高中生物必修2遗传与进化《第1节基因指导蛋白质的合成》PPT课件(4)1.ppt

1、 第四章第四章 基因的表达基因的表达 第一节基因指导蛋白质的合成第一节基因指导蛋白质的合成安阳市实验中学 赵焕英你看过你看过侏罗纪公园侏罗纪公园吗？吗？l影片说复活的恐龙是科学家利用提影片说复活的恐龙是科学家利用提取出的恐龙取出的恐龙DNADNA分子培育繁殖而来分子培育繁殖而来的。的。l利用已灭绝的生物的利用已灭绝的生物的DNADNA分子，真分子，真的能够使灭绝的生物复活吗？的能够使灭绝的生物复活吗？合成恐龙生命活动的承担者合成恐龙生命活动的承担者蛋白质蛋白质l哪些细胞组分参与了蛋白质的合成？哪些细胞组分参与了蛋白质的合成？l基因如何指导蛋白质的合成？基因如何指导蛋白质的合成？基因指导蛋白质的

2、合成基因指导蛋白质的合成l什么是基因？什么是基因？l蛋白质的合成场所在哪里？蛋白质的合成场所在哪里？lDNADNA携带的遗传信息是怎样传递到携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中去的呢？细胞质中去的呢？l当遗传信息到达细胞质后，细胞又当遗传信息到达细胞质后，细胞又是怎样解读的呢是怎样解读的呢 ？DNA蛋白质合成（细胞核）（细胞核）（细胞质）（细胞质）核孔核孔RNA遗传信息的转录遗传信息的转录lRNARNAlRNARNA与与DNADNA的不同：的不同：l碱基，碱基，U(T) ; U(T) ; 核糖；单链，比核糖；单链，比DNADNA短，易通短，易通过核孔（分布；染色；基本单位名称）。过核孔（分布；染

3、色；基本单位名称）。lRNARNA种类：种类：mRNA(mRNA(信使信使RNA)RNA)l tRNAtRNA ( (转运转运RNA)RNA)l rRNArRNA( (核糖体核糖体RNA)RNA) ( (一一) )RNARNA的结构、分类和作用的结构、分类和作用l当细胞中只有当细胞中只有RNA时，它是遗传物质；当细胞时，它是遗传物质；当细胞中含有中含有DNA时，时，RNA主要是负责主要是负责DNA遗传信息遗传信息的翻译和转录。的翻译和转录。DNARNA脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖TCATG T TT AAG T AC A A A T DNADNA的平面结构图的平面结构图AG T AC A A A

4、T AGCUGACGGUUUDNADNA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RNARNAAG T AC A A A T AGCUGACGGUUU DNADNA与与RNARNA的碱基互补配对：的碱基互补配对：AUAU；TCTC；CGCG；TATARNA RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T AGCGACGGUUUUAG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T GCGACGGUUU UAAG T AC A A A T GCGACGUUGU UAAG T AC A A A T GCGACGUGU

5、 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 CAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U C形成的形成的 mRNA mRNA 链，链，DNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上RNARNADNADNAAG T AC A A A T UCAUGuUUAmRNA 核孔核孔D

6、NAmRNAmRNA在细胞核中合成在细胞核中合成AG T AC A A A T UCAUG U 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转录转录v场所：细胞核场所：细胞核v a.DNAa.DNA解旋，以一条链为模板合成解旋，以一条链为模板合成RNARNAv b. DNA b. DNA与与RNARNA的碱基互补配对：的碱基互补配对：AU;AU;v T-A; C-G; G-C T-A; C-G; G-Cv c . c .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v条件：条件： 模板：模板：DNADNA的一条链的一条

7、链v 酶酶 ：解旋酶、：解旋酶、 RNARNA聚合酶等聚合酶等v原料：四种核糖核苷酸原料：四种核糖核苷酸v能量：能量：ATPATPv结果：形成一条结果：形成一条mRNAmRNAv这样：这样：DNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA转录过程v1 DNA1 DNA双链解开，碱基暴露。双链解开，碱基暴露。v2 2 游离的核糖核苷酸随机地与游离的核糖核苷酸随机地与DNADNA链上的碱链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与基碰撞，当核糖核苷酸与DNADNA上的碱基互补上的碱基互补时，两者以氢键结合。时，两者以氢键结合。v3 3 核糖核苷酸不断连接，新合成的核糖核苷酸不断连接，新合成的

8、mRNAmRNA分分子不断延长子不断延长 最后从最后从DNADNA链上释放链上释放 DNADNA双链恢复双链恢复复制和转录的比较复制和转录的比较复制转录场所场所解旋解旋模板模板原料原料酶酶能量能量碱基配碱基配对原则对原则产物产物细胞核细胞核细胞核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DNADNA的两条链的两条链只有只有DNADNA的一条链的一条链DNADNA解旋酶、解旋酶、 DNADNA聚合酶聚合酶DNADNA解旋酶、解旋酶、 RNARNA聚合酶聚合酶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ATPATP.A T G C .A T G C .T T A C

