【生物】41基因指导蛋白质的合成课件1（人教版必修2）.ppt

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1、第第4 4章章 基因的表达基因的表达第第1 1节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成人教版必修2 电电影影侏侏罗罗纪纪公公园园中中恐恐龙龙复复活活的的场场景景问题探讨：问题探讨：2.2.利用已灭绝的恐龙利用已灭绝的恐龙DNADNA真的能让恐真的能让恐龙复活吗？龙复活吗？3.3.如果确实获得恐龙的如果确实获得恐龙的DNADNA要使恐龙要使恐龙复活，你认为首先要解决什么问题复活，你认为首先要解决什么问题？1.1.你知道导演如何让恐龙复活的吗你知道导演如何让恐龙复活的吗？科学家实验科学家实验：19551955年，有人分别用洋葱根尖年，有人分别用洋葱根尖和变形虫进行实验。如果往洋葱根尖细胞和和

2、变形虫进行实验。如果往洋葱根尖细胞和变形虫中加入变形虫中加入RNARNA酶分解细胞质中的酶分解细胞质中的RNA,RNA,细细胞中的蛋白质合成就会停止。而再加进从酵胞中的蛋白质合成就会停止。而再加进从酵母菌中提取的母菌中提取的RNARNA，则又能够合成一定数量则又能够合成一定数量的蛋白质。的蛋白质。实验结果表明：实验结果表明：蛋白质合成显然跟蛋白质合成显然跟RNARNA有关有关材料分析材料分析问题回顾：问题回顾：基因主要存在于细胞的哪个部分？基因主要存在于细胞的哪个部分？蛋白质合成的场所是什么？蛋白质合成的场所是什么？遗传信息遗传信息是如何从细胞是如何从细胞核传到核糖体，核传到核糖体，从而控制蛋

3、白从而控制蛋白质合成的？质合成的？基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成主要在细胞核主要在细胞核在在细胞质进行细胞质进行通过通过RNARNARNA充当了两者之间信使。充当了两者之间信使。问题：问题：为什么为什么RNARNA适于作适于作DNADNA的信使？的信使？1 12 23 34 45 5OOA1 12 23 34 45 5OOG1 12 23 34 45 5OOT1 12 23 34 45 5OOC1 12 23 34 45 5OOC1 12 23 34 45 5OOG1 12 23 34 45 5OOA1 12 23 34 45 5OOU|H H|H H|H H|H H|OHOH|OH

4、OH|OHOH|OHOH三种三种RNA示意图示意图信使信使RNARNA：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DNADNA和和RNARNA的的比较比较DNADNARNARNA基本单位基本单位五碳糖五碳糖含含N碱基碱基空间结构空间结构脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖脱氧核糖A A、T T、G G、C C双链双链核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖A A、U U、G G、C C单链单链原因：1、它的基本结构与DNADNA很相似很相似，也是由基，也是由基本单位核苷酸组成。本单位核苷酸组成。122 2

5、、RNA一般是单链，而且比DNA短短，因此，因此能够通过核孔进入细胞质能够通过核孔进入细胞质 一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录 DNA mRNA DNADNA的遗传信息的遗传信息是是怎样传怎样传给给m mRNARNA的的呢？呢？TCATG T TT AAG T AC A A A T DNADNA（基因）的平面结构图（基因）的平面结构图转录的过程转录的过程解旋解旋AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU转录的模板与原料转录的模板与原料AG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA 聚合酶聚合酶转录的条件转录的条件AG T AC A A A T AGCGACGG

6、UUUU转录遵循的原则转录遵循的原则配对AG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T GCGACGGUUU UA依次连接AG T AC A A A T GCGACGUUGU UAAG T AC A A A T GCGACGUGU UAUAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAAG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA UAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U Cm

7、RNA释放 细胞质细胞质 细胞核细胞核 核核 孔孔mRNAmRNA在细胞核中合成在细胞核中合成AG T AC A A A T GU UAU UA U CDNAmRNAAG T AC A A A T UCAUG 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UCAUG A UUAmRNATCATG T TT AAG T AC A A A T AG T AC A A A T GU UAU UA U CmRNA模板链模板链非模板链非模板链模板链模板链DNADNAmRNAmRNA（1）转录的定义：）转录的定义：？（2）转录的场所：）转录的场所：？（3

8、）转录的模板：）转录的模板：？（4）转录的原料：）转录的原料：？（5）转录的条件：）转录的条件：？（6）转录时的碱基配对：）转录时的碱基配对：？（7）转录的产物：）转录的产物：？在细胞核中，以在细胞核中，以DNA的的一条链一条链为模板合成为模板合成mRNA的的过程。细胞核细胞核。DNA分子的一条链分子的一条链。四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸。模板、原料、模板、原料、ATP（能量）、酶。（能量）、酶。A T C GDNA RNA U A G CmRNA。遗传信息流动：遗传信息流动：DNADNAmRNAmRNA按照碱基配对原则，1、写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列，2、写出b链对应的a链的

