必修2-4-1基因指导蛋白质的合成.ppt

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1、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线性排列列DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸染色体染色体每条染色体上有一个每条染色体上有一个DNA分子分子每个每个DNA分子上分子上含有许多基因含有许多基因每个基因含有许每个基因含有许多脱氧核苷酸多脱氧核苷酸染色体是染色体是DNA的的主要载体主要载体基因是有遗传效基因是有遗传效应的应的DNA片段片段基因中脱氧核苷酸基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表着的排列顺序代表着遗传信息遗传信息是主要的遗传物质是主要的遗传物质是遗传物质的结构和功能单位是遗传物质的结构和功能单位一种生物的整套DNA分子可以说是构建

2、生物体的蓝图。但从DNA到具有各种性状的生物体：复杂的基因表达及其调控过程。思考几个问题思考几个问题1 1、遗传物质主要存在于细胞的什么部位？、遗传物质主要存在于细胞的什么部位？2 2、生物的性状或生命的主要功能由什么物质承担？、生物的性状或生命的主要功能由什么物质承担？3 3、蛋白质的合成在细胞的什么部位？、蛋白质的合成在细胞的什么部位？4 4、DNADNA能不能到细胞质中去直接指导蛋白质的合成？能不能到细胞质中去直接指导蛋白质的合成？ DNA主要位于细胞核主要位于细胞核蛋白质蛋白质细胞质的细胞质的核糖体核糖体控制控制不能不能第一节基因指导蛋白质的合成DNA（基因）（基因）蛋白质（性状）蛋白

3、质（性状）？细胞核细胞核细胞质核糖体上细胞质核糖体上1、为什么、为什么RNA适于作为适于作为DNA的信使？的信使？RNARNA也是由基本单位核糖核苷酸组成，由也是由基本单位核糖核苷酸组成，由核糖、核糖、磷酸、含氮碱基：磷酸、含氮碱基：A、G、C、U共同组成，也能共同组成，也能储存遗储存遗传信息。传信息。在在RNARNA和和DNADNA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=UA=U，G=CG=C。RNARNA一般是一般是单链单链，而且比，而且比DNADNA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。信使信使RNARN

4、A： 遗传信息传递的媒介。遗传信息传递的媒介。核糖体核糖体RNARNA： 与蛋白质构成核糖体。与蛋白质构成核糖体。转运转运RNARNA： 转运氨基酸的工具。转运氨基酸的工具。2 2.RNA.RNA的种类的种类RNA和和DNA的比较的比较 比较项目DNARNA基本单位五碳糖含N碱基单双链分子大小脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖脱氧核糖A、T、G、C双链双链核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖A、U、G、C单链单链很大很大比较小比较小无机酸空间结构磷酸磷酸磷酸磷酸规则的双螺旋规则的双螺旋通常呈单链通常呈单链总结：人体内核酸的碱基共 种，核苷酸共 种；病毒内的碱基共 种，核苷酸共 种。5844DNA中的脱氧核苷

5、酸的排列顺序是遗传信息；RNA中的核糖核苷酸排列顺序也可以作为遗传信息。如何判定DNA和RNA：根据五碳糖种类判定：若核酸分子中含核糖，一定为RNA；含脱氧核醣，一定为DNA。根据含氮碱基判定：含T的核酸一定是DNA，含U的核酸一定是RNA。DNA中的单、双链的判定：若AT，GC或嘌呤嘧啶，则为单链DNA；若A=T，G=C，A+G=T+C,则认为是双链DNA。3、DNA 中的遗传信息是怎样传给中的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？的呢？TG C AC T A A T 核孔核孔细细胞胞质质细细胞胞核核ACGTG A TTADNA双螺旋双螺旋TG C AC T A A T AGCAGACGUUU游离

6、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RNARNA细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T AGCAGACGUUU细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T AUAGCGACGUU细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T A UAGCGACGUU细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T A UAGCGCGUUAG细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶GA UGAGCGCUUAGCGCUUTG C

7、 AC T A A T A细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T GA UGAAGCGCUUA细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T GA UGAAGCGCUUA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细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T GA UGA UAGCGCAU细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T GA UGA UA UCCGAG细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC

8、T A A T GA UGA UA U CCGAG细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T GA UGA UA U CCGAG细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T mRNAmRNA通过核孔进入细胞质通过核孔进入细胞质ACGUG A UUACGAG细细胞胞质质细细胞胞核核TG C AC T A A T mRNAmRNAmRNA通过核孔进入细胞质通过核孔进入细胞质ACGUG A UUA细细胞胞质质细细胞胞核核TG C AC T A A T mRNAmRNAmRNA通过核孔进入细胞质通过核孔进入细胞质ACGUG A UU

