基因指导蛋白质的合成 课件-高一下学期生物人教版必修2.pptx
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1、基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成第一章:第一章:遗传因子的因子的发现第二章:基因和染色体的关系第二章:基因和染色体的关系第三章:基因的本第三章:基因的本质第四章:基因的表达第四章:基因的表达基因基因的的发现基因基因在哪里在哪里基因基因是什么是什么基因基因是怎是怎样行使功能的行使功能的基因通常是基因通常是有遗传效应有遗传效应的的DNADNA片段片段脱氧核苷酸序列 具有特定的碱基排列顺序具有特定的碱基对排列顺序具有特定的脱氧核苷酸的排列顺序基因是遗传物质的结构和功能的基本单位基因是遗传物质的结构和功能的基本单位基因基因控制生物控制生物性状性状指指指指导导合成合成合成合成蛋白蛋白质体体现者者
2、1.1.基因有什么功能?基因有什么功能?2.2.生命活生命活动的主要承担者是?的主要承担者是?基因指导蛋白质的合成来控制生物性状的过程,叫基因指导蛋白质的合成来控制生物性状的过程,叫做做基因的表达基因的表达。DNA(主要在细胞核)(主要在细胞核)(在细胞质中的(在细胞质中的核糖体)核糖体)核糖体)核糖体)蛋白质的合成蛋白质的合成指导指导(基因)基因)媒介:媒介:RNARNA基因指基因指导蛋白蛋白质合成的合成的过程,叫程,叫基因的表达基因的表达。翻译翻译基因的表达基因的表达=转录+翻翻译比较项目比较项目DNARNA基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基结结构构分分布布主要功能主要功能1 1
3、、DNADNA与与RNARNA的主要区别的主要区别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 C G C GA A U C G C G一般为双链一般为双链一般为单链一般为单链主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞质主要在细胞质储存储存遗传信息遗传信息问题:为什么问题:为什么RNARNA适于作适于作DNADNA的信使?的信使?(1)RNARNA的分子结构跟的分子结构跟DNADNA很相似,也是由基本单位很相似,也是由基本单位_连接而成,跟连接而成,跟DNADNA一样可以一样可以_。(2)RNARNA也遵循也遵循_。核苷酸核苷酸储存遗传信息储存遗传信息碱基互补配对原则碱基
4、互补配对原则(3 3)RNARNA一般是一般是_链,而且比链,而且比DNADNA_ _ ,因此能够通过,因此能够通过_,从,从_转移到转移到_中。中。单单核孔核孔细胞核细胞核细胞质细胞质短短为什么RNA适合做DNA信使?(4 4)RNARNA不稳定,完成使命的不稳定,完成使命的RNARNA易迅速分解,保证生命活动的有序进行易迅速分解,保证生命活动的有序进行信使信使RNAmRNA核糖体核糖体RNArRNA转运转运RNAtRNA2、RNA的种类和功能的种类和功能作为DNA的信使,传递遗传信息的媒介,翻译的模板。转运氨基酸的工具与蛋白质共同构成核糖体与蛋白质共同构成核糖体(RNA也可作为某些病毒的遗
5、传物质或催化作用的酶)也可作为某些病毒的遗传物质或催化作用的酶)(细胞核细胞核细胞核细胞核)(细胞质细胞质细胞质细胞质)核孔核孔核孔核孔DNADNA转录转录RNARNA蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质翻译翻译基因的表达基因的表达转录:在在细胞核细胞核(主要)主要)中,中,通过通过RNARNA聚合酶聚合酶以以DNADNA的一的一条链条链为模板,合成为模板,合成RNARNA的过程。的过程。DNARNA转录转录场所、条件(模板、原料、能量、酶场所、条件(模板、原料、能量、酶)、产物、原则、实质、产物、原则、实质、过程?过程?UAAGUCCCTTGGAAARNARNARNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶(沿着