9、碱基序列。DNA双链双链片段片段a链链b链链C G A A C C T C A C G C信使信使RNA比较比较mRNA和和b链，以及链，以及mRNA和和a链的碱基序列的差异。链的碱基序列的差异。G C T T G G A G T G C GGCUUGGAGUGCG 1、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？2、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？思考与讨论思考与讨论DNA复制和转录的对比复制和转录的对比对比项目复制转录场所模板原料产物遵循原则细胞核细胞核两条母链两条母链脱氧核苷酸脱氧核

10、苷酸DNA分子分子(2个，相同个，相同)碱基互补配对碱基互补配对细胞核细胞核一条母链一条母链核糖核苷酸核糖核苷酸mRNA(1个个)碱基互补配对碱基互补配对 mRNAmRNA通过核孔进入细胞质中，开始通过核孔进入细胞质中，开始了它的新的里程了它的新的里程-翻译翻译问题情境 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顺序呢？mRNA如何将遗传信息翻译成蛋白质。UCAUG A UUAmRNA二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译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AA1AA2AA

11、3AA4AA5AA6AA7AA8AA9AA10AA11AA12AA13AA14AA15AA16AA17AA18AA19AA20思考：思考：mRNAmRNA的四种碱基如何决定的四种碱基如何决定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个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，2 2 2

12、2个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，3 3 3 3个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，4(A.U.C.G)4(A.U.C.G)4(A.U.C.G)A AA UA CA GC AC UC CC GU AU UU CU GG AG UG CG G只能决定只能决定只能决定只能决定4 4 4 4种种种种只能决定只能决定只能决定只能决定4 4 4 42 2 2 216161616种种种种只能决定只能决定只能决定只能决定4 4 4 43 3 3 364646464种种种种A U CG第一个第一个字母字

13、母第二个字母第二个字母第三个第三个字母字母U UC CA AG GU U苯苯 丙丙 氨氨 酸酸丝丝 氨氨 酸酸酪酪 氨氨 酸酸半半 胱胱 氨氨 酸酸U U苯苯 丙丙 氨氨 酸酸丝丝 氨氨 酸酸酪酪 氨氨 酸酸半半 胱胱 氨氨 酸酸C C亮亮 氨氨 酸酸丝丝 氨氨 酸酸终终 止止终终 止止A A亮亮 氨氨 酸酸丝丝 氨氨 酸酸终终 止止色色 氨氨 酸酸G GC C亮亮 氨氨 酸酸脯脯 氨氨 酸酸组组 氨氨 酸酸精精 氨氨 酸酸U U亮亮 氨氨 酸酸脯脯 氨氨 酸酸组组 氨氨 酸酸精精 氨氨 酸酸C C亮亮 氨氨 酸酸脯脯 氨氨 酸酸谷谷 氨氨 酰酰 胺胺精精 氨氨 酸酸A A亮亮 氨氨 酸酸脯脯

14、 氨氨 酸酸谷谷 氨氨 酰酰 胺胺精精 氨氨 酸酸G GA A异异 亮亮 氨氨 酸酸苏苏 氨氨 酸酸天天 冬冬 酰酰 胺胺丝丝 氨氨 酸酸U U异异 亮亮 氨氨 酸酸苏苏 氨氨 酸酸天天 冬冬 酰酰 胺胺丝丝 氨氨 酸酸C C异异 亮亮 氨酸氨酸苏苏 氨氨 酸酸赖赖 氨氨 酸酸精精 氨氨 酸酸A A甲甲 硫硫 氨氨 酸酸（起（起 始）始）苏苏 氨氨 酸酸赖赖 氨氨 酸酸精精 氨氨 酸酸G GG G缬缬 氨氨 酸酸丙丙 氨氨 酸酸天天 冬冬 氨氨 酸酸甘甘 氨氨 酸酸U U缬缬 氨氨 酸酸丙丙 氨氨 酸酸天天 冬冬 氨氨 酸酸甘甘 氨氨 酸酸C C缬缬 氨氨 酸酸丙丙 氨氨 酸酸谷谷 氨氨 酸酸

15、甘甘 氨氨 酸酸A A A A缬缬 氨氨 酸酸（起（起 始）始）丙丙 氨氨 酸酸谷谷 氨氨 酸酸甘甘 氨氨 酸酸G GA AC CG GU UG GA AU UU UA AmRNA 氨基酸 氨基酸 氨基酸密码子：密码子：mRNAmRNA上决定氨基酸的三个上决定氨基酸的三个相邻相邻的碱基的碱基密码子密码子遗传密码的特性：遗传密码的特性：2 2、共共6464个遗传密码，个遗传密码，其中有其中有3 3个终止密个终止密码码，没有对应的氨，没有对应的氨基酸。基酸。能决定氨基能决定氨基酸的遗传密码子只酸的遗传密码子只有有6161个个。3 3、通用性、通用性：地球上：地球上几乎所有的生物共几乎所有的生物共用

16、一套密码子表。用一套密码子表。1 1、简并性、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况。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改变。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改变。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 氨基酸问题：mRNA进入细胞质后与核糖体结合，合成生产蛋白

