第4章-第1节-基因指导蛋白质的合成课件.pptx

1、普通小鼠（不产生绿色荧光蛋白）#ca3e47荧光小鼠（产生绿色荧光蛋白）转入绿色荧光蛋白基因基因蛋白质的合成控制人教版高中生物必修二 第四章 第一节哪些细胞组分参与蛋白质的合成？什么是遗传密码？基因如何指导蛋白质的合成？Genes Guide The Synthesis of Proteins指导蛋白质的合成基 因2.4.1第四章 基因的表达核孔核糖体细胞核细胞质蛋白质DNA 分子直径约 2 nm核糖体直径约23nm核孔大小只有0.9nmDNA 分子直径约2nmDNA和蛋白质之间有没有中间物质充当信使呢？RNA被分解1资 料 分 析RNA与蛋白质的合成有关 重新加入RNA蛋白质的合成停止蛋白质

2、的合成继续2细胞核细胞质RNA可从细胞核进入细胞质含有3H标记的尿嘧啶追踪RNA的位置一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录（一）（一）RNARNA1.1.RNARNA的组成的组成（2 2）元素组成：）元素组成：C C、H H、O O、N N、P P（3 3）基本单位：）基本单位：核糖核苷酸核糖核苷酸（1 1）中文全称：）中文全称：核糖苷酸核糖苷酸核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸A、G、C、U3传递基因信息，作为蛋白质合成的模板识别并转运氨基酸 核糖体组成成分信使RNA（mRNA）：转运RNA（tRNA）：核糖体RNA（rRNA）：RNA（核糖核酸）的结构、种类与功能为什么为什么RNA适于适于作

3、作DNA的信使？的信使？1RNA适作信使的原因RNA为什么能传递遗传信息呢？RNA也是由核苷酸连接而成的长链分子3RNA一般是单链，且比DNA更短核糖核苷酸（碱基）的排列顺序能储存遗传信息。因此RNA能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。2遵循“碱基互补配对原则”(AU、GC、TA、CG)使得DNA中的遗传信息能传递给RNA；因此以RNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。DNA上的遗传信息是如何传递给RNA呢？遗传信息的转录3553遗传信息转录的过程TCC T GATGCTCAGG A C ATC GA G核孔解 旋DNA双链解开，DNA双链的碱基碱基得以暴露暴露DNA遗传信息转录的过程解旋配

4、对DNA:A T C GRNA:U A G C53TCC T GATGCTCCAGGACAAGCGUAGGA C AC G A GU核孔连接释放和复旋游离的核糖核苷酸随机的与DNA的一条链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。DNAmRNA遗传信息转录的过程解旋配对DNA:A T C GRNA:U A G C连接释放和复旋AGGA C AAU核孔3553DNAmRNA四、碱基配对方式遗 传 信 息 的 转 录生长发育过程细胞核（主要场所）、线粒体、叶绿体A-U T-A C-G G-CRNA（mRNA、tRNA、rRNA）解旋配对连接释放和复旋二、过程一、场所时间五、产

5、物三、条件模板：原料：能量：酶：DNA的一条链4种核糖核苷酸(A/U/C/G)ATPRNA聚合酶DNARNAU A G CTGAC巩固练习1.构成人体的核酸有两种,构成核酸的基本单位-核苷酸有多少种？碱基有多少种？A.2A.2种种 4 4种种 B.4B.4种种 4 4种种 C.5C.5种种 5 5种种 D.8D.8种种 5 5种种2.下列哪一组物质是RNA的组成成分 A.A.脱氧核糖核酸和磷酸脱氧核糖核酸和磷酸 B.B.脱氧核糖脱氧核糖碱基和磷酸碱基和磷酸 C.C.核糖核糖碱基和磷酸碱基和磷酸 D.D.核糖核糖嘧啶和核酸嘧啶和核酸CD巩固练习3.DNA分子的解旋发生在_过程中 A.A.复制复制

6、 B.B.转录转录 C.C.翻译翻译 D.D.复制和转录复制和转录4.4.一个DNA分子转录出多少种多少个mRNA？A.A.一种一个一种一个 B.B.一种多个一种多个 C.C.多种多个多种多个 D.D.无数种无数个无数种无数个CD巩固练习5.如图是DNA转录过程中的一个片段（1）链是：链是：（2）对应的DNA片段为：（3）图示片段核苷酸的种类共有 A.4种种 B.5种种 C.6种种 D.8种种CC T T AGAAUDNADNARNARNA 细胞质细胞核丝氨酸苏氨酸络氨酸?AGGA C AC GUmRNAmRNA上的碱基序列是如何转变为蛋白质的氨基酸序列的呢？遗传信息的翻译mRNA的4种碱基如

