10人教版生物必修二 第四章基因的表达第一节基因指导蛋白质的合成（共56张PPT）.ppt

1、第四章第四章 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 DNA mRNA 细胞质细胞质 mRNAmRNA 蛋白质蛋白质 细胞核细胞核 核糖体核糖体 媒介？媒介？ 基因：在基因：在DNADNA上上 含有遗传信息含有遗传信息 蛋白质：体现蛋白质：体现 具体生命现象具体生命现象 核孔核孔 1.1. RNARNA的结构的结构 A 核糖核糖 P C 核糖核糖 P U 核糖核糖 P P G 核糖核糖 A A G G C U U 一一. .遗传信息的转录遗传信息的转录 一般一般DNADNA由由 条核苷酸链组成条核苷酸链组成 而而RNARNA由由 条核苷酸链组成条核苷酸链

2、组成 2 2 1 1 比较项目比较项目 DNADNA RNARNA 基本单位基本单位 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 核糖核苷酸核糖核苷酸 五碳糖五碳糖 脱氧核糖脱氧核糖 核糖核糖 含氮碱基含氮碱基 A G C TA G C T A G C UA G C U 结结 构构 双螺旋结构双螺旋结构 单链结构单链结构 存在部位存在部位 细胞核（线、叶）细胞核（线、叶） 细胞质细胞质 DNADNA、RNARNA的区别的区别 RNARNA的合成的合成 20 2 .RNA2 .RNA 的种类的种类 名称名称 结构特点结构特点 功能功能 mRNAmRNA 信使信使RNARNA 线形线形; ; 遗传信息的携带者遗传信息的

3、携带者 tRNAtRNA 转运转运RNARNA 三叶草形三叶草形 运输氨基酸，识别密码子运输氨基酸，识别密码子 rRNArRNA 核糖体核糖体RNARNA 组成核糖体组成核糖体 T C A T G A T T A A G T A C T A A T DNADNA的平面结构图的平面结构图 A G T A C T A A T G 3.3.转录转录: :在细胞核中，以在细胞核中，以DNADNA的一条链为模板，合成的一条链为模板，合成 RNARNA的过程。的过程。 产物：产物：mRNA tRNA rRNAmRNA tRNA rRNA 解解 旋旋 A G T A C T A A T G RNA RNA

4、聚合酶聚合酶 A G T A C T A A T G U U A G T A C T A A T G U U A G T A C T A A T G U U A A G T A C T A A T G G U U A A G T A C T A A T G G U U A A A G T A C T A A T G G U U A A U A G T A C T A A T G G U U A A U A A G T A C T A A T G G U U A A U A U A G T A C T A A T G G U U A A U A U C A G T A C T A A T G G

5、 U U A A U A U C mRNA 转录过程总结转录过程总结 场所：场所： 主要在细胞核主要在细胞核 模板：模板： DNADNA的一条链（模板链）的一条链（模板链） 原料：原料： 4 4种种 核糖核苷酸核糖核苷酸 原则：原则： 碱基互补配对原则碱基互补配对原则（A A- -U U） 产物：产物： mRNAmRNA U C A U G A U U A mRNA 细胞质细胞质 A G T A C T A A T 细胞核细胞核 核孔核孔 1.1.翻译翻译: :在细胞质中的各种氨基酸，以在细胞质中的各种氨基酸，以mRNAmRNA为为 模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程模板合成具有一定氨基

6、酸顺序的蛋白质的过程 。 二二. .遗传信息的翻译遗传信息的翻译 翻翻 译译 过过 程程 核糖体核糖体 2020种氨基酸种氨基酸 mRNAmRNA tRNAtRNA 碱基互补配对原则碱基互补配对原则 多肽链多肽链 场场 所：所： 原原 料：料： 模模 板：板： 转运工具：转运工具： 原原 则：则： 产产 物：物： 通常一个通常一个mRNAmRNA同同 时结合多个核糖体，进时结合多个核糖体，进 行多个肽链的合成。行多个肽链的合成。 3737 0 0C C ，细菌内合成，细菌内合成 肽链速度是肽链速度是1515个个/ /秒。秒。 碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样

7、的？ 思考： 19541954年，美籍俄裔理论物理学伽莫夫年，美籍俄裔理论物理学伽莫夫, ,应用排应用排 列组合计算来研究遗传密码。列组合计算来研究遗传密码。DNADNA中的中的4 4种核种核 苷酸，每次取苷酸，每次取3 3个来进行组合，其组合种数是：个来进行组合，其组合种数是： mRNAmRNA分子中的分子中的4 4种碱基如何决定蛋白质种碱基如何决定蛋白质 分子中的分子中的2020种氨基酸？种氨基酸？ 伽莫夫于是提出遗传密码的三联体（伽莫夫于是提出遗传密码的三联体（triplet）假说。当时，伽）假说。当时，伽 莫夫很得意，他将莫夫很得意，他将20称为称为“生物学上的神奇数字生物学上的神奇数

