（人教版化学）《蛋白质》教学4课件.ppt

1、高一生物高一生物 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讨论：讨论：利用已灭绝的生物利用已灭绝的生物DNADNA分子，真的能使灭绝生物复活吗？分子，真的能使灭绝生物复活吗？电影电影侏罗纪公园侏罗纪公园中恐龙复活的场景中恐龙复活的场景身高身高肤色肤色血型血型通常是有遗传效应的通常是有遗传效应的DNADNA片段片段控制生物性状控制生物性状思考：生物的性状由什么物质体现？思考：生物的性状由什么物质体现？基因基因控制生物控制生物性状性状基因主要在主要在细胞核细胞核蛋白质的合成在细胞质在细胞质中进行中进行指导通过？通过？DNADNA携带的遗传信息怎样传

2、递到细胞质中？携带的遗传信息怎样传递到细胞质中？细胞核中的基因如何指导细胞质中的蛋白质的合成？细胞核中的基因如何指导细胞质中的蛋白质的合成？小资料：小资料：19551955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，如果年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，如果加入加入RNARNA酶分解细胞中的酶分解细胞中的 RNARNA，蛋白质合成就停止，而，蛋白质合成就停止，而如果再加进入酵母中提取出来的如果再加进入酵母中提取出来的RNARNA，则又可重新合成，则又可重新合成一定数量的蛋白质。同年，拉斯特（一定数量的蛋白质。同年，拉斯特（Laster GoldLaster Gold）等）等人将变形虫用同位素标记的尿

3、嘧啶核苷酸培养液来培养，人将变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷酸培养液来培养，发现标记的发现标记的RNARNA分子首先在细胞核中合成。分子首先在细胞核中合成。RNARNA为为DNADNA和蛋白质之间和蛋白质之间的中间物质，充当信使的中间物质，充当信使为什么为什么RNARNA适于作适于作DNADNA（基因）的信使？（基因）的信使？1.RNA的结构的结构1 1分子核糖核苷酸分子核糖核苷酸=+。基本单位基本单位：A G C U尿嘧啶尿嘧啶胞嘧啶胞嘧啶遗传信息的转录遗传信息的转录一、RNA的结构和种类1 1分子磷酸分子磷酸1 1分子核糖分子核糖1 1分子含氮碱基分子含氮碱基核糖核苷酸核糖核苷酸腺嘌呤腺嘌呤

4、鸟嘌呤鸟嘌呤组成元素组成元素：C C、H H、O O、N N、P PA AC CU U腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸G G核糖核苷酸的种类核糖核苷酸的种类A AGCU磷酸二酯键磷酸二酯键P PP PP PP P核糖核糖核糖核糖核糖核糖核糖核糖RNARNA结构特点：结构特点：由核糖核苷酸连接而成，由核糖核苷酸连接而成，含有四种碱基，能传递遗传含有四种碱基，能传递遗传信息。信息。一般是单链，比一般是单链，比DNADNA短短一、RNA的结构和种类比较项目比较项目DNADNARNARNA基本单位基本单位

5、五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基结构结构主要存在部位主要存在部位脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖A A G G C C T TA A G G C C U U 一般双链结构一般双链结构一般单链结构一般单链结构细胞核细胞核细胞质细胞质核糖核苷酸核糖核苷酸RNARNA与与DNADNA的区别的区别一、RNA的结构和种类总结：为什么总结：为什么RNARNA适于作适于作DNADNA的信使？的信使？组成组成RNARNA的的核苷酸核苷酸排列顺序多样，也能排列顺序多样，也能储存遗传信息。储存遗传信息。RNARNA一般为单链，比一般为单链，比DNADNA短，能通过核孔，从细胞核短，能通过核孔，从细胞核转移

