【课件】基因指导蛋白质的合成课件高一下学期生物人教版(2019)必修2.pptx
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1、1你是双眼皮,你的母亲也是双眼皮,这个现象就是遗传,你母亲的双眼皮性状是如何遗传给你的呢?是你母亲把她的双眼皮挖下来给你了吗?显然不是,你母亲遗传给你的是双眼皮基因,在双眼皮基因中脱氧核苷酸的排列顺序就代表了双眼皮,也就是说你母亲给你的是一张建造双眼皮的图纸2通过双眼皮图纸如何才能建造出双眼皮呢?蛋白质是生命活动的主要承担者,是生物性状的主要表现者,因此要通过双眼皮基因去控制合成相应的蛋白质,才能在你体内建造出双眼皮第4章基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成学习目标:1.准确口述遗传信息的转录和翻译过程;2.说出遗传信息与“密码子”的概念;细胞核中DNA储存重要的遗传信息,为安全DNA一辈子
2、始终待在细胞核中,而蛋白质的合成是在细胞质中核糖体上进行,细胞核中DNA上的遗传信息怎样才能从细胞核到达细胞质呢?这就需要一个信使(mRNA)把细胞核中DNA上的信息带到细胞质中,这个过程就是转录(转移录制)不同的基因中碱基对排列顺序不同,代表着不同的遗传信息,转录出的mRNA碱基排列顺序不同,控制合成的蛋白质不同(氨基序序列不同),因此mRNA来到核糖体中就要把mRNA中的碱基排列顺序语言翻译成蛋白质中氨基酸排列顺序语言,这个过程就是翻译,翻译员是tRNA项目 DNA RNA组成成分碱基五碳糖基本单位空间结构分布A、T、G、C 脱氧核糖 A、U、G、C核糖脱氧核苷酸 核糖核苷酸 通常是规则的
3、双螺结构 通常是单链结构主要在细胞核中主要在细胞质中RNA适合做DNA”信使”的原因1、RNA也含四种核苷酸,可储存遗传信息2、RNA一般是单链,比DNA短,能通过核孔,转移到细胞质中。知识回顾:DNA和RNA的区别3.RNA3.RNA的种类和功能的种类和功能把把DNADNA的遗传信息传递给蛋白质的遗传信息传递给蛋白质运输氨基酸运输氨基酸和蛋白质共同组成核糖体和蛋白质共同组成核糖体mRNA(信使RNA)tRNA(转运RNA)rRNA(核糖体RNA)转录1链2链解旋:DNA双链解开,DNA双链的碱基暴露配对游离的核糖核苷酸与DNA链上的碱基碰撞,互补配对,在RNA聚合酶作用下开始mRNA的合成延
4、伸:新结合的核糖核苷酸链接到正在合成的mRNA分子上释放:合成的mRNA从DNA链上释放,而后,DNA双螺旋恢复【聚焦】遗传信息的转录(1)转录的定义:?(2)转录的场所:?(3)转录的条件:?(5)转录的产物:?在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成,通过RNA聚合酶合成RNA的过程。主要细胞核。此外还有叶绿体,线粒体a模板:DNA分子(基因)的一条链。b原料:四种核糖核苷酸。c能量:ATP d酶:RNA 聚合酶mRNA tRNA rRNA(66)遗传信息流动:)遗传信息流动:DNAmRNA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 链的碱基序列
5、。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模板链编码链(1)、指出各部分的名称。(2)请描述转录的过程 RNA聚合酶模板链编码链DNARNA核糖核苷酸酶移动方向思考:1、RNA聚合酶是否将整个DNA进行转录?RNA-DNA杂交区域游离核苷酸RNA聚合酶移动方向RNA聚合酶DNA双螺旋解开DNA双螺旋重新形成编码链模板链 核苷酸加到RNA末端RNA解开双螺旋的DNA片段包括一个或几个基因。(转录是以基因为单位的)
6、2、转录合成的RNA可以直接作为合成相应蛋白质的 模板吗?真核细胞中,细胞核内转录合成的RNA必须经过加工成为成熟的mRNA后,才能转移到细胞质中。RNA-DNA杂交区域游离核苷酸RNA聚合酶移动方向RNA聚合酶DNA双螺旋解开DNA双螺旋重新形成编码链模板链 核苷酸加到RNA末端RNA3 判断:转录时会形成DNA和RNA的杂合双链 图中转录的方向是从右向左杂合双链转录方向是从RNA的非杂合区域杂合区域,因此该图转录方向是从左向右4转录需要解旋酶吗?NO下图中ad表示果蝇X染色体上的几个基因 基因1片段基因2片段基因3片段基因4片段链链1 该染色体上所有基因会同时转录吗?2 基因3转录时以链为
7、模板,基因4转录时以链为模板可以吗吗?不会,转录以基因为单位进行,不是以DNA为单位,根据个体发育代谢情况需要哪个基因表达,哪个基因就转录当然可以,转录以基因为单位探究RNA如何把信息传给蛋白质(翻译:mRNA 蛋白质)碱基序列氨基酸序列问题1:mRNA的4种碱基如何对应蛋白质的20种氨基酸?问题2:谁来翻译?(既懂核苷酸“语言”,又懂氨基酸“语言”?)RNA 蛋白质RNA四种碱基蛋白质20种氨基酸思考:mRNA的四种碱基如何决定20种氨基酸?碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的?A C U G A C U G 氨基酸A C U G A C U G 氨基酸A C U G A C U G 氨基酸1