9、 G A C G.U A C G子代子代DNADNAmRNAmRNAv转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？m RNA如何将信息翻译成蛋白质？碱基与氨基酸的对应关系vDNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定蛋白质的20中氨基酸的？4种碱基只能决定种碱基只能决定4种氨基酸，种氨基酸，4 41 1=4=4。二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种，种，42=16。三个碱基决定一个氨基酸只能决定三个碱基决定一个氨基酸只能决定6464种，种，

10、4 43 3=64=64，足够有余。，足够有余。如果一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合如果一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的出构成蛋白质的2020种氨基酸？种氨基酸？如果如果2 2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸，个氨基酸，4 4种碱基能决定多少种氨基酸种碱基能决定多少种氨基酸UCAUG U UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子 mRNA上决定上决定一个氨基酸一个氨基酸的的3个相邻碱基个相邻碱基密码子密码子概念：概念

11、：特点：特点：种类种类起始密码子：起始密码子：普通密码子：普通密码子：终止密码子：终止密码子：3种，种，UAA、UGA、UAG,不编码氨基不编码氨基酸，只是终止信号酸，只是终止信号mRNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3个相邻碱基个相邻碱基一种氨基酸可以有多个密码子一种氨基酸可以有多个密码子2种，种，AUG、GUG，也编码氨基酸，也编码氨基酸59种，只编码氨基酸种，只编码氨基酸v这些氨基酸又是如何被运送到这些氨基酸又是如何被运送到核糖体里，按密码子的序列链核糖体里，按密码子的序列链接成肽链的呢？接成肽链的呢？tRNAtRNA 搬运工搬运工 联系氨基酸和密码子的关系，联系氨基酸和密码子的关

12、系，推测氨基酸和推测氨基酸和tRNA的关系？的关系？ 一种一种tRNA只能识别并转运只能识别并转运一种氨基酸，从其具携带氨基一种氨基酸，从其具携带氨基酸的能力考虑，细胞中的酸的能力考虑，细胞中的tRNA应有多少种？应有多少种？形态：形态：三叶草形三叶草形一种氨基酸可以由一种或几种一种氨基酸可以由一种或几种tRNA转运转运6161种种反密码子反密码子概念：概念：种类：种类：与与mRNA分子中密码子互补配对的分子中密码子互补配对的tRNA上的上的3个碱基个碱基61种，反密码子与种，反密码子与61种决定种决定氨基酸的密码子对应氨基酸的密码子对应UCAUG U UUAmRNAAA UTCATG T T

13、T AAG T AC A A A T DNAtRNA酪氨酸酪氨酸过程过程二、翻译二、翻译1、概念：、概念：2、场所：、场所：3、模板：、模板：4、原料：、原料：5、产物：、产物：7、配对原则：、配对原则：6、运载工具：、运载工具：游离在细胞质中的各种氨基酸，以游离在细胞质中的各种氨基酸，以 mRNA为模为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程细胞质的细胞质的核糖体核糖体上上mRNA20种游离的氨基酸种游离的氨基酸蛋白质（或多肽链）蛋白质（或多肽链）tRNAA-U，U-A，C-G，G-C遗传信息的遗传信息的转录与翻译转录与翻译的比较的比较转录转录翻译翻

14、译场所场所原料原料配对配对解旋解旋产物产物细胞核细胞核细胞质细胞质4种核糖核苷酸种核糖核苷酸氨基酸氨基酸DNAmRNAAU、TA、CGmRNAtRNAAU、CG有有无无RNA多肽（还需加工）多肽（还需加工）2、下列过程中，不出现碱基互补配对的是、下列过程中，不出现碱基互补配对的是 ( )A . DNA 分子的复制分子的复制 B 目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合 C 以以 mRNA 为模板合成蛋白质为模板合成蛋白质 D . RNA 通过核孔转移到细胞质中通过核孔转移到细胞质中 D3、在蛋白质的合成过程中，决定蛋白质种类的是：、在蛋白质的合成过程中，决定蛋白质种类的是： （ ） A、核苷酸

15、、核苷酸 B、信使、信使RNA C、核糖体、核糖体 D、转运、转运RNA4、下列哪一项不可能是遗传密码（、下列哪一项不可能是遗传密码（ ）A. ATC B. UUC C. CAG D. GGCBA1、与与DNADNA相比，相比，RNARNA所特有的成分是所特有的成分是 （ ） A. A. 脱氧核糖和鸟嘌呤脱氧核糖和鸟嘌呤 B. B. 核糖和尿嘧啶核糖和尿嘧啶 C. C. 脱氧核糖和胸腺嘧啶脱氧核糖和胸腺嘧啶 D. D. 核糖和胸腺嘧啶核糖和胸腺嘧啶B 巩固练习：巩固练习：A U G C A C U G G C G U U G C U G U C C U U A A写出上图正在合成的肽链的氨基酸序列。写出上图正在合成的肽链的氨基酸序列。甲硫氨酸甲硫氨酸组氨酸组氨酸色氨酸色氨酸精氨酸精氨酸半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸脯氨酸脯氨酸终止密码子终止密码子复制、转录和翻译的比较复制、转录和翻译的比较比较项目比较项目复制复制 转录转录 翻译翻译场场 所所模模 板板酶酶能能 量量原原 料料产产 物物碱基配对碱基配对