9、A细细胞胞质质细细胞胞核核ACGTG A TTA转录细胞核细胞核核糖核苷酸核糖核苷酸DNA的一条链的一条链mRNAATP、酶、酶GC、CG、TA、DNAmRNA真核细胞中复制、转录的比较真核细胞中复制、转录的比较DNA复制转录时间场所模板原料酶能量原则特点产物意义细胞分裂间期细胞分裂间期细胞核细胞核DNA的两条链均为模板的两条链均为模板四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸DNA聚合酶等聚合酶等ATPA-T、G-C半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制2个子代个子代DNA分子分子生长发育过程生长发育过程细胞核细胞核基因的一条链为模板基因的一条链为模板四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸RNA聚合酶等聚合酶

10、等ATPA-U、T-AG-C ，C-G边解旋边转录边解旋边转录1个信使个信使RNA复制遗传信息复制遗传信息传递遗传信息传递遗传信息二、遗传信息的翻译mRNA：蛋白质：蛋白质：决定决定决定?种?种4种20种讨论：一个氨基酸的编码U U A G AUA U C密码子密码子密码子三个碱基决定一个氨基酸，三个碱基决定一个氨基酸，4 43 3=64=64 密码子密码子ACGUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 2、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

11、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。密码子表U U A G AUA U C 对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸脯氨酸氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸脯氨酸（1）、已知一段）、已知一段mRNA的碱基序列是的碱基序列是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG,你能写出对应的氨基酸序列？你能写出对应的氨基酸序列？（2）、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据）、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据这一事实说明什么？这一事实说明什么？ 说明地球上所有的生物都有着或远或近的亲缘关说明地球上

12、所有的生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有共同的遗传语言，或者生命在系，或者生物都具有共同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。本质上是统一的。思考和讨论：思考和讨论：（3）、从密码子表可以看到，一种氨基酸可能有）、从密码子表可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作密码的简并。你认为几个密码子，这一现象称作密码的简并。你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？ 从增强密码容错性解释：当密码子中有一个碱基改从增强密码容错性解释：当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对

13、应的氨基酸；的氨基酸； 从密码子使用频率来考虑：当某种氨基酸使用频率从密码子使用频率来考虑：当某种氨基酸使用频率过高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可过高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以保证翻译的速度。以保证翻译的速度。思考和讨论思考和讨论问题：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？AC U 天冬天冬氨酸氨酸反密码子反密码子AUG异亮异亮氨酸氨酸反密码子反密码子3.3.转运转运RNA(tRNA)RNA(tRNA)：分子结构呈三叶草形，其分子结构呈三叶草形，其“叶柄叶柄”端能与一个特定的氨基酸结合，端能与一个特定的氨基酸结合，“叶片叶片”端端有三个

14、特殊的碱基称为有三个特殊的碱基称为“反密码子反密码子”，能与，能与mRNAmRNA上上的的“密码子密码子”相识别。反密码子的种类：相识别。反密码子的种类：6161种。种。翻翻 译译ACGUG A UUAmRNA细胞质中的细胞质中的mRNAmRNA4.翻译的过程翻译的过程 核糖体核糖体U A C 甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天门冬天门冬氨酸氨酸mRNAmRNA与核糖体结合与核糖体结合. .ACGUG A UUAmRNA 核糖体核糖体U A C 甲硫甲硫氨氨酸酸AC U 天门冬天门冬氨酸氨酸 tRNAtRNA上的上的反密码子反密码子与与 mRNAmRNA上的上的密码子密码子互补配对互补配对 .ACG

15、UG A UUAmRNA 核糖体核糖体AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 tRNAtRNA将将氨基酸氨基酸转运到转运到 mRNAmRNA上的相应位置上的相应位置 . .ACGUG A UUAmRNAU A C 甲硫甲硫氨氨酸酸 核糖体核糖体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ACGUG A UUAmRNAU A C 甲硫甲硫氨氨酸酸 核糖体核糖体UA 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 核糖体随着核糖体随着 mRNAmRNA滑动滑动. .另一个另一个 tRNAtRNA上的

16、碱基与上的碱基与mRNAmRNA上的密码子配对上的密码子配对. . 原占据位点原占据位点1 1的的tRNAtRNA离开核糖体，占据位点离开核糖体，占据位点2 2的的tRNAtRNA进进入位点入位点1 1，一个新的携带氨基酸的，一个新的携带氨基酸的tRNAtRNA进入位点进入位点2.2.ACGUG A UUAmRNA 核糖体核糖体 甲硫甲硫氨氨酸酸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，再去转运新的离开，再去转运新的氨基酸氨基酸ACGUG A UUAmRNA 核糖体核糖体 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

17、了有一定为模板形成了有一定氨基酸氨基酸顺序的顺序的蛋白质蛋白质. . ACGUG A UUAmRNA翻译小结翻译小结场所场所:模板模板:原料原料:条件条件:产物产物:原则原则:细胞质的核糖体上细胞质的核糖体上以信使以信使RNA为模板为模板二十种氨基酸二十种氨基酸需要酶和需要酶和ATP多个多肽或蛋白质多个多肽或蛋白质密码子与反密码子配对密码子与反密码子配对,既碱基互补配对原则（既碱基互补配对原则（A=U，G=C）mRNA(密码子密码子)翻译翻译 蛋白质蛋白质翻译可以快速进行的原因一个mRNA分子结合多个核糖体，同时合成多条肽链。这样少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。原核生物由于没有核