6、到细胞质中。转移到细胞质中。RNARNA与与DNADNA的关系中，也的关系中，也遵循碱基互补配对原则。遵循碱基互补配对原则。碱基配对DNARNAA T G CU A C G1 1、信使信使RNA(mRNA)RNA(mRNA)蛋白质合成的模板蛋白质合成的模板3 3、核糖体核糖体RNA(rRNA)RNA(rRNA)核糖体组成成分核糖体组成成分2 2、转运转运RNARNA(tRNA)(tRNA)识别并转运氨基酸识别并转运氨基酸一、RNA的结构和种类2.2.RNARNA的种类和功能的种类和功能：问题：问题：DNADNA的遗传信息是怎样传给的遗传信息是怎样传给mRNAmRNA的呢？的呢？遗传信息的遗传信

7、息的转录转录1 1、概念：在细胞核中，通过、概念：在细胞核中，通过RANRAN聚合酶聚合酶以以DNADNA的的 为模为模板板,合成合成 的过程的过程2 2、场所：主要是场所：主要是_，细胞质中的，细胞质中的_、_中中也能发生转录过程也能发生转录过程3 3、过程：、过程：细胞核细胞核叶绿体叶绿体线粒体线粒体一条链一条链RNARNA二、遗传信息的转录课本课本6565页图页图4-44-4TG T AC A G A T AGCUGACGUUUTG T AC A G A T AGCUGACGUUURNARNA聚合酶聚合酶TG T AC A G A T AGCGACGUUA UTG T AC A G A

8、T AGCGACGUUA UTG T AC A G A T AGCGACGUUA UTG T AC A G A T AGCGACGUUA UTG T AC A G A T AGCGACGUUA UTG T AC A G A T AGCGACGUUA UTG T AC A G A T AGCGACGUUA UTG T AC A G A T AGCGACGUUA UTG T AC A G A T AGCGACGUUA UTG T AC A G A T AGCGACGUUA UmRNA碱基碱基碱基互补配对碱基互补配对核糖核苷酸核糖核苷酸DNADNA链链双螺旋双螺旋3 3、过程、过程的一条链的一条链D

9、NA上 。酶：酶：。RNARNA聚合酶聚合酶1 1、场所：、场所：2 2、条件、条件模板模板：原料：原料：能量：能量：酶：酶：3 3、产物：产物：4 4、特点：特点：5 5、原则：原则：边解旋边转录边解旋边转录碱基互补配对原则（碱基互补配对原则（A-U,T-A;G-CA-U,T-A;G-C,C-G,C-G）mRNAmRNADNADNA的一条链的一条链主要在细胞核，少数在细胞质中的线粒体和叶绿体主要在细胞核，少数在细胞质中的线粒体和叶绿体二、遗传信息的转录核糖核苷酸核糖核苷酸ATPATPRNARNA聚合酶聚合酶RNA聚合酶聚合酶都是以都是以DNADNA为模板并按碱基互补配对原则进行的，碱基为模板

10、并按碱基互补配对原则进行的，碱基互补配对原则能够保证遗传信息准确无误地传递下去，互补配对原则能够保证遗传信息准确无误地传递下去，从而保证了遗传的从而保证了遗传的稳定性稳定性。转录与转录与DNADNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？息的准确转录有什么意义？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产物产物配对原则配对原则配对方式配对方式A-T,T-A,C-G,G-C碱基互补配对原则碱基互补配对原则DNADNA的的两条链两条链DNADNA的的一条链一条链4 4种种脱氧核苷酸脱氧核苷酸4 4种种核糖核苷酸核糖核苷酸解旋酶、解旋酶、

11、DNADNA聚合酶聚合酶RNARNA聚合酶聚合酶ATPDNAmRNA主要在主要在细胞核细胞核A-U,T-A,C-G,G-C解析解析转录时，DNA的两条链中只有其中一条链可作为模板。1、下列关于转录的叙述，不正确的是A.多数发生在细胞核中B.以核糖核苷酸为原料C.转录时，DNA的两条链都可作模板D.边解旋边转录巩固练习2、如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是A.链的碱基A与链的碱基T互补配对B.是以4种核糖核苷酸为原料合成的C.如果表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶D.转录完成后，需穿过两层生物膜才能与核糖体结合巩固练习AG T AC AA A T UCAUGAUUAmRN

