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).ppt

1、基因基因控制生物体的控制生物体的指导指导合成合成蛋白质蛋白质体现者体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达基因的表达。基因是怎样指导蛋白质合成的呢？基因是怎样指导蛋白质合成的呢？长沙县一中 李芳1 1、DNADNA（基因）主要存在于哪里？（基因）主要存在于哪里？2 2、蛋白质在何处合成？、蛋白质在何处合成？主要存在于主要存在于细胞核细胞核中中蛋白质的合成蛋白质的合成在细胞质中的在细胞质中的核糖体核糖体上进行上进行指导指导通过通过RNARNA作为作为信使信使问题：为什么问题：为什么RNARNA适于作适于作DNADNA的信使？的信使？为什么为什么RNARNA适于作适

2、于作DNADNA的信使？的信使？vRNARNA也是由也是由核苷酸核苷酸连接而成，也能连接而成，也能储存遗传储存遗传信息信息。vRNARNA与与DNADNA的关系中，也遵循的关系中，也遵循碱基互补配对碱基互补配对原则原则。vRNARNA一般为一般为单链单链，比，比DNADNA短短，能通过，能通过核孔核孔，从细胞核转移到细胞质中从细胞核转移到细胞质中。RNARNA和和DNADNA的区别的区别项目项目RNARNADNADNA名称名称组成组成基本单位基本单位结构结构存在部位存在部位核糖核酸核糖核酸脱氧脱氧核糖核酸核糖核酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧脱氧核苷酸核苷酸一般为一般为单链单链一般为一般为双螺旋结构

3、双螺旋结构主要存在于主要存在于细胞质细胞质中中主要存在于主要存在于细胞核细胞核中中核糖、磷酸、含氮碱核糖、磷酸、含氮碱基：基：A A、G G、C C、U U脱氧脱氧核糖、磷酸、含核糖、磷酸、含氮碱基：氮碱基：A A、G G、C C、T T核糖与脱氧核糖v信使信使RNARNA mRNAmRNAv转运转运RNARNA tRNAtRNAv核糖体核糖体RNARNA rRNArRNARNARNA的种类的种类1 1、概念：、概念： 在细胞在细胞核中，以核中，以DNADNA的的一条链为模板一条链为模板，按照按照碱基互补配碱基互补配对对原则，合成原则，合成mRNAmRNA的过程。的过程。DNADNA的遗传信息

4、是怎么传递给的遗传信息是怎么传递给mRNAmRNA的呢？的呢？一一. . 遗传信息的遗传信息的转录转录转录过程TCATG T TT AAG T AC A A A T AG T AC A A A T TCATG T TT ADNA DNA 解旋解旋，通过，通过解旋酶解旋酶打开氢键。打开氢键。AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU以以DNADNA的的一条链一条链为为模板模板以以游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸为为原料原料RNARNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T AGCUGACGGUUUAG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A

5、 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 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 UCAUG U UUAmRNA细胞质细胞

6、质信使信使RNARNA（mRNAmRNA）通过通过核孔核孔从从细胞核细胞核中出来，到中出来，到细胞质细胞质中中. .细胞核细胞核核孔核孔AG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA 细胞质细胞质细胞核细胞核主要在主要在细胞核细胞核2 2、场所：、场所：3 3、条件：、条件：4 4、产物：、产物：（细胞质中也有（细胞质中也有DNADNA，也能进行转录），也能进行转录）模板：模板：酶：酶：原料：原料：能量：能量：DNA的一条链的一条链解旋酶、解旋酶、RNA聚合酶聚合酶游离的四种核糖核苷酸游离的四种核糖核苷酸ATPmRNAa. DNA a. DNA 解旋解旋，以，以一条链为模板一条

7、链为模板合成合成RNARNAb. DNAb. DNA与与RNARNA的碱基互补配对：的碱基互补配对：A AU U ; T ; TA A； C CG G；G GC Cc. c. 组成组成 RNARNA的核糖核苷酸一个个的核糖核苷酸一个个连接连接起来起来5 5、过程：、过程：复制复制转录转录场所场所模板模板原料原料酶酶能量能量碱基配对碱基配对产物产物细胞核细胞核细胞核细胞核DNADNA的的两条链两条链DNADNA的的一条链一条链4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶解旋酶、解旋酶、RNARNA聚合酶聚合酶ATPATPATPATP2 2个