8、1个碱基决定一个氨基酸,个碱基决定一个氨基酸,22个碱基决定一个氨基酸,个碱基决定一个氨基酸,33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 A A U A C A G C A C U C C C GU A U U U C U G G A G U G C G G只能决定只能决定44种种只能决定只能决定44221616种种只能决定只能决定44336464种种A U C G 密码子 密码子 密码子U C A U G A UUAmRNA密码子mRNA上三个相邻的碱基决定一种氨基酸,叫一个密码子。1.定义:2.种类:3.与氨基酸的对应关系
9、:4.特性:第一个碱基第二个碱基第三个碱基U C A GU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止、硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸(起始)苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG21种氨基酸的密码子表(P67)第一个碱基第二个碱基第三个
10、碱基U C A GU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止、硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸(起始)苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG21种氨基酸的密码子表(3)种类:64种终止密码子:UAA UAG UGA包括起始密码:AUG
11、GUG不编码氨基酸的:编码氨基酸的:61(通常)或62种2或3种正常情况下UGA是终止密码子(不编码氨基酸),特殊情况下编码硒代半胱氨酸。密码子 密码子 密码子U C A U G A UUAmRNA密码子mRNA上三个相邻的碱基叫一个密码子。1.定义:2.位置:3.种类:4.与氨基酸的对应关系:5.特性:mRNA上。64种,决定氨基酸的通常有有61种,三种终止密码子通常不对应氨基酸,特殊情况下UGA编码硒代半胱氨酸。一种密码子只决定一种氨基酸,一种氨基酸可由一种或多种密码子决定(密码子的简并性)。(1)简并性:意义:维持性状的稳定。(2)通用性:所有生物共用一套密码子。A A U亮氨酸A C
12、U天冬氨酸AUG异亮氨酸 反密码子tRNA运输氨基酸的工具:搬运工。1.tRNA的功能:2.tRNA(反密码子)的种类:3.tRNA与氨基酸的关系:通常61种。一种tRNA只转运一种氨基酸,一种氨基酸可由多种tRNA转运。一端连接氨基酸,一端识别密码子,将氨基酸运输到相应位置。(翻译员:既懂得mRNA语言又懂得氨基酸语言)密码子与反密码子的比较:密码子 反密码子位置种类对应关系功能mRNA上 tRNA上64种 通常61种一种密码子只决定一种氨基酸,一种氨基酸可由一种或多种密码子决定。一种tRNA只转运一种氨基酸,一种氨基酸可由一种或多种tRNA转运。编码(决定)氨基酸与密码子配对,将氨基酸运输
13、到相应位置翻译:在核糖体上,以信使RNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA第1步mRNA进入细胞质,与核糖体结合。UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA位点1第1步携带甲硫氨酸的tRNA,通过与碱基AUG互补配对,进入位点1UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱A
14、CA脯AG G谷CUU丝GGA位点1 位点2第2步 携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA第3步位点1 位点2肽键CAC色甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键,从而转移到位点2的tRNA上UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA位点1 位点2第4步核糖体沿mRNA移动,读取下一个密码子。原位点1的tRNA离开核糖体,原位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带
15、氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA位点1 位点2形成肽键UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA位点1 位点2核糖体移动读取下一个密码子UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA位点1 位点2形成肽键UAAUCCUCUGGCGCAUACUGG