12、A 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三、遗传信息的翻译三、遗传信息的翻译1 1、定义、定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNAmRNA为模板合成具有一定为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫翻译。氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫翻译。2 2、场所、场所：_核糖体核糖体3 3、实质：将、实质：将mRNAmRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。问题：碱基与氨基酸的对应关系是怎样的？问题：碱基与氨基酸的对应关系是怎样的？思考：思考：组成蛋白质的氨基酸：组成蛋白质的氨基酸

13、：信使信使RNARNA的碱基：的碱基：4 4种碱基如何决定蛋白质的种碱基如何决定蛋白质的2121种氨基酸呢？种氨基酸呢？2121种种4 4种种如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，即种，即如果如果3 3个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就可决定个氨基酸就可决定_种，即种，即 如果如果2 2个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，即种，即4 416166464实验验证：实验验证：科学家用实验证明：科学家用实验证明：mRNAmRNA上的上的3 3个个相邻相邻的碱基决定一个氨基酸，每的碱基决定一个氨基酸，每3 3个这样的碱基叫作

14、个这样的碱基叫作1 1个个密码子密码子信使信使RNARNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基4 4、密码子、密码子:决定氨基酸的密码子共有多少种？决定氨基酸的密码子共有多少种？氨基酸有多少种氨基酸有多少种?UCAUGAUUAmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子密码子的特点：密码子的特点：（1 1）专一性）专一性一个密码子决定一个特一个密码子决定一个特定的氨基酸；定的氨基酸；（2 2）密码子的简并性密码子的简并性一个氨基酸可能有一个或一个氨基酸可能有一个或多个密码子；多个密码子；（3 3）6464种密码子中，种密码子中，6161种种编码控制编码控制

15、2121种氨基酸合成，种氨基酸合成，另外另外3 3种（种（UAGUAG、UAAUAA、UGAUGA）不编码任何氨基酸，而是合不编码任何氨基酸，而是合成蛋白质的终止信号又称终成蛋白质的终止信号又称终止密码。止密码。（4 4）通用性）通用性所有生物都共用一套密码子。所有生物都共用一套密码子。5 5、译员（搬运工具）：、译员（搬运工具）：tRNAtRNA AAU亮氨酸亮氨酸AC U天冬氨酸天冬氨酸U U A G A UmRNA 细胞中的细胞中的tRNAtRNA有多少种？有多少种？一种一种tRNAtRNA只能转运一种氨基酸只能转运一种氨基酸?一种氨基酸只能由一种一种氨基酸只能由一种tRNAtRNA携带

16、携带?许多种对转运转运RNA(tRNA)RNA(tRNA)：分子结构呈三叶草形，其：分子结构呈三叶草形，其“叶柄叶柄”端能与一个特定的氨基酸结合，端能与一个特定的氨基酸结合，“叶片叶片”端有三个端有三个特殊的碱基称为特殊的碱基称为“反密码子反密码子”，能与，能与mRNAmRNA上的上的“密密码子码子”相识别。反密码子的种类：相识别。反密码子的种类：6161种。种。反密码子反密码子UCAUGAUUAAAU 亮氨酸亮氨酸ACU 天门冬酰氨天门冬酰氨 核糖体核糖体mRNA mRNA 与核糖体结合与核糖体结合.6 6、翻译过程、翻译过程UAC甲硫氨酸甲硫氨酸GGU组氨酸组氨酸核糖体核糖体肽键肽键ACG

17、UCACUACAC-H-H2 2O OAGGUCACGUCAC甲硫氨酸甲硫氨酸UACGGU 组氨酸组氨酸CAC色氨酸色氨酸【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4AGGUCACGUCGU甲硫氨酸甲硫氨酸GGU 组氨酸组氨酸CAC色氨酸色氨酸AGC精氨酸精氨酸AUA【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4UCAUGAUUAAAUACUAUG 亮氨酸亮氨酸 天门冬酰氨天门冬酰氨 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 .【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4【人教版化