8、个DNADNA1 1个个mRNAmRNAA-TA-T、T-AT-A、G-CG-C、C-GC-GDNADNA复制和转录的对比复制和转录的对比A-A-U U、T-AT-A、G-CG-C、C-GC-G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RNA比较比较mRNA、 a链、链、b链三者之间碱基序列的差异。链三者之间碱基序列的差异。G C T T G G A G T G C GG C U U G G A G U G C Gv概念概念二二. . 遗传信息的遗传

9、信息的翻译翻译 在细胞质中的在细胞质中的核糖体核糖体上上, ,以以游离游离在在细胞质中的各种细胞质中的各种氨基酸氨基酸为为原料原料，以，以mRNAmRNA为为模板模板，合成具有，合成具有一定氨基酸顺序的蛋一定氨基酸顺序的蛋白质白质的过程。的过程。碱基碱基与与氨基酸氨基酸之间的对应关系如何？之间的对应关系如何？RNA4种种碱基碱基蛋白质蛋白质2020种种氨基酸氨基酸v1个碱基个碱基v2个碱基个碱基v3个碱基个碱基1个氨基酸个氨基酸43 4241 实验验证：实验验证：19611961年英国的克里克和同事用实验证明一年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由个氨基酸是由m mRNARNA的的3 3

10、个碱基决定，即个碱基决定，即三联体密码子三联体密码子信使信使RNARNA上上决定一个氨基酸决定一个氨基酸的的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基密码子密码子: :UCAUG A UUAmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子 第第1个字母个字母 第第2个字母个字母 第第3个字母个字母 密码子密码子苯丙氨酸 U U U UUU？ 精氨酸 A G G AGG请你观察：请你观察：1 1、每个密码子是否都可以编码氨基酸呢？、每个密码子是否都可以编码氨基酸呢？2 2、一个密码子是否只能编码一种氨基酸？、一个密码子是否只能编码一种氨基酸？3 3、同一种氨基酸可以由不同的密码子进行编码吗？、同一种氨基

11、酸可以由不同的密码子进行编码吗？阅读密码子表思考讨论：阅读密码子表思考讨论：v1、请找出起始密码子与终止密码子。、请找出起始密码子与终止密码子。 v2、已知一段、已知一段mRNA的碱基序列是的碱基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能写出对应的氨基酸序列吗？你能写出对应的氨基酸序列吗？ v3、地球上几乎所有的生物体都共有上述密、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到什么？码子表。根据这一事实你能想到什么？AUG、GUGUAA、UAG、UGA甲硫氨酸谷丙半胱脯丝赖脯甲硫氨酸谷丙半胱脯丝赖脯地球上所有的生物有共同的遗传语言，或所有生物地球上所有的生物有

12、共同的遗传语言，或所有生物可能有共同的起源，或生命在本质上是统一的。可能有共同的起源，或生命在本质上是统一的。v4、从密码子中可以看到，、从密码子中可以看到，一种氨基酸一种氨基酸可能可能有有几个密码子几个密码子，这一现象称做，这一现象称做密码的简并密码的简并。你认为密码的简并对生物体的生存发展有你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？什么意义？a.减少基因突变对性状改变的可能性，减少基因突变对性状改变的可能性，保证了生物遗传的相对稳定性。保证了生物遗传的相对稳定性。b.编码某一种氨基酸的密码子越多，表编码某一种氨基酸的密码子越多，表明该氨基酸在蛋白质中出现的几率也较明该氨基酸在蛋白质中出

13、现的几率也较大，可以保证翻译的速度。大，可以保证翻译的速度。 3 3、简并性简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况的情况 。遗传密码的特性遗传密码的特性1 1、有、有3 3个个终止密码子终止密码子，没有对应的氨基酸，所，没有对应的氨基酸，所以，在以，在6464个密码子中，能个密码子中，能决定氨基酸的密码子决定氨基酸的密码子只有只有6161个。个。2 2、通用性通用性：地球上几乎所有的生物共用一套：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。密码子表。 转运转运RNARNA（tRNAtRNA） “氨基酸的搬运工氨基酸的搬运工” 三叶草形，一端是三叶草形，一端是携带氨携