8、字”。 1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸个氨基酸 4 41 1=4=4 2 2个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸个氨基酸 4 42 2=16=16 3 3个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸个氨基酸 4 43 3=64=64 19611961年，克里克在烟草花叶年，克里克在烟草花叶 病毒的实验中发现，这种病毒病毒的实验中发现，这种病毒 的外壳蛋白的每个亚基蛋白质的外壳蛋白的每个亚基蛋白质 约由约由400400个氨基酸个氨基酸组成，而每组成，而每 个亚基又是受一分子个亚基又是受一分子mRNAmRNA编编 码支配。每一分子码支配。每一分子mRNAmRNA约由约由 12001200个核苷酸个核

9、苷酸组成。组成。 美国科学家尼伦美国科学家尼伦 伯格与美籍印裔伯格与美籍印裔 科学家霍拉纳科学家霍拉纳 19611961年，尼伦伯格先合成了年，尼伦伯格先合成了 一条全部由尿嘧啶核苷酸（一条全部由尿嘧啶核苷酸（U U） 组成的多苷酸链，即组成的多苷酸链，即 UUUUUU。然后将这种多聚。然后将这种多聚 U U加入到含有加入到含有2020种氨基酸以种氨基酸以 及有关酶的缓冲液中，结果及有关酶的缓冲液中，结果 只产生了一种由苯丙氨酸组只产生了一种由苯丙氨酸组 成的多肽链。这是一个惊人成的多肽链。这是一个惊人 的发现：与苯丙氨酸对应的的发现：与苯丙氨酸对应的 遗传密码是遗传密码是UUUUUU。这是世

10、界。这是世界 上解读出的第一个遗传密码上解读出的第一个遗传密码 子。子。 a a、一种、一种氨基酸可以氨基酸可以 和和多个多个密码子相对应密码子相对应 b b、一个、一个密码子只和密码子只和 一种一种氨基酸相对应氨基酸相对应 c c、三个终止密码子：三个终止密码子： UAAUAA、UAGUAG、UGAUGA， 不编码任何氨基酸，不编码任何氨基酸， 代表多肽链合成的终代表多肽链合成的终 止止 通用性通用性 尼伦伯格尼伦伯格 科拉纳科拉纳 霍利霍利 19681968年诺贝尔生理学或医学奖获奖年诺贝尔生理学或医学奖获奖 A G T A C T A A T U C A U G A U U A mRNA

11、 细胞质细胞质 细胞核细胞核 U C A U G A U U A mRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子 2.2.密码子：密码子：mRNAmRNA上决定氨基酸的上决定氨基酸的 三个相邻的碱基三个相邻的碱基 A A U U G G G G C C U U G G GG A A mRNAmRNA ？ 甲硫氨酸甲硫氨酸 C U A 反密码子 核糖体核糖体 U C A U G A U U A 核糖体核糖体 mRNA mRNA 与核糖体结合与核糖体结合. . U C A U G A U U A A A U 亮氨酸亮氨酸 tRNA tRNA 上的反密码子与上的反密码子与 mRNAmRNA上的密

12、码子互补配对上的密码子互补配对 . U C A U G A U U A A A U 亮氨酸亮氨酸 A C U 天门冬天门冬 酰氨酰氨 tRNA tRNA 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 . . U C A U G A U U A A A U 亮氨酸亮氨酸 A C U 天门冬天门冬 酰氨酰氨 两个氨基酸分子缩合两个氨基酸分子缩合 缩合缩合 U C A U G A U U A 亮氨酸亮氨酸 A C U 天门冬天门冬 酰氨酰氨 A U G 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 tRNA tRNA 上的碱基与上的

13、碱基与 mRNAmRNA上的上的 密码子配对密码子配对. . U C A U G A U U A 亮氨酸亮氨酸 A C U 天门冬天门冬 酰氨酰氨 A U G 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 U C A U G A U U A 亮氨酸亮氨酸 天门冬天门冬 酰氨酰氨 A U G 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 U C A U G A U U A 以以mRNAmRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质蛋白质 . . 蛋白质的合成蛋白质的合成 思考：思考： 哪些生理过

14、程遵循碱基互补配对原则？哪些生理过程遵循碱基互补配对原则？ （4 4种）种） DNADNA复制、复制、RNARNA复制、转录、翻译复制、转录、翻译 哪些生理过程可以产生水？哪些生理过程可以产生水？ （5 5种）种） 蛋白质合成、有氧呼吸、光合作用、蛋白质合成、有氧呼吸、光合作用、 糖的合成、核酸的合成、糖的合成、核酸的合成、ATPATP的合成的合成 ACUG G A UC U mRNA tRNAtRNA UGA CCU AGA 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 UCU DNADNA双链双链 ACTGGATC T T

15、GACC TAGA 肽键肽键 肽键肽键 DNA TAC AAA GCA ATT mRNA AUG UUU CGU UAA tRNA UAC AAA GCA AUU 多肽多肽 甲硫甲硫 苯丙苯丙 精氨精氨 终终 氨酸氨酸 氨酸氨酸 酸酸 止止 起始起始 1 1、遗传学上将某种分子上决定一个氨基酸、遗传学上将某种分子上决定一个氨基酸 的三个相邻碱基称为“密码子”，这种分的三个相邻碱基称为“密码子”，这种分 子是：子是： A A肽链肽链 B BDNA DNA C C信使信使RNA DRNA D转运转运RNARNA 2 2、DNADNA的复制、转录、翻译分别发生在：的复制、转录、翻译分别发生在： A