17、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？ACGUG A 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酸。只能识别并转运一种氨基酸。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转运。转运。反密码子与mRNA上的密码子碱基互补配对专一性：UA C甲硫氨酸甲硫氨酸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.UACGUG A UUA

18、U AU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨 tRNAtRNA 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.ACGUG A UUAU AUU 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 tRNAtRNA 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 .ACGUG A UUAU AUACGUG 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 两个氨基酸分子脱水缩合两个氨基酸分子脱水缩合缩合缩合ACGUG A UUAU AUACGUG

19、A UUAU A C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 核糖体随着核糖体随着 mRNAmRNA滑动滑动.另一个另一个 tRNAtRNA 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.ACGUG A UUAU AUACGUG 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 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ACGUG A UUAU AU甲硫氨甲硫氨酸酸CU A 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ACGU

20、G A UUAU AU 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 .ACGUG A UUAU AU一个一个mRNA分子同时结合多个核糖体分子同时结合多个核糖体意义：少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质分子就可以迅速合成出大量的蛋白质2.翻译的场所：3.翻译时的模板：4.翻译的原料：5.肽链由各相邻的氨基酸通过 连接形成。6.翻译的条件:7.翻译时的碱基配对：8.产物:肽键 A U C GmRNA t RNA U A G 细胞质的核糖体mRNA游离的氨基酸模板、原料、能量、酶、工

21、具遗传信息流动：mRNA 蛋白质蛋白质(肽链)1.翻译的概念：课本P64阶段阶段项目项目转录（有解旋转录（有解旋）翻译（无解旋）翻译（无解旋）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的的一条链为模板一条链为模板合成合成mRNAmRNA的过程。的过程。以以信使信使RNARNA为模板，合为模板，合成具有一定氨基酸顺序成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程的蛋白质的过程细胞核细胞核细胞质的细胞质的核糖体核糖体DNADNA的一条链的一条链信使信使RNARNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质4 4种核

22、糖核苷酸种核糖核苷酸氨基酸氨基酸信使信使RNARNA一定氨基酸排列顺序的多肽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GAGUC A UGCmRNA转转 录录AGAGTCTG CT C CC AG A G T DNA翻翻 译译蛋白质蛋白质缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸精氨酸精氨酸总结：基因指导蛋白质的合成总结：基因指导蛋白质的合成复制复制转录转录翻译翻译时间时间分裂间期生长发育的整个过程场所场所细胞核细胞核核糖体模板模板DNA两条母链DNA的一条链mRNA原料原料 游离脱氧核苷酸4种 游离核糖核苷酸4种氨基酸约20种条件条件模板、原料、能量、酶模板、原料、能量、酶模板、原料、能

23、量、酶配对A-T、T-AA-U、T-AA-U、U-A产物产物两个相同的DNA一个mRNA多肽蛋白质信息信息传递传递DNA DNADNA RNARNA蛋白质蛋白质DNARNA蛋白质转录翻译复制1、遗传密码的组成是（、遗传密码的组成是（）A、由、由A、T、G、C四种碱基中任何三个做四种碱基中任何三个做排列组合。排列组合。B、由、由A、U、G、C四种碱基中任何三个做四种碱基中任何三个做排列组合。排列组合。C、由、由A、T、G、C、U五种碱基中任何三五种碱基中任何三个做排列组合。个做排列组合。D、由、由A、U、G、T四种碱基中任何三个做四种碱基中任何三个做排列组合。排列组合。B课堂练习课堂练习2、DN

24、A决定决定RNA的性质是通过（的性质是通过（）A、信使信使RNA的密码的密码B、DNA特有的自我复制特有的自我复制C、碱基互补配对原则碱基互补配对原则D、转运转运RNA的媒介的媒介C3、已知某转运、已知某转运RNA的一端的三个碱基的一端的三个碱基顺序是顺序是GAU，它所转运的氨基酸是亮氨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酸，那么决定此氨基酸的密码是由下列哪个转录来的（下列哪个转录来的（）A、GATB、GAAC、GUAD、CTAA4、信使、信使RNA中核苷酸的顺序是由中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（下列哪项决定的（）A、转运转运RNA中核苷酸的排列顺序中核苷酸的排列顺序B、蛋白质分子中氨基酸的排列顺序蛋白质分子中氨基酸的排列顺序C、核糖体上的核糖体上的RNA核苷酸的排列顺序核苷酸的排列顺序D、DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序分子中脱氧核苷酸的排列顺序D5、在遗传信息的转录和翻译过程中，、在遗传信息的转录和翻译过程中，起翻译者作用的是（起翻译者作用的是（）A.核糖体核糖体RNAB.转运转运RNAC.信使信使RNAD.氨基酸氨基酸B6、已知一段、已知一段mRNA含有含有30个碱基，其中个碱基，其中A和和G有有12个，转录该段个，转录该段mRNA的的DNA分子中应分子中应有有C和和T的个数是（的个数是（）A.12 B.24 C.18 D.30D