4.1基因指导蛋白质合成高中生物必修2课件ppt.ppt

1、 第第4 4章章 基因的表达基因的表达基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成第第1节：节：基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成主要主要在细胞在细胞核核在细胞在细胞质（核糖体）质（核糖体）进行进行通过通过RNA 问题：问题：为什么为什么RNA适于作适于作DNA（基因）（基因）的信使？的信使？1、比较、比较RNA与与DNA结构结构 比较项目比较项目DNADNARNARNA基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基结构结构主要主要存在部位存在部位分子大小分子大小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 T C G C GA A U U C GC G双链结构双

2、链结构多为单链结构多为单链结构细胞核细胞核细胞质细胞质一：一：RNA的结构、分类及功能的结构、分类及功能较大较大较小较小信使信使RNARNA（mRNAmRNA) )： 遗传信息传递的遗传信息传递的媒介媒介, ,蛋白质合成的蛋白质合成的直接模板直接模板，含含密码子。密码子。核糖体核糖体RNA(RNA(rRNArRNA) )： 与蛋白质构成核糖体。与蛋白质构成核糖体。转运转运RNA(RNA(tRNAtRNA) )： 识别并识别并转运氨基酸转运氨基酸，含，含反密码子，反密码子，能能与密码子互与密码子互补配对。补配对。2、RNA的分类及功能：的分类及功能：nRNA是由基本单位是由基本单位核苷酸连接而成

3、，跟核苷酸连接而成，跟 DNA一样一样能储存遗传信息（能储存遗传信息（DNA的副本）的副本）。nRNA一般为一般为单链单链，比，比DNA短短，能通过核孔，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。从细胞核转移到细胞质中。nRNA与与DNA的关系中，也遵循的关系中，也遵循“碱基互补配碱基互补配对原则对原则”。因此以。因此以RNA为媒介可将遗传信息为媒介可将遗传信息传递到细胞质传递到细胞质中。中。2、为什么、为什么mRNA适于作适于作DNA的信使？的信使？因为它是因为它是遗传信息的传递遗传信息的传递者者，所以叫做信使，所以叫做信使RNA。它是。它是DNA的信使。的信使。1、mRNA为什么叫做信使RNA？

4、它是谁的信使？ DNA的遗传信息是怎样传给的遗传信息是怎样传给mRNA的？的？转录：转录：在细胞核内，以在细胞核内，以DNA的一条链为模板，按照碱基互的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成补配对的原则合成RNA的过程。的过程。二：蛋白质的合成过程（基因的表达）二：蛋白质的合成过程（基因的表达）转录转录翻译翻译具体过程如下：（三种（三种RNA均在细胞核中转录而来）均在细胞核中转录而来）以以DNADNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成RNARNADNADNA游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸AG T AC A A A T UUGGACUGCUGAAG T AC A A A T AGCUGAC

5、GGUUU DNADNA与与RNARNA的碱基互补配对：的碱基互补配对：AUAU；GCGC；CGCG；TATARNA RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T AGCGACGGUUUUAG T AC A A A T GCGACGGUUU UAAG 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

6、UAU UA U C 组成组成 RNA 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AG 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 UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核细胞核 核孔核孔DNAmRNAmRNA在细胞核中合成在细胞核中合成AG 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（）定义：（

7、）定义： （）场所：（）场所： （）模板：（）模板：（）原料：（）原料：（）条件：（）条件：（）碱基配对（）碱基配对:（ 7 7）结果：）结果： （ 8 8）遗传信息流动：）遗传信息流动：在细胞核中以在细胞核中以DNA的一条链为模板的一条链为模板,按碱基互补按碱基互补配对原则原则，合成配对原则原则，合成mRNA的过程的过程细胞核细胞核DNA的一条链的一条链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸(A、G、C、U）模板、原料、酶和模板、原料、酶和ATP碱基互补配对原则碱基互补配对原则（A-U G-C T-A C-G）mRNADNAmRNA关于模板链的说明：关于模板链的说明：AT C GAG CGA G T

8、CTT C G T C AATCGATGACATC GGCDNAUC GCU A G CRNARNA 基因的基因的两条链中只有一条链是两条链中只有一条链是模板链模板链，同一，同一DNADNA分子分子中的不同基因，到底哪条链是有意义链因基因不同而不中的不同基因，到底哪条链是有意义链因基因不同而不同。同。 作为模板的只是作为模板的只是DNA链中的某个链中的某个片段片段基因；基因；基因基因1 1基因基因2 2ab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。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R