18、膜，核糖体可以靠近核DNA分子，因此原核生物具有边转录边翻译的特点。 DNA的碱基数：mRNA的碱基数：密码子：蛋白质中氨基酸数6n:3n:n:n。 （6:3:1:1）DNA的碱基数、的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？之间有何数量关系？ 说明：因为基因中存在又终止密码子等片段，实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。nDNA3n3n3n转录转录翻译翻译信使信使RNA蛋白质蛋白质DNA 片段片段转转录录RNA翻翻译译蛋白质蛋白质遗传信息传递方向遗传信息传递方向真核细

19、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DNA复制转录翻译时间场所模板原料酶能量原则特点产物意义细胞分裂间期细胞分裂间期细胞核细胞核DNA的两条链均为模板的两条链均为模板四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸DNA聚合酶等聚合酶等ATPA-T、G-C半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制2个子代个子代DNA分子分子生长发育过程生长发育过程细胞核细胞核基因的一条链为模板基因的一条链为模板四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸RNA聚合酶等聚合酶等ATPA-U、T-AG-C ，C-G边解旋边转录边解旋边转录1个信使个信使RNA生长发育过程生长发育过程细胞质细胞质mRNA为模板为模板二十种氨基酸

20、二十种氨基酸特定的酶等特定的酶等ATPmRNA与与tRNA配对配对 A-U, G-C多个特定氨基酸顺序多个特定氨基酸顺序的蛋白质的蛋白质复制遗传信息复制遗传信息传递遗传信息传递遗传信息合成蛋白质合成蛋白质小结：基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成1、RNA和和DNA的区别的区别一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录2、为什么、为什么RNA适于作为适于作为DNA的信使？的信使？二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译3、RNA的种类的种类4、遗传信息的转录过程。、遗传信息的转录过程。2、遗传密码、遗传密码1、翻译的定义、翻译的定义3、反密码子、反密码子4、翻译的过程、翻译的过程DNA上的基因上的基

21、因mRNA的的蛋白质的氨基酸序列蛋白质的氨基酸序列 遗传信息遗传信息遗传密码遗传密码生物性状生物性状转录转录翻译翻译遗传信息遗传信息（）储存于储存于mRNA蛋白质蛋白质分类（）（）决定决定含有含有缩合缩合属于属于RNAmRNArRNA（）氨基酸氨基酸缩合缩合转运转运DNA密码子密码子氨基酸氨基酸转录转录翻译翻译tRNA体现体现性状性状课堂小结课堂小结生物表现出多样性的根本原因和直接原因是什么？生物表现出多样性的根本原因和直接原因是什么？ 根本原因：DNA分子上的脱氧核苷酸的排列顺序不同。 直接原因：氨基酸的种类，数目和排列顺序不同，肽链的空间结构不同。思考和讨论思考和讨论1、组成人的核酸的碱基

22、和核苷酸各共有（、组成人的核酸的碱基和核苷酸各共有（ ）A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、42、组成噬菌体的核酸的碱基和核苷酸各共有（、组成噬菌体的核酸的碱基和核苷酸各共有（ ）A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、4练习：练习：3、已知一段信使、已知一段信使RNA上有上有12个个A和和G，该信使，该信使RNA上共有上共有30个碱基，那么转录成信使个碱基，那么转录成信使RNA的的这一段这一段DNA分子中应有分子中应有C和和T（ ）A、12 B、18 C、24 D、304、一个双链、一个双链DNA分子中碱基分子中碱基A占占30%，其转录，其转录成的信使成的信使RNA上的上的U为为

23、35%，则信使，则信使RNA上的上的碱基碱基A为（为（ ）A、30% B、35% C、40% D、25% 5 5、某一多肽链共有、某一多肽链共有100100个氨基酸，则控制个氨基酸，则控制合成该肽链的基因中的碱基数至少有（合成该肽链的基因中的碱基数至少有（ ）个？）个？ A A、600 B600 B、300 C300 C、297 D297 D、594594 6、已知某转运RNA的一端的三个碱基顺序是GAU，它所转运的氨基酸是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码是由下列哪个转录来的（ ） A A、GAT BGAT B、GAA CGAA C、GUA DGUA D、CTACTA7、根据蛋白质中遗传信息传递规律，填写表中空白并回答问题、根据蛋白质中遗传信息传递规律，填写表中空白并回答问题DNA双链CAG信使RNAA转运RNAGAG氨基酸丙氨酸A链链B链链C链链D链链1、丙氨酸的密码子是、丙氨酸的密码子是 ，决定合成该氨基，决定合成该氨基酸的酸的DNA上的碱基是上的碱基是 。2、第二个氨基酸是、第二个氨基酸是 ，（查密码表），（查密码表）3、 链为转录的模板链，遗传密码子存链为转录的模板链，遗传密码子存在于在于 链上。链上。TUGCACGTUGC半胱氨酸半胱氨酸AC下课了哦O(_)O