7、何决定蛋白质的20种氨基酸？思考密码子 mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基密码子密码子密码子1 概念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白质的过程。2 条件(1)原料 氨基酸（约20种）(2)模板 mRNA遗 传 信 息 的 翻 译分别决定什么氨基酸？mRNAUUAGAUAUC5341种碱基决定一种氨基酸，只能决定 种假设12种碱基决定一种氨基酸，只能决定 种假设242=163种碱基决定一种氨基酸，可以决定 种假设343=64不足不足第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU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

8、氨酸半胱氨酸终 止色氨酸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（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UCAGUUAGAUAUC53mRNA密码子密码子密码子亮氨酸天冬氨酸决定决定决定异亮氨酸第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU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

9、终 止色氨酸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（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UCAG密码子特性64种（43）1种类61个：编码氨基酸不编码氨基酸3个：2个起始密码子其它（翻译的起点）终止密码子（翻译的终点）第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU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

10、终 止终 止半胱氨酸半胱氨酸终 止色氨酸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（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UCAG密码子特性64种（43）1种类2特性每种密码子只对应编码 氨基酸一种(1)专一性一种氨基酸可由 密码子编码一种或多种(2)简并性(除终止密码子)(对应同种氨基酸的多种密码子称为同义密码子)在一定程度

11、上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变，保证生物保证生物性状的稳定性状的稳定。思 考 第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU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（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UCAG密

12、码子特性64种（43）1种类2特性每种密码子只对应编码 氨基酸一种(1)专一性一种氨基酸可对应编码 密码子一种或多种(2)简并性(除终止密码子)(甲硫氨酸、色氨酸各对应一种密码子)(对应同种氨基酸的多种密码子称为同义密码子)（1）根据mRNA中的碱基序列能否准确写出氨基酸序列？（2）若已知氨基酸序列能否确定mRNA中的碱基序列？可以可以不能不能第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU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

13、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（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UCAG密码子特性64种（43）1种类2特性每种密码子只对应编码 氨基酸一种(1)专一性一种氨基酸可对应编码 密码子一种或多种(2)简并性(除终止密码子)(对应同种氨基酸的多种密码子称为同义密码子)地球几乎所有生物都是共用一套密码子表(3)通用性在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变，保证生物保证生物性状的稳定性状的稳定。对应关系n 1种

14、tRNA只识别并转运 种氨基酸n 1种氨基酸可由 种tRNA转运碱基互补配对形成氢键遗 传 信 息 的 翻 译1 概念2 条件(1)原料氨基酸（约20种）(2)模板mRNA(3)运载工具 tRNA转运RNA（tRNA）结构“三叶草”结构结合氨基酸的部位反密码子mRNA密码子种类61种(3种终止密码子不编码氨基酸，不对应反密码子)tRNA上与密码子密码子发生碱基互补碱基互补配对的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基。1多遗 传 信 息 的 翻 译1 概念2 条件(1)原料氨基酸（约20种）(2)模板mRNA(3)运载工具 tRNA(4)能量ATP(5)酶多种酶3 场所4 产物多肽链蛋白质盘曲、折叠内质

15、网、高尔基体核糖体组成蛋白质+rRNA结构模型形成核糖体122个tRNA结合位点大亚基小亚基mRNA与核仁有关rRNA核糖体（细胞质）（蛋白质+rRNA）甲核糖体12遗 传 信 息 的 翻 译5 过程53G A U G C A C U G G C G U U G CmRNAmRNA进入细胞质，与核糖体结合(1)起始携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1甲甲甲起始密码子甲甲甲U A C核糖体12遗 传 信 息 的 翻 译5 过程53G A U G C A C U G G C G U U G CmRNA(1)起始甲U A C甲甲甲甲甲甲携带组氨酸的tRNA，以同样方式，进入位

16、点2(2)运输组G U G甲甲甲甲甲甲核糖体12遗 传 信 息 的 翻 译5 过程53G A U G C A C U G G C G U U G CmRNA(1)起始甲U A C(2)运输组G U G(3)缩合特定酶作用下甲硫氨酸与组氨酸之间脱水缩合形成肽键，并转移到2号位点的tRNA上甲甲甲甲甲甲核糖体12遗 传 信 息 的 翻 译5 过程53G A U G C A C U G G C G U U G CmRNA(1)起始甲色A C C(2)运输(3)缩合(4)延伸组G U G核糖体沿着mRNA移动，读取下一密码子原占据位点1的RNA离开核糖体，又去转运下一个甲硫氨酸占据位点2的RNA进入位

17、点1新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成U A C甲甲甲甲甲甲核糖体12遗 传 信 息 的 翻 译5 过程53G A U G C A C U G G C G U U G CmRNA(1)起始色A C C(2)运输(3)缩合(4)延伸G U G上述步骤沿mRNA链不断进行，直至读到mRNA链上的终止密码，核糖体脱落mRNA为止。U A C(5)终止组甲氨基酸（约20种）mRNAATP多种酶核糖体遗 传 信 息 的 翻 译5 过程3 原则1 条件(1)原料(2)模板(3)运载工具(4)能量(5)酶2 场所4 产物多肽链起始运输缩合延伸终止碱基互补配对原则tRNAA-U U-A C-G