9、NA 比较比较mRNA和和b链链(模板链模板链)， 以及以及mRNA和和a链链(模板链的互补链模板链的互补链)的碱基序列的差异。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类别类别项目项目 复制复制 转录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碱基配对配对产物产物细胞核细胞核只解有遗传效应的片段只解有遗传效应的片段只有只有DNA的一条链的一条链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸DNA解旋酶、解旋酶、 RNA聚合酶聚合酶ATPA-U G-C T-A C-GmRNA细胞核细胞核(主主）完全解旋完全解旋DNA的两条链的两条链四种

10、脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶ATPA-T C-G T-A G-C子代子代DNA复制与转录的比较复制与转录的比较1.DNA分子的解旋发生在分子的解旋发生在_过程中过程中( ) A.复制复制 B.转录转录 C.翻译翻译 D.复制和转录复制和转录2.一个一个DNA分子转录出多少种多少个分子转录出多少种多少个mRNA( ) A.一种一个一种一个 B.一种多个一种多个 C.多种多个多种多个 D.无数种无数个无数种无数个DC练一练练一练3、有、有3个核酸，经分析共有个核酸，经分析共有5种碱基，种碱基，8种核苷酸，种核苷酸，4条核苷酸链，则它们是（条核苷酸链，则它们是（

11、）A、一个、一个DNA和两个和两个RNA B、两个、两个DNA和一个和一个 RNAC、三个、三个DNA D、三个、三个RNAA4、如果、如果DNA的一条模板链的碱基排列顺序的一条模板链的碱基排列顺序是是ACGCTAGCA，那么与它互补的另一条链，那么与它互补的另一条链上的碱基排列顺序是上的碱基排列顺序是 ，转录成，转录成的信使的信使RNA上的碱基排列顺序是上的碱基排列顺序是_ 5、如下是转录过程：、如下是转录过程：DNA RNA 该图中有该图中有 种核苷酸，有种核苷酸，有 核酸核酸 ，有，有 种碱种碱基，该过程是在基，该过程是在 中进行的。中进行的。TGCGATCGT625细胞核细胞核UGCG

12、AUCGU 1、RNA的分子结构和化学组成的分子结构和化学组成 2、DNA与与RNA的区别的区别 3、转录过程所需的模板原料和遵循的原则、转录过程所需的模板原料和遵循的原则 4、 DNA的复制与的复制与DNA转录的区别转录的区别 本课小结：本课小结：第第2 2课时课时AGAGTCTG CT C CC AG A G T GAGUC A UGCmRNA转录转录DNADNA的碱基序列的碱基序列mRNA的碱基序列的碱基序列核糖体核糖体细胞质中细胞质中翻译翻译: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为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋质，为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋质，这一

13、过程叫做这一过程叫做 翻译。翻译。mRNA的碱基序列的碱基序列蛋白质的氨基酸序列蛋白质的氨基酸序列合成蛋白质的合成蛋白质的“生产线生产线”GAGUC A UGCmRNA问题：问题：mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系？的碱基与氨基酸之间的对应关系？a) 如果如果1个碱基决定个碱基决定1个氨基酸，个氨基酸，4种碱基能种碱基能决定多少种氨基酸？决定多少种氨基酸？b)如果如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸码多少种氨基酸 ？c)一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，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才足以组合出构成蛋白质的20种氨基

14、酸？种氨基酸？4种种42=16种种3个个 ， 43=64种种4种种20种种? ? 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子mRNAmRNA上上三个相邻的碱基决定三个相邻的碱基决定1 1个氨基酸，个氨基酸，每每3 3个这样的碱基又称做个这样的碱基又称做1 1个个密码子密码子。GAGUC A UGCmRNA（1）一种一种氨基酸可以 和多个多个密码子相对应（2）一个一个密码子只和 一种一种氨基酸相对应1、共共64个个遗传密遗传密码，其中有码，其中有3个终个终止密码止密码，没有对应，没有对应氨基酸。氨基酸。能能决定氨决定氨基酸基酸的遗传密码子的遗传密码子只有只有61个个.3个个终止密码终止密码 UAA

15、.UAG.UGA 2个个起始密码子：起始密码子：AUG GUG遗传密码的特性：遗传密码的特性：遗传密码的特性：遗传密码的特性：2、通用性通用性：地球上：地球上几乎所有的生物几乎所有的生物共用一套密码子共用一套密码子 （这说明生物有（这说明生物有共共同的起源同的起源或生命在或生命在本质上是统一的）本质上是统一的）3、简并性简并性：一种氨：一种氨 基酸有两种以上基酸有两种以上 的密码子的情的密码子的情况况 。在一定程度上能防止在一定程度上能防止由于碱基的改变而导由于碱基的改变而导致蛋白质结构（性状）致蛋白质结构（性状）的改变的改变P65讨论：讨论：A U GG A AG C AU G UC C G

