[中学联盟]湖南省怀化市湖天中学高中生物人教版必修2第4章：第1节基因指导蛋白质的合成.ppt

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1、第第4 4章章 基因的表达基因的表达小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作问题一：问题一：在现实生活中，我们能不能像电影在现实生活中，我们能不能像电影侏罗纪公园侏罗纪公园中描述的那样，利用恐龙的中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？，使恐龙复活呢？ 问题二：问题二：如果能利用恐龙的如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？要解决什么问题？ 电影电影侏罗纪公园侏罗纪公园中恐龙复活的场景中恐龙复活的场景小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作第四章的章第四章的章图图 请同学们阅读章图中

2、的文字和图解，你们看懂请同学们阅读章图中的文字和图解，你们看懂了什么，又产生了哪些问题。了什么，又产生了哪些问题。小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作基因基因肤色肤色眼皮单双眼皮单双血型血型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学科网学科网小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作 控制生物控制生物性状性状蛋白质蛋白质体现者体现者问题：问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？基因是怎样指导蛋白质的合成呢？基因基因小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制

3、作小飞守角制作第第1 1节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成Z.x.x. KZ.x.x. K小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作DNA主要在主要在细胞核细胞核蛋白质的合成蛋白质的合成在细胞质在细胞质( (核核糖体糖体) )进行进行指导指导通过通过RNA问题：问题： 2、为什么、为什么RNA适于做适于做DNA的信使呢？的信使呢？ 1、DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细在细胞核中，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？胞质中进行的，两者如何联系起来的呢？遗传信息的转录遗传信息的转录(1)、RNA与与DNA的区别的区别核糖核糖脱氧核糖脱

4、氧核糖Zx.xk Zx.xk 小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作比较比较RNA与与DNA结构的不同结构的不同 比较项目DNARNA结 构基本单位五碳糖含氮碱基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核 糖糖A T C GA U C G通常双螺旋结构通常双螺旋结构一般单链结构一般单链结构细胞核细胞核细胞质细胞质小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作RNA的种类的种类信使信使 RNA mRNA核糖体核糖体 RNA rRNA 转

5、运转运 RNA tRNA (2)、RNA的类型的类型小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作信使信使RNA（m RNA）：）：转录遗传信息，翻译的转录遗传信息，翻译的 模板，即传递遗传信息的作用。模板，即传递遗传信息的作用。转运转运RNA （t RNA ）：）：识别密码子，运输特定识别密码子，运输特定 氨基酸，呈三叶草型结氨基酸，呈三叶草型结构。构。核糖体核糖体RNA （r RNA ）：）：核糖体的组成成分。核糖体的组成成分。 2、为什么、为什么RNA适于做适于做DNA的信使呢？的信使呢？小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作

6、它也是由基本单位它也是由基本单位核苷酸连接而成，核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储由核糖、磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。存遗传信息。 在在RNA与与DNA的关系中，也遵循的关系中，也遵循“碱基互碱基互补配对原则补配对原则”，因，因RNA中没有中没有T，DNA中没有中没有U，所以当所以当RNA与与DNA有关系时，有关系时，U与配对。与配对。 RNA一般是单链，而且比一般是单链，而且比DNA短，因此能短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 (3)、RNA适于做适于做DNA的信使的原因：的信使的原因：DNA的遗传信息

7、是怎样传给的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？的呢？小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作转录的定义：转录的定义： 场所场所_ _ 模板模板_ 原料原料_ _ 产物产物_ _ 条件条件_(3)(3)过程：过程：解旋：解旋：配对：配对：连接：连接：脱离：脱离：(4)(4)特点：特点：(5)(5)遗传信息流向：遗传信息流向：转录转录小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作转录的定义：转录的定义： 场所场所_ _ 模板模板_ 原料原料_ _ 产物产物_条件条件_(3)(3)过程：过程：解旋：解旋：配对：配对：连接：连接：脱离：脱离：(4

8、)(4)特点：特点：(5)(5)遗传信息流向：遗传信息流向：转录转录以以DNA为模板合成为模板合成mRNA细胞核细胞核DNA一条链一条链4种核糖核苷酸种核糖核苷酸mRNADNA RNA边解旋边转录，边解旋边转录，DNA双链全保留双链全保留RNA聚合酶，聚合酶，ATPTG C AC T A A T 核孔核孔DNA双螺旋双螺旋细细胞胞质质细细胞胞核核DNA双螺旋双螺旋ACGTG A TTADNA双螺旋双螺旋TG C AC T A A T AGCUGACGUUUDNADNA游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸以以DNADNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成RNARNATG C AC T A A T

9、RNA RNA 聚合酶聚合酶AGCAGACGUUUTG C AC T A A T AUAGCGACGUUTG C AC T A A T A UAGCGACGUUTG C AC T A A T A UGAGCGCGUUGA UGAGCGCUUAGCGCUUTG C AC T A A T TG C AC T A A T GA UGAAGCGCUTG C AC T A A T GA UGAAGCGCUUTG C AC T A A T GA UGA UAGCGCTG C AC T A A T GA UGA UA UCCTG C AC T A A T GA UGA UA U CTG C AC T A A