6、互补链沿着互补链沿着互补链沿着互补链 53)53)53)53)1.定义:通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。2.场所:真核生物:细胞核(主要)、叶绿体、线粒体原核生物:细胞质(拟核和质粒)3.条件:模板:DNA的一条链的片断酶:RNA聚合酶原料:4种游离的核糖核苷酸(A U C G )能量:ATP转录5.原则:碱基互补配对原则(A-U,T-A,C-G,G-C)6.特点:边解旋边转录7.实质:8.产物:遗传信息从DNA传递到mRNARNA(mRNA、tRNA、rRNA)9.方向转录从5端到3端(与DNA的复制方向一致)复复制制转转录录场场所所解解旋旋模模板板原原料料酶酶能能量
7、量碱基配对碱基配对产产物物小结:小结:主要细胞核主要细胞核主要细胞核主要细胞核完全解旋完全解旋只解有遗传效应的片段只解有遗传效应的片段DNA的两条链的两条链只有只有DNA的一条链的一条链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解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶RNA聚合酶聚合酶ATPATPATCGTAGCAUGCTACGmRNA、tRNA、rRNA子代子代DNA巩固练习巩固练习1、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、8种种5种种2、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 1、DNADNA分子的解旋发生在分子的解旋发生在_过程中。过程中。A.A.复制复制 B.B.转录转录 C.C.翻译翻译 D.D.复制和转录复制和转录D2 2、转录只发生在细胞核中、转录只发生在细胞核中()()3 3、转录时,、转录时,DNADNA的两条链同时作模板的两条链同时作模板()4 4、转录的原料是转录的原料是4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸()()5 5、转录
9、需要解旋酶和转录需要解旋酶和DNADNA聚合酶聚合酶()()DNA双链片段a链b链C G A A C C T C A C G C信使RNA比较mRNA和b链,以及mRNA和a链的碱基序列的差异。G C T T G G A G T G C GG C U U G G A G U G C G与模板链:碱基互补配对与非模板链:碱基序列基本相同(T变成U)转录产生的RNA的碱基序列与其模板链的碱基序列有何异同点?与DNA的另外一条链的碱基序列有何异同点?5、mRNA上有上有25的腺嘌呤,的腺嘌呤,35的尿嘧啶,则转录该的尿嘧啶,则转录该mRNA的的DNA分子上腺嘌呤占碱基总数的(分子上腺嘌呤占碱基总数的
10、()A50B25C30D35CmRNADNA模板链模板链DNA非模板链非模板链A(25)U(35)T(25)A(35)A(25)100100100思考:思考:考:考:转录得到的转录得到的RNA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上的碱基序列上的碱基序列如何能变成如何能变成蛋白质中氨基酸蛋白质中氨基酸的种的种类、数量和排列顺序呢?类、数量和排列顺序呢?翻译翻译二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译1 1、概念:、概念:、概念:、概念:游离在游离在细胞质细胞质中的各种氨基酸,就中的各种氨基酸,就以以mRNA为模板为模板合成具有一定氨基酸顺序的合成具有一定氨
11、基酸顺序的蛋白质蛋白质的过程。的过程。4种碱基如何决定蛋白质的21种氨基酸呢?如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种,即种,即如果如果3 3个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就可决定个氨基酸就可决定_种,即种,即 如果如果2 2个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种,即种,即4 416166464大于大于2121种氨基酸种氨基酸 科学家用推测和实验最终证明:一个氨基酸是由mRNA的3个碱基决定,即密码子。信使信使RNARNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3 3个相邻个相邻的碱基。的碱基。密码子:密码子共有多少种?UCA