16、A G CA A GC C G甲硫甲硫谷谷丙丙半胱半胱脯脯丝丝赖赖脯脯问题：问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？（能和（能和密码子互补配对密码子互补配对）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和氨基酸转运有何对应关系？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。核糖体核糖体起始密码起始密码密码子密码子密码子密码子密码子密码子密码子密码子终止密码终止密码对翻译过程的理解对翻译过程的理解： U

17、 A CUAGAAUACAGUCACCGGAUmRNA甲硫氨酸甲硫氨酸 U A U C U G U A C密密 码码 子子反密码子反密码子碱基互补配对碱基互补配对起始密码起始密码ACGUG A UUAmRNA细胞核中转录形成的细胞核中转录形成的mRNAmRNA通通过过核孔核孔出来进入细胞质出来进入细胞质翻译的具体过程翻译的具体过程ACGUG A UUAU A C甲硫甲硫氨酸氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨 核糖体核糖体ACGUG A UUAU A C 甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨ACGUG 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

18、异亮氨酸缩合缩合ACGUG A UUAU AC 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ACGUG 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ACGUG 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ACGUG A UUA 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. . 翻译的具体过程翻译的具体过程翻译细胞质（细胞质（核糖体核糖体）mRNA蛋白质（多肽）蛋白质（多肽）氨基酸氨基酸模板

19、、原料、模板、原料、ATP、酶、酶、tRNA等等GC、CG、mRNA蛋白质蛋白质阶段阶段项目项目转录转录翻译翻译解旋解旋场所场所模板模板酶酶原料原料遗传信息传遗传信息传递的方向递的方向碱基配对碱基配对产物产物有无无细胞核细胞核细胞质的核糖体细胞质的核糖体DNADNA的一条链的一条链mRNAmRNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸2020种氨基酸种氨基酸信使信使RNARNA、tRNAtRNA等等（多肽）进一步加工为蛋白质（多肽）进一步加工为蛋白质解旋酶、解旋酶、RNA聚合酶聚合酶缩合酶缩合酶GC、CG、UA、G-C、C-G、T-A、 A -

20、U基因控制蛋白质的合成全过程基因控制蛋白质的合成全过程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从基因的表达过程可以看出：从基因的表达过程可以看出： DNADNA（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使决定了信使RNARNA中中 的排列顺的排列顺序，进而决定序，进而决定 的排列顺序，的排列顺序，最终决定了最终决定了 的结构和功能特异常。的结构和功能特异常。核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质D

21、NA、mRNA的碱基和氨基酸的数量关系的碱基和氨基酸的数量关系结论结论:C G TGCAC A TG C A C TG G TADNA谷氨酸谷氨酸组氨酸组氨酸精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸C G UGGAC A UmRNAG C A C U G G U AtRNA氨基酸序列氨基酸序列基因的碱基基因的碱基 mRNAmRNA的碱基的碱基 氨基酸氨基酸 = =6 3 1DNA双链双链 T T信使信使RNA U转运转运RNA G 氨基酸氨基酸AAACUAGC组氨酸组氨酸1、据基因控制蛋白质合成过程遗传信息的传、据基因控制蛋白质合成过程遗传信息的传递的规律，填写下表：递的规律，填写下表：练习练习2、已知某转运

22、已知某转运RNA的一端的三个的一端的三个碱基顺序是碱基顺序是GAU，它所转运的氨，它所转运的氨基酸是亮氨酸，那么基酸是亮氨酸，那么决定决定此氨基酸此氨基酸的密码是由下列哪个转录来的的密码是由下列哪个转录来的（ ）A、GAT B、GAAC、GUA D、CTAA3、基因控制性状表现的主要途径是：（、基因控制性状表现的主要途径是：（ ） A、RNA 蛋白质蛋白质 （性状）（性状） B、 DNA 蛋白质（性状）蛋白质（性状） C、RNA DNA 蛋白质（性状）蛋白质（性状） D、DNA RNA 蛋白质（性状）蛋白质（性状）D4、DNA的主要功能是遗传信息的：（的主要功能是遗传信息的：（ ） A、储存与

23、分配、储存与分配 B、 转录与翻译转录与翻译 C、储存与释放、储存与释放 D、传递与表达、传递与表达 D 5、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分子中应有分子中应有C和和T的个数是（的个数是（ ） A 、12 B、 24 C、18 D、 30D1.翻译的起始码有: 个， 终止码有: 个2.决定氨基酸的密码子 种。3.翻译时的碱基配对：4.肽链由各相邻的氨基酸通过 连接形成。5.翻译的条件： 3 3 6161肽键肽键2 2 A U C GmRNA t RNA 酶酶，ATP、模板、原料、模板、原料、tRNAU A G C