10、 T GA UGA UA U CDNADNA的一条单链的一条单链mRNATG C AC T A A T 细细胞胞质质细细胞胞核核mRNAmRNA通过核孔进入细胞质通过核孔进入细胞质ACGUG A UUATG C AC T A A T ACGUG 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小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作课堂练习：课堂练习： 1构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位位 核苷酸有多少种？碱基有多少种？核苷酸有多少种？碱基有多少种？ A2种种 4种种

11、 B4种种 4种种 C5种种 5种种 D8种种 5种种D 2细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构 层次是层次是 ADNA染色体染色体脱氧核苷酸脱氧核苷酸基因基因 B染色体染色体脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA基因基因 CDNA染色体染色体基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸 D染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸D小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作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、碱基和磷酸脱氧核糖、碱基和磷酸 C核糖、碱基和磷酸核糖

12、、碱基和磷酸 D核糖、嘧啶和核酸核糖、嘧啶和核酸4DNA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CD5果蝇的遗传物质由果蝇的遗传物质由 种核苷酸组成种核苷酸组成 A2 B4 C5 D8B小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作6一个一个DNA分子可以转录出多少种多少个分子可以转录出多少种多少个 mRNA A一种一个一种一个 B一种多个一种多个 C多种多个多种多个 D无数种无数个无数种无数个C7烟草、烟草花叶病毒、烟草、烟草花叶病毒、T2噬菌体中含有噬菌体中含有 的物质，下列叙述正确的是的物质，下列

13、叙述正确的是 A核酸的种类依次是核酸的种类依次是2、1、2 B核苷酸的种类依次是核苷酸的种类依次是8、5、4 C五碳糖的种类依次是五碳糖的种类依次是2、2、1 D含含N碱基的种类依次是碱基的种类依次是5、4、4D小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作8mRNA上有上有25的腺嘌呤，的腺嘌呤，35的尿嘧的尿嘧 啶，则转录该啶，则转录该mRNA的的DNA分子上腺嘌分子上腺嘌 呤占碱基总数的呤占碱基总数的 A50% B25%C30%D35%C合作探究一：信使合作探究一：信使RNA上上GU UAU UA U CmRNA蛋白质？蛋白质？小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制

14、作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作遗传信息的翻译遗传信息的翻译1、概念：、概念： 游离在细胞质中的各种氨基酸，就以游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。蛋白质的过程。小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作合作探究一：合作探究一：一个碱基决定一个氨基酸？一个碱基决定一个氨基酸？二个碱基决定一个氨基酸？二个碱基决定一个氨基酸？三个碱基决定一个氨基酸？三个碱基决定一个氨基酸？GU UAU UA U CmRNA蛋白质？蛋白质？小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞

15、守角制作UCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子2 2、密码子、密码子 密码子：密码子：mRNA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 第1个字母 第2个字母 第3个字母 密码子苯丙氨酸 U U U UUU A U G AUG甲硫氨酸小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作遗传密码共遗传密码共64个，能决定氨基酸的遗传密个，能决定氨基酸的遗传密 码只有码只有61个。个。有有3 3个个终止密码终止密码子，没有对应子，没有对应的氨基酸的氨基酸。（。（起始密码子起始密码子） 一个密码子决定一个特定的氨基酸。一

16、个密码子决定一个特定的氨基酸。 简并性：一种氨基酸可能有几种密码子简并性：一种氨基酸可能有几种密码子 遗传密码的特性遗传密码的特性 通用性：地球上通用性：地球上几乎所有的生物共用几乎所有的生物共用一套密码子表一套密码子表。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的蛋白质的改变。的蛋白质的改变。小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作问题问题2：游离在细胞质中的氨基酸是怎样养到：游离在细胞质中的氨基酸是怎样养到达核糖体的达核糖体的? 3、转运、转运RNA转运转运RNA(tRNA)小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小

17、飞守角制作小飞守角制作A U G G AUA U C？甲硫氨酸CUA反密码子核糖体tRNA作用作用问题问题3：转运：转运RNA如何将氨基酸运输到正确位如何将氨基酸运输到正确位置？置？小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质细胞质中的细胞质中的mRNA小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸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结合结合小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制

18、作小飞守角制作ACGUG A UUAU A C 甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨 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 .配对配对小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作ACGUG 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 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 小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作ACGUG A UUAU A C 甲硫氨甲硫氨

19、酸酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 两个氨基酸分子缩合两个氨基酸分子缩合缩合缩合小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作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 核糖体随着核糖体随着 mRNAmRNA滑动滑动. . 另一个另一个 tRNA tRNA 上的碱基与上的碱基与mRNAmRNA上的上的 密码子配对密码子配对. . 小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作ACGUG 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