18、学】蛋白质ppt精品教学47 7、条件、条件场所核糖体模板原料能量搬运工具产物多肽或蛋白质多肽或蛋白质碱基配对方式A=U、U=A、G=C、C=G 其他mRNA 21种氨基酸 ATP tRNA酶适宜的温度与PH【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4转录和翻译过程转录和翻译过程【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4蛋白质合成结构图蛋白质合成结构图【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4一个一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链【人教版化学】蛋白质pp

19、t精品教学4【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4项目DNA复制转录翻译场所细胞核（主要）细胞核（主要）核糖体模板DNA两条链DNA一条链mRNA原料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸21种氨基酸能量ATP酶解旋酶DNA聚合酶 等RNA聚合酶等各种酶碱基配对AT TACG GCAU TACG GCAU UACG GC产物DNARNA蛋白质（多肽）信息传递DNADNADNAmRNAmRNA蛋白质8、列表比较、列表比较DNA复制、转录和翻译复制、转录和翻译【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4项目项目DNADNA复制复制转录转录翻译翻译场所场所模板模板原料原料能量能量酶酶

20、碱基配对碱基配对产物产物信息传递信息传递列表比较列表比较DNA复制、转录和翻译复制、转录和翻译细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）核糖体核糖体DNA双链双链 DNA单链单链 mRNA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 21种氨基酸种氨基酸 ATP ATP ATP解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等 RNA聚合酶等聚合酶等 各种酶各种酶AT TA AU TA AU UACG GC CG GC CG GCDNA RNA 蛋白质（多肽）蛋白质（多肽）DNADNA DNAmRNA mRNA蛋白质蛋白质【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4【人教版化学】蛋白质

21、ppt精品教学4A 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 TG GA AC CC CT TA AG GA A肽键肽键 肽键肽键6 个碱基3 个碱基 1 个氨基酸9 9、遗传信息表达的相关计算、遗传信息表达的相关计算【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4由某由某DNADNA

22、片段转录的片段转录的mRNAmRNA中，尿嘧啶占中，尿嘧啶占28%28%，腺嘌呤占，腺嘌呤占18%18%，则这个，则这个DNADNA片段中胸腺嘧啶和鸟嘌呤分别占多少？片段中胸腺嘧啶和鸟嘌呤分别占多少？、23%27%A18%U28%G CT?A C GA T?G CmRNADNA【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4翻译小结翻译小结定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNAmRNA为模板合为模板合 成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。原料：原料：_2121种游离的氨基酸种游离的氨基酸场所：

23、场所：_过程：过程：_细胞质中的核糖体细胞质中的核糖体起始起始:mRNAmRNA与核糖体结合与核糖体结合运输：运输：tRNAtRNA携带氨基酸置于特定位置携带氨基酸置于特定位置延伸：延伸：核糖体沿核糖体沿mRNAmRNA移动，读取下一个密码子，由移动，读取下一个密码子，由 对应的对应的tRNAtRNA运输相应的氨基酸加到相应的肽链上运输相应的氨基酸加到相应的肽链上终止终止:核糖体到达核糖体到达mRNAmRNA的终止密码时，翻译停止。的终止密码时，翻译停止。脱离：脱离：肽链合成后脱离核糖体和肽链合成后脱离核糖体和mRNAmRNA，盘曲折叠成具有，盘曲折叠成具有 特定空间结构的蛋白质。特定空间结构

24、的蛋白质。模板：模板：_产物：产物：_遗传信息传递方向：遗传信息传递方向：_mRNAmRNA蛋白质（蛋白质（t t与核糖体移动方相反）与核糖体移动方相反）mRNAmRNA蛋白质蛋白质特点：特点：一个一个mRNAmRNA上可以结合多个核糖体，依次合上可以结合多个核糖体，依次合成多肽链（右成多肽链（右左）左）【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4转录场所：转录场所：表达过程：表达过程：真核细胞和原核细胞遗传信息表达示意图（局部）真核细胞和原核细胞遗传信息表达示意图（局部）细胞核、线粒体、叶绿细胞核、线粒体、叶绿体体拟核、质粒拟核、质粒细胞核内转录成的细胞核内转录成