16、A细胞核、核糖体、核糖体细胞核、核糖体、核糖体 B B细胞核、细胞核、核糖体细胞核、细胞核、核糖体 C C核糖体、核糖体、细胞核核糖体、核糖体、细胞核 DD核糖体、细胞核、细胞核核糖体、细胞核、细胞核 C B 3 3、基因控制蛋白质合成的过程、基因控制蛋白质合成的过程 包括：包括： A A转录和翻译转录和翻译 B B贮存和复制贮存和复制 C C传递和表达传递和表达 DD传递和贮存传递和贮存 A 4 4、一段、一段mRNAmRNA有有3030个碱基，个碱基， 其中其中A AG G有有1212个，则转录个，则转录 成成mRNAmRNA的一段的一段DNADNA分子中分子中 应有应有( )( )个个C

17、+TC+T A.12 B.18 A.12 B.18 C.24 D.30C.24 D.30 D 20 5 5、一条肽链含、一条肽链含999999个肽键，则此蛋白个肽键，则此蛋白 质含质含( ( ) )个氨基酸，最多个氨基酸，最多( )( )种种 氨基酸，合成此蛋白质的氨基酸，合成此蛋白质的mRNAmRNA共含共含 碱基碱基( ( ) )个，基因中最少含有脱个，基因中最少含有脱 氧核糖数为氧核糖数为( ( ) )个个 基因碱基数基因碱基数 ： mRNA碱基：碱基： 氨基酸数氨基酸数 1000 20 3000 6000 28 6 3 1 6 6tRNAtRNA与与mRNAmRNA碱基互碱基互 补配对

18、现象可出现在补配对现象可出现在 真核细胞的真核细胞的 A A细胞核中细胞核中 B B核糖体上核糖体上 C C核膜上核膜上 D D核孔处核孔处 B 7.一段原核生物的mRNA通过 翻译可合成一条含有11个肽 键的多肽，则此mRNA分子至 少含有的碱基个数及合成这段 多肽需要的 tRNA个数，依次 为 A33 11 B36 12 C12 36 D11 36 B DNA 双链双链 C T C G A 信使信使RNA A U 转运转运RNA 氨基酸氨基酸 亮氨酸亮氨酸 8 8、根据碱基互补配对原则和中心法则，完成表格（假定“转、根据碱基互补配对原则和中心法则，完成表格（假定“转 录”和“翻译”是从左向

19、右进行的）。录”和“翻译”是从左向右进行的）。 供选的氨基酸及其密码如下：供选的氨基酸及其密码如下： CUA亮氨酸，亮氨酸，CGA精氨酸，精氨酸，GAU天门冬氨酸天门冬氨酸 G A T C U A G A U C A G T A G A T C U A 天冬氨酸天冬氨酸 G C T C G A G C U 精氨酸精氨酸 9.某生物基因单链的一段是某生物基因单链的一段是 G C A G A C A A A ，若以此链为，若以此链为 模板，经转录翻译形成的多肽链上所对模板，经转录翻译形成的多肽链上所对 应的氨基酸顺序是（应的氨基酸顺序是（ ） 苯丙氨酸苯丙氨酸UUU；天冬氨酸；天冬氨酸GAC 亮氨

20、酸亮氨酸CUG； 赖氨酸赖氨酸AAA 精氨酸精氨酸CGU； 丙氨酸丙氨酸GCA A B C D D 1010. . 在在A A、B B、C C、DD四支试管内都加入一定量的四支试管内都加入一定量的 水和水和ATPATP，都加入若干种酶，另外：，都加入若干种酶，另外： A A加入加入DNADNA、脱氧核苷酸、脱氧核苷酸 B B加入加入RNARNA、脱氧核苷酸、脱氧核苷酸 C C加入加入DNADNA、核糖核苷酸、核糖核苷酸 D D加入加入RNARNA、核糖核苷酸、核糖核苷酸 请根据实验结果回答下列问题：请根据实验结果回答下列问题： (1)(1)据分析，据分析，A A、B B管内产物相同，但管内产物相同，但A A管内是管内是 _过程；过程；B B管内是管内是 过程。过程。 (2)(2)据分析，据分析，C C、DD管内产物相同，但管内产物相同，但C C管内是管内是 _过程；过程；D D管内是管内是 过程。过程。 (3)(3)加入加入C C管内管内DNADNA有有6060对碱基，那么，对碱基，那么，C C管内管内 产物中最多含有产物中最多含有 个碱基，有密码子个碱基，有密码子 个。个。 (4)B(4)B与与A A相比，必须有相比，必须有 酶。酶。 DNADNA复制复制 逆转录逆转录 转录转录 RNARNA复制复制 6060 2020 逆转录逆转录