U天门冬天门冬氨酸氨酸A AU UG G异亮氨酸异亮氨酸携带天门冬氨酸的携带天门冬氨酸的tRNA进入位点进入位点2ACGUG A UUAU A C甲硫氨酸甲硫氨酸AC U天冬天冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸肽键肽键甲硫氨酸与天门冬氨酸形成肽键，核糖体转移到占据位甲硫氨酸与天门冬氨酸形成肽键，核糖体转移到占据位点点2的的tRNA上。上。ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天冬天冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸核糖体读取下一个密码子，原占据位点核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的的tRNA离开核糖体，占据位点离开核糖体，占据位点2的核糖体进入位点的核糖体进入位点1。ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天冬天冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸肽键肽键一个新的携带氨基酸的一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点进入位点2ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天冬天冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸重复步骤重复步骤1、2、3、4,肽链延长肽链延长ACGUG A UUAU A CAC UAUG甲硫氨甲硫氨酸酸天冬天冬氨酸氨酸异亮氨酸异亮氨酸肽链肽链直到核糖体读取到直到核糖体读取到mRNA的终止密码的终止密码一个mRNA分子同时结合多个核糖体意义：少量的少量的mRNA分子就可以快速合成出大量的蛋白质分子就可以快速合成出大量的蛋白质翻译的概念：场所：场所：产物：产物：模板：模板：原料：原料：其他条件：其他条件：细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）mRNA蛋白质氨基酸氨基酸ATP、酶酶、转运转运RNARNA（tRNAtRNA）碱基互补配对：碱基互补配对：GC、CG、U UA A、A AU U遗传信息流淌：遗传信息流淌：mRNA蛋白质蛋白质真核细胞中复制、转录、翻译的比较真核细胞中复制、转录、翻译的比较DNADNA复制复制转录转录翻译翻译时间时间场所场所模板模板原料原料酶酶能量能量原则原则特点特点产物产物信息传递信息传递细胞分裂间期细胞分裂间期主要是细胞核主要是细胞核DNADNA的两条链的两条链四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等聚合酶等ATPATPA-TA-T、T-AT-AC-GC-G、G-CG-C半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制2 2个子代个子代DNADNA分子分子生长发育过程生长发育过程主要是细胞核主要是细胞核基因的一条链基因的一条链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸RNARNA聚合酶等聚合酶等ATPATPA-UA-U、T-AT-AG-C G-C、C-GC-G边解旋边转录边解旋边转录RNARNA生长发育过程生长发育过程细胞质细胞质mRNAmRNA二十种氨基酸二十种氨基酸特定的酶等特定的酶等ATPATP多个特定氨基酸依次的多个特定氨基酸依次的蛋白质蛋白质A-UA-U、U-AU-AG-C G-C、C-GC-G一个一个mRNAmRNA可结合多个核糖体可结合多个核糖体同时翻译多个蛋白质同时翻译多个蛋白质DNADNADNADNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质A密码子精氨酸精氨酸氨基酸转运RNAG信使RNAGGDNA双链依据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规依据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：律，在下面表格数码中填入相应的字母：CCCAAT C GU C G4.DNA4.DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终 翻译的氨基酸如下表翻译的氨基酸如下表则右图所示的则右图所示的tRNAtRNA所携带的氨基酸是所携带的氨基酸是A A赖氨酸赖氨酸 B B丙氨酸丙氨酸 C C半胱氨酸半胱氨酸 D D苏氨酸苏氨酸5 5、(04(04高考江苏高考江苏)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.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.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.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.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GO BACKDNADNA的碱基数：的碱基数：mRNAmRNA的碱基数：蛋白质中氨基酸数的碱基数：蛋白质中氨基酸数 6:3:6:3:1 1 DNA DNA的碱基数、的碱基数、mRNAmRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？数三者之间有何数量关系？说明：因为基因中存在终止密码子等片段，事说明：因为基因中存在终止密码子等片段，事实上基因（实上基因（DNADNA）上所含有的碱基数要大于）上所含有的碱基数要大于6n,6n,或氨或氨基酸数目小于基酸数目小于n n。因此一般题目中带有。因此一般题目中带有“至少至少”或或“最多最多”字样。字样。n nDNADNA3n3n3n3n3n3n转录转录翻译翻译mRNA蛋白质蛋白质 1 1、由、由n n个碱基组成的基因，限制合成由个碱基组成的基因，限制合成由1 1条多肽链组条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均分子量为成的蛋白质，氨基酸的平均分子量为a a，则该蛋白质分，则该蛋白质分子量最大为子量最大为 A Ana/6na/6 B Bna/3-18na/3-18（n/3-1n/3-1）C Cna-18(n-1)na-18(n-1)D Dna/6-18(n/6-1)na/6-18(n/6-1)8 8、已知一段、已知一段、已知一段、已知一段mRNAmRNA含有含有含有含有3030个碱基，其中个碱基，其中个碱基，其中个碱基，其中A A和和和和GG有有有有1212个，个，个，个，转录该段转录该段转录该段转录该段mRNAmRNA的的的的DNADNA分子中应有分子中应有分子中应有分子中应有C C和和和和T T的个数是（的个数是（的个数是（的个数是（）A.12 B.24 C.18 D.30A.12 B.24 C.18 D.30