16、UGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA位点1 位点2核糖体移动读取下一个密码子UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA位点1 位点2核糖体移动读取下一个密码子UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA位点1 位点2形成肽键UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC
17、半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA位点1 位点2核糖体移动读取下一个密码子UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA位点1 位点2形成肽键UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA位点1 位点2核糖体移动读取下一个密码子UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组 UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA位点1 位点2形成肽键UAA
18、UCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组 UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA位点1 位点2核糖体移动读取下一个密码子UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA位点1 位点2形成肽键UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA位点1 位点2核糖体遇到mRNA终止密码子,翻译结束终止密码子无tRNA与之配对UAAUCCUCUGGCGCA
19、UACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA位点1 位点2UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AG G谷CUU丝GGA肽链合成后,从核糖体与mRNA复合物上脱离 肽链合成后,就从核糖体与mRNA的复合物上脱离,通常经过一系列步骤,盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子,然后开始承担细胞生命活动的各项职责。6.6.翻译翻译场所:原料:模板:条件:原则:产物:核糖体氨基酸mRNAtRNA、酶、能量碱基互补配对原则(A-U U-A C-G G
20、-C)多肽翻译:在核糖体上,以信使RNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。DNA(基因)蛋白质RNA转录 翻译基因指导蛋白质合成的过程tRNA转运转运RNARNA(tRNAtRNA):):含有反密码子含有反密码子1tRNA上只有三个碱基吗?2 RNA是单链,所以RNA中没有氢键,这句话对吗?有很多碱基,但只有三个碱基构成反密码子错,局部形成双链结构,有氢键3、基因表达过程中相关数量的计算(1)、蛋白质中氨基酸数与mRNA、DNA中碱基数的关系:CT AC CACT GG ATGG TGA CGA UG G U G ACDNA的遗传信息mRNA的遗传信息蛋白质的氨基酸排列顺序转录转录
21、翻译翻译氨基酸 n3n6n氨基酸:mRNA碱基数:DNA碱基数1:3:6氨基酸数目tRNA数目注意:无特别说明,不考虑终止密码(2)、计算中“最多”和“最少”的分析:翻译时,mRNA上的终止密码一般不决定氨基酸,因此准确地说,mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。在回答有关问题时,应加上最多或最少等字。如:mRNA上有n个碱基,转录产生它的基因中至少有2n个碱基,该mRNA指导合成的蛋白质最多有n/3个氨基酸。例例.某基因中含有某基因中含有12001200个碱基,则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽个碱基,
22、则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是键的个数是()A.198A.198个个 B.199B.199个个 C.200C.200个个 D.201D.201个个B转录 翻译 细胞核 细胞质 DNA的一条链 mRNA 核糖核苷酸 RNA 多个 少量的mRNA分子可以迅速合成出大量蛋白质从左向右 内质网、高尔基体 考点二基础回扣 要点探究 命题设计 返回 疑难辨析考点二 遗传信息的转录与翻译 考点二基础回扣 要点探究 命题设计 返回ACG GAT CTA GAA CUA GAA ACG CUU 疑难辨析转录 翻译 不能 核膜 不能 转录翻译DNA复制转录翻译转录1.判断以下图像属于那种生理过程?
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