14、带氨基酸基酸的部位，另一端的部位，另一端有有3个碱个碱基基反密码子。反密码子。 tRNA上上反密码子反密码子可以与可以与mRNA上的上的密码子密码子互补配对互补配对。 每种每种tRNA只能识别并转运只能识别并转运一种氨基酸一种氨基酸。 tRNAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天冬氨酸天冬氨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? ?AUG异亮氨酸异亮氨酸A U G G AUA U C？甲硫氨酸CUA反密码子核糖体翻译过程翻译过程RNARNA是怎样把是怎样把DNADNA的遗传信息翻译成蛋白质的？的遗传信息翻译成蛋白质的？遗传信息翻译过程中，mRNA和核糖体结合后形成几个

15、tRNA的结合位点？ tRNA如何识别mRNA上的碱基序列？两个氨基酸间通过什么形式结合？tRNA在离开核糖体后的去向？ 核糖体在合成蛋白质的过程中能够移动吗？翻译什么时候会停止下来？ 翻译形成的产物叫什么？2个碱基互补配对原则识别携带游离的氨基酸可以移动当核糖体遇到终止密码子时肽链（多肽）脱水缩合形成肽键翻译细胞质（细胞质（核糖体核糖体）mRNA蛋白质（蛋白质（肽链肽链）游离的氨基酸游离的氨基酸ATP、酶、酶 、tRNAtRNAGC、CG、mRNA蛋白质蛋白质请你把密码子的碱基序列破解出来，写出反密码子请你把密码子的碱基序列破解出来，写出反密码子的碱基序列，及相对应的氨基酸。的碱基序列，及相

16、对应的氨基酸。DNA双链双链片段片段a链链G C T T G G A G T G C Gb链链C G A A C C T C A C G C信使信使RNAG C U U G G A G U G C G密码子密码子G C U U G G A G U G C G反密码子反密码子氨基酸氨基酸丙氨酸丙氨酸 色氨酸色氨酸 丝氨酸丝氨酸 丙氨酸丙氨酸C G A A C C U C A C G CRNARNA是怎样把是怎样把DNADNA的遗传信息翻译成蛋白质的？的遗传信息翻译成蛋白质的？DNADNA（基因）的遗传信息（基因）的遗传信息mRNAmRNA的遗传信息的遗传信息蛋白质的氨基酸排列顺序蛋白质的氨基酸排

17、列顺序转录转录翻译翻译氨基酸的个数氨基酸的个数n n碱基的个数碱基的个数3n3n碱基的个数碱基的个数6n6n基因控制合成蛋白质的全过程基因控制合成蛋白质的全过程DNADNA碱基数：碱基数：mRNAmRNA碱基数：氨基酸个数碱基数：氨基酸个数 = = 6：3：1A AC CU UG GG GA AU UC C U UmRNAmRNAtRNAtRNAU UG GA CA CC CU AU AG GA A苏氨酸苏氨酸 甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸 转录转录翻译翻译蛋白质蛋白质密码子密码子ACU GGA UCUACU GGA UCUDNADNAA AC CT TG GG GA AT TC C T TT T

18、G GA AC CC CT TA AG GA A肽键肽键 肽键肽键A密码子密码子精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸转运转运RNAG信使信使RNAGGDNA双链双链CCCAAT C GU C G2. 2. 某基因中含有某基因中含有12001200个碱基，则由它控制个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是 ( ( ) ) A198个个 B199个个 C200个个 D201个个B某某DNADNA片段所转录的片段所转录的mRNAmRNA中中U%U%28%28%，A%A%18%18%，则个则个DNADNA片段中片段中T%T%和和G%G%分别占（分别占（ ）。）。A. 46%,54% B.23%,27% C.27%,23% D.46%,27%BA1T2T1A2G1C1C2G212(A1 T1)%= (A2+ T2)%= (A总+T总)%(G1C1)%= (G2+C2)%= (G总+C总)%AmUmGmCmmRNA= (Am+Um)%= (Gm+Cm)%