12、UG A UUAmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子64种5533 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 U U C UUCP65思考与讨论思考与讨论1.AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG.甲甲硫硫氨氨酸酸谷谷氨氨酸酸丙丙氨氨酸酸半半胱胱氨氨酸酸脯脯氨氨酸酸丝丝氨氨酸酸赖赖氨氨酸酸脯脯氨氨酸酸 终止密码子:_、_、_ 种类 起始密码子:_(甲硫氨酸)(_种)_(缬氨酸)编码氨基酸的密码子_种 所有生物的密码子是_的。6164相同AUGGUGUAAUAGUGA一种密码子决定一种氨基酸,但一种氨基酸可以由_不同的密码子决定。1种或几种
13、通用性专一性简并性密密码子特点:子特点:专一性专一性 一种密码子一种密码子只决定只决定一种氨基酸一种氨基酸简并性简并性 一种氨基酸一种氨基酸可由可由一种或多种一种或多种密码子决定。密码子决定。通用性通用性 地球上几乎地球上几乎所有生物所有生物都共用都共用一套密码子。一套密码子。1 1、一种氨基酸可能有几个密码子,称做、一种氨基酸可能有几个密码子,称做密码子的简并性密码子的简并性。你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义?你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义?保证了生物遗传的相对稳定性。2 2、地球上几乎所有的生物体都共有上述密码子表。根据这一事实你能想、地球上几乎所有的生物体都共有
14、上述密码子表。根据这一事实你能想到什么?到什么?地球上所有的生物具有共同的遗传语言,共用一套遗传密码,具有或远或近的亲缘关系。当某DNA碱基发生改变,不一定会导致生物性状发生改变。问题:问题:游离在细胞质中的氨基酸,是怎样运送到合成蛋白质的游离在细胞质中的氨基酸,是怎样运送到合成蛋白质的“生产线生产线”上的呢?上的呢?ACGUGA UUA异亮氨酸甲硫氨酸谷氨酸亮氨酸搬运工-转运RNA(tRNA)“搬运工”兼“翻译员”ACU反密码子反密码子与与mRNAmRNA上的上的密码子密码子碱基互补配对碱基互补配对61种酪氨酸酪氨酸CUA天冬氨酸天冬氨酸注意:一种注意:一种tRNA只能携带一种氨基酸只能携带
15、一种氨基酸一种氨基酸只能由一种一种氨基酸只能由一种tRNAtRNA携带携带?密码子和反密码子的比较密码子和反密码子的比较项目项目密码子密码子反密码子反密码子位置位置_作用作用直接决定蛋白质直接决定蛋白质中中的的序列序列识别识别,转运,转运_特点特点与与上上的碱基互补的碱基互补与与的的碱基互补碱基互补mRNAtRNA氨基酸氨基酸密码子密码子氨基酸氨基酸DNA模板链模板链mRNA中密码子中密码子U A C甲硫氨酸GG U组氨酸核糖体肽键肽键ACGUC A CUAC A C过程:5533AGGUC A CGUC A C甲硫氨酸U A CGG U 组氨酸CAC色氨酸5533AGGUC A CGUC G
16、 U甲硫氨酸GG U 组氨酸CAC色氨酸AG C精氨酸当读取到当读取到mRNA上的上的终止终止密码子,翻译结束密码子,翻译结束33552 2、模板:、模板:3 3、原料:、原料:2121种游离的氨基酸种游离的氨基酸1 1、场所:、场所:4 4、条件:、条件:mRNAmRNA二、遗传信息的翻译细胞质(核糖体)细胞质(核糖体)蛋白质蛋白质ATP、酶、酶、转运转运RNA(tRNA)6 6、碱基互补配对:碱基互补配对:GC、CG、U UA A、A AU U7 7、遗传信息流动:、遗传信息流动:mRNA蛋白质蛋白质5 5、产物:、产物:从从5端到端到3端(与端(与DNA的复制、转隶方向一致)的复制、转隶
17、方向一致)8 8、翻译方向翻译方向:(细胞核细胞核细胞核细胞核)(细胞质细胞质细胞质细胞质)核孔核孔核孔核孔DNADNA转录转录RNARNA蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质翻译翻译真核生物:真核生物:细胞核基因:先转录后翻译细胞核基因:先转录后翻译细胞质基因:边转录边翻译细胞质基因:边转录边翻译细菌拟核细菌拟核真核生物:真核生物:(核基因)先(核基因)先转录后翻后翻译(质基因)基因)边转录边翻翻译原核生物:原核生物:边转录边翻翻译例例3:如如图图是是两两种种细细胞胞中中主主要要遗遗传传信信息息的的表表达达过过程程。据据图图分分析析,下下列列叙叙述述中中不不正确正确的是的是()A.两种表达过程均主要由线
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