20、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小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作ACGUG 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 t tRNARNA离开，再去转运新的氨基酸离开，再去转运新的氨基酸小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作ACGUG A UUA 甲硫氨甲硫氨酸酸 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脱离脱离小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制

21、作小飞守角制作小飞守角制作小结：小结：细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）mRNA多肽多肽氨基酸氨基酸ATP、酶、酶 、转运转运RNA（tRNA）GC、CG、mRNA蛋白质蛋白质A AC CU UG GG GA AU UC C U UmRNAmRNAtRNAtRNAU UG GA CA CC CU AU AG GA A苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸 转录转录翻译翻译蛋白质蛋白质密码子密码子ACU GGA UCUACU GGA UCUDNADNAA AC CT TG GG GA AT TC C T TT TG GA AC CC CT TA AG GA A肽键肽键 肽键肽键课堂巩固课堂巩固蛋白质

22、种氨基酸数目与蛋白质种氨基酸数目与mRNAmRNA、DNADNA中碱基数目的关系中碱基数目的关系1 1、如果某蛋白质中有、如果某蛋白质中有n n个氨基酸，则指导该个氨基酸，则指导该蛋白质合成的蛋白质合成的mRNAmRNA的碱基数目至少的碱基数目至少为为 ，控制该蛋白质合成的，控制该蛋白质合成的DNADNA（基因）（基因）中的碱基数目至少为中的碱基数目至少为 。3n3n6n6n 比例是比例是_136136小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作基因控制蛋白质合成的过程基因控制蛋白质合成的过程DNA的遗传信息的遗传信息mRNA的遗传信息的遗传信息蛋白质的氨基酸排列顺

23、序蛋白质的氨基酸排列顺序数量数量n3n6n小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作转 录翻 译定 义在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程场 所细胞核细胞质的核糖体模 板DNA的一条链信使RNA信息传递的方向DNAmRNAmRNA蛋白质原 料含A、U、C、G的4种核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸产 物信使RNA有一定氨基酸排列顺序的蛋白质实 质是遗传信息的转录是遗传信息的表达小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞

24、守角制作小飞守角制作复制、转录和翻译的比较复制、转录和翻译的比较比较项目复制 转录 翻译场 所 细胞核 细胞核细胞质模 板DNA的两条链DNA的一条链 mRNA酶解旋酶，DNA聚合酶等解旋酶，RNA聚合酶等多种酶能 量 ATP ATPATP原 料4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸氨基酸产 物子代DNA mRNA 多肽链碱基配对A-T T-AG-C C-GA-U T-AG-C C-GA-U U-AG-C C-G小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作课堂练习：课堂练习： 1DNA复制、转录、翻译分

25、别形成复制、转录、翻译分别形成 ADNA、RNA、蛋白质、蛋白质 BRNA、DNA、多肽、多肽 CRNA、DNA、核糖体、核糖体 DRNA、DNA、蛋白质、蛋白质A 2遗传密码位于遗传密码位于 A蛋白质分子上蛋白质分子上 BDNA分子上分子上 CRNA分子上分子上 D信使信使RNA分子上分子上D小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作3. 某基因中含有某基因中含有1200个碱基，则由它控制合个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是成的一条肽链的最多含有肽键的个数是 ( ) A198个个 B199个个 C200个个 D201个个B基因中碱基数：基因中

26、碱基数：mRNA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 ： 3 ： 1小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作4若某肽链的第一个氨基酸的密码子为若某肽链的第一个氨基酸的密码子为AUG， 那么控制这个氨基酸的那么控制这个氨基酸的DNA模板链上相应的模板链上相应的 三个碱基的顺序应为三个碱基的顺序应为 AUAC BAUG CATG DTACDD5一个转运一个转运RNA的的3个碱基为个碱基为CGA，此，此RNA 运载的氨基酸是运载的氨基酸是 A酪氨酸（酪氨酸（UAC） B谷氨酸（谷氨酸（GAG） C精氨酸（精氨酸（CGA） D丙氨酸（丙氨酸（GCU）小

27、飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作6一条多肽链中有氨基酸一条多肽链中有氨基酸1000个，则作为合成个，则作为合成 该多肽的模板信使该多肽的模板信使RNA和用来转录信使和用来转录信使RNA 的的DNA分子分别至少要有碱基多少个分子分别至少要有碱基多少个 A3000个和个和3000个个 B1000个和个和2000个个 C3000个和个和6000个个 D2000个和个和4000个个C基因中碱基数：基因中碱基数：mRNA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 ： 3 ： 1小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作7A.

28、 46%,54% B.23%,27% C.27%,23% D.46%,27%BA1T2T1A2G1C1C2G212(A1 T1)%= (A2+ T2)%= (A总+T总)%(G1C1)%= (G2+C2)%= (G总+C总)%AmUmGmCmmRNA= (Am+Um)%= (Gm+Cm)%小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作A密码子密码子精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸tRNAGmRNAGGDNA双链双链8根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的根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：规律，在下面表格数码中填入相应的字母： CCCAAT C GU C G