25、的mRNAmRNA经经加工加工后从核孔出来，与核糖体结合后从核孔出来，与核糖体结合边转录边翻译边转录边翻译【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4l四、中心法则的提出和发展四、中心法则的提出和发展【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4四、四、利用流程图分类剖析中心法则利用流程图分类剖析中心法则(1)(1)总结所有生物的中心法则总结所有生物的中心法则(2)(2)写出细胞生物及噬菌体等写出细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则病毒的中心法则(3)(3)写出烟草花叶病毒等大部分写出烟草花叶病毒等大部分RNARNA病毒的中心法则病毒的中

26、心法则(4)(4)写出写出HIVHIV等逆转录病毒、致癌等逆转录病毒、致癌RNARNA病毒的中心法则病毒的中心法则DNADNA、RNARNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，ATPATP为信息流动提供能量，可为信息流动提供能量，可见，见，生命是物质、能量和信息的统一体生命是物质、能量和信息的统一体。【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4特别提醒特别提醒 (1)DNA(1)DNA的复制体现了遗传信息的传递功能，发生在细胞增殖或的复制体现了遗传信息的传递功能，发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中。产生子代的生殖过程中。(2

27、)DNA(2)DNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育的过程中。育的过程中。(3)RNA(3)RNA复制和逆转录只发生在复制和逆转录只发生在RNARNA病毒中，是后来发现的，是对中心法病毒中，是后来发现的，是对中心法则的补充和完善。则的补充和完善。(4)(4)进行碱基互补配对的过程进行碱基互补配对的过程上述五个都有；进行互补配对的场所上述五个都有；进行互补配对的场所有四个，即细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体。有四个，即细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体。(5)(5)需要解旋酶的过程：需要解旋酶的过程：DNADNA复制复制(两

28、条链都作为模板两条链都作为模板)(6)(6)逆转录需要逆转录酶逆转录需要逆转录酶【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4切取动物控制合成生长激素的基因，注入鲇鱼受精卵中，与其切取动物控制合成生长激素的基因，注入鲇鱼受精卵中，与其DNADNA整整合后能产生生长激素，从而使鲇鱼比同种正常鱼增大合后能产生生长激素，从而使鲇鱼比同种正常鱼增大3 34 4倍，此项倍，此项研究遵循的原则是研究遵循的原则是（）A DNA RNA 蛋白质蛋白质 B DNA RNA 蛋白质蛋白质 C DNA RNA 蛋白质蛋白质 D RNA RNA 蛋白质蛋白质 A【人教版化学】蛋白质ppt精品

29、教学4【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4如图所示，在如图所示，在a a、b b试管内加入的试管内加入的DNADNA都含有都含有3030对碱基。四个试管内都有产对碱基。四个试管内都有产物生成，请回答：物生成，请回答：(1)a(1)a、d d两管内的产物是相同的，但两管内的产物是相同的，但a a试管内模拟的是试管内模拟的是 过程；过程；d d试管内模拟的是试管内模拟的是 过程，其中的酶有过程，其中的酶有DNADNA聚合酶及聚合酶及 。RNARNARNARNADNA复制复制逆转录逆转录逆转录酶逆转录酶【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4如图所示，在如图所示，在a a、b b试管内加入的试管内加入的DNADNA都含有都含有3030对碱基。四个试管内都对碱基。四个试管内都有产物生成，请回答：有产物生成，请回答：(2)b(2)b、c c两试管内的产物都是两试管内的产物都是 ，但，但b b试管内模拟的是试管内模拟的是 _ _ 过程：过程：c c试管内模拟的是试管内模拟的是 _过程；过程；b b试管的产物中最多试管的产物中最多含有含有 个碱基，最多有个碱基，最多有 个密码子。个密码子。RNARNARNARNARNA转录转录RNA复制复制3010【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4【人教版化学】蛋白质ppt精品教学4