18、 G-C一个一个mRNA分子同时结合多个核糖体分子同时结合多个核糖体意义：少量的少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质分子就可以迅速合成出大量的蛋白质遗传信息、密码子、反密码子的区别遗传信息密码子反密码子位置作用位于DNA分子的基因上位于mRNA上位于tRNA上决定mRNA上密码子的排序决定氨基酸的种类保证tRNA准确运载相应的氨基酸 不同的生物个体具有不同的遗传信息，合成不同的 mRNA，但共用一套密码子与反密码子，因此不同生物的密码子、反密码子和tRNA的种类是相同的。遗传信息的复制、转录和翻译的比较复制转录翻译时间场所(主要)条件原料模板能量酶碱基配对原则产物遗传信息的传递方向生

19、长发育过程中细胞核核糖体(细胞质)4种核糖核苷酸约20种氨基酸DNA的一条链mRNARNA合成多肽后形成蛋白质DNA mRNAmRNA蛋白质ATPRNA聚合酶多种酶有丝分裂或减数分裂前的间期细胞核4种脱氧核糖核苷酸DNA双链ATPDNA解旋酶、DNA聚合酶DNADNA DNA生长发育过程中ATPA-T T-A C-G G-CA-U T-A C-G G-CA-U U-A C-G G-C基因的表达过程中，DNA、RNA的碱基和氨基酸的数量关系DNAACTGGATC TTGACCTAG AACUGGAUC UmRNA转录蛋白质苏氨酸甘氨酸丝氨酸 肽键 肽键翻译631基因中的碱基数：mRNA的碱基数：

20、氨基酸个数=6：3：1巩固练习 1.如果DNA分子一条链的碱基排列顺序是ACGGATCTT。（1）与它互补的另一条DNA链的碱基顺序是 ；（2）如果以这条DNA链为模板，转录出的mRNA碱基序列应该是 ；（3）在这段mRNA中包含了 个密码子，需要 个tRNA才能把所需要的氨基酸转运到核糖体上，这些氨基酸的种类依次是 。UGCCUAGAATGCCTAGAA33半胱氨酸-亮氨酸-谷氨酸巩固练习2.在遗传信息的翻译过程中，翻译者是 A基因 B信使RNA C转运RNA D遗传密码3遗传密码子位于 ADNA上 B信使RNA上 C转运RNA上 D核糖体RNA上4一个转运RNA一端的三个碱基是CGA，这个

21、RNA转运的氨基酸是 A酪氨酸(UAC)B谷氨酸(GAG)C精氨酸(CGA)D丙氨酸(GCU)DCBtRNA1mRNA：信使RNA(遗传信息传递的媒介，是遗传信息传递的媒介，是DNADNA的信使的信使)3rRNA：核糖体RNA(核糖体的组成成分核糖体的组成成分)将DNA的遗传信息转录下来，以遗传密码的形式传递至细胞质的核糖体上，成为蛋白质合成的模板。2tRNA：转运RNA(转运氨基酸转运氨基酸)RNA的种类一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸。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白质的过程。RNA和蛋白质的结构不同语言不同转转 录录翻 译翻 译 蛋白质DN

22、A和RNA都由核苷酸组成，基本都用一国语言DNAmRNA#ca3e47普通棉花（不产生Bt抗虫蛋白）#ca3e47Bt抗虫棉花（产生Bt抗虫蛋白）转入Bt抗虫蛋白基因基因蛋白质的合成控制复 制转 录时 间场 所条件模 板原 料能 量酶配对原则特 点产 物意 义有丝分裂间期和减数分裂前的间期生长发育过程遗传信息的复制和转录的比较主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸DNA的两条链DNA中的一条链解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶TA、GCA-U U、T-A、C-G边解旋边复制、半保留复制边解旋边转录两个双链DNA分子一条单链mRNA使遗传信息从亲代传给子代传递遗传信息AT

23、P用RNA酶分解分解细胞中的RNARNA，蛋白质合成就会停止合成就会停止；而随后再加入再加入从酵母中提取出来的RNARNA，则又可以重新重新合成合成一定数量的蛋白质。资 料 分 析用含有 H H标记标记的尿嘧啶的培养基培养细胞较短时间，其放射性主要在细胞核放射性主要在细胞核；随后转入正常转入正常的尿嘧啶培养基中培养，放射性在细胞质放射性在细胞质。3 3RNA与蛋白质的合成有关RNA可从细胞核进入细胞质RNA(核糖核酸)DNA（脱氧核糖核酸）化学元素基本单位名称五碳糖无机酸碱基结构特点存在部位C、H、O、N、P核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸磷 酸核 糖脱氧核糖A、U、C、GA、T、C、G一般为单链、较短双链、较长主要在细胞质主要在细胞核DNA和RNA的区别为什么RNA适作DNA的信使？