第一节 基因指导蛋白质的合成

(共32张PPT)
第四章 基因的表达
DNA分子是怎样控制遗传性状的？
现代遗传学认为：
生物的性状是由 控制的
性状是由 物质体现的
基因
蛋白质
DNA（基因）
蛋白质（性状）
？
第一节 基因指导蛋白质的合成
细胞核
细胞质核糖体上
一、遗传信息的转录
1、RNA和DNA的区别
RNA和DNA的区别
项目 RNA DNA
名称
组成
基本单位
结构
存在部位
功能
核糖核酸
脱氧核糖核酸
核糖核苷酸
脱氧（核糖）核苷酸
一般为单链
一般为双链
主要存在于细胞质中
主要存在于细胞核中
C、H、O、N、P
核糖、磷酸、
含氮碱基：A、G、C、U
C、H、O、N、P
脱氧核糖、磷酸、
含氮碱基：A、G、C、T
传递遗传信息
携带遗传信息
2、为什么RNA适于作为DNA的信使？
①RNA也是由基本单位－－核苷酸组成，由核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、U共同组成，也能储存遗传信息。
②在RNA和DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”A=U，G=C。
③RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
①信使RNA（mRNA)
功能：将DNA的遗传信息转录下来，传递至细胞质中的核糖体上，控制蛋白质的合成。
②转运RNA（tRNA)
种类：多种
功能：专一性（专一识别一种氨基酸的密码子、转一转运一种氨基酸）
③核糖体rRNA；
与核糖体的合成有关。
3、RNA的种类
4、DNA 中的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？
1）转录：在细胞核内，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程。
转录小结
场所:
模板:
原料:
条件:
产物:
特点:
原则:
细胞核
DNA上基因的一条链
四种核糖核苷酸(A、G、C、U）
需要酶和ATP
单链的mRNA
边解旋边转录
碱基互补配对原则
（A=U,T=A; G=C,C=G）
转录和DNA复制都是以DNA为模板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，从而保证了遗传地稳定性。
1、转录与DNA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？
2、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有那些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有那些异同？
转录的RNA碱基序列碱基序列和模板DNA单链的建基序列互补配对，与DNA的另一条链的碱基序列相同（但DNA单链上的T换成U）。
思考和讨论
二、遗传信息的翻译
1、 定义： 在细胞质的核糖体上,以游离在细胞质中的各种氨基酸原料，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？
一个碱基决定一个氨基酸只能决定4种：
41＝1，不行
二个碱基决定一个氨基酸只能决定16种：
42＝16，不行
三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种：
43＝64，
足足有余
密码子
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密码子
密码子
2、遗传密码：
遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基排列顺序，叫做“遗传密码”。把其中决定一个氨基酸的相邻的三个碱基成为密码子。
a、一种氨基酸可以和多个密码子相对应
b、一个密码子只和一种氨基酸相对应
c、三个终止密码：
UAA、UAG、UGA
d、氨基酸的种类；20种
密码子的种类：64种
对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸－谷氨酸－丙氨酸－半胱氨酸－脯氨酸－丝氨酸－赖氨酸－脯氨酸
1、已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAU
GCCGCAAGCCG,你能写出对应的氨基酸序列？
2、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据这一事实说明什么？
说明地球上所有的生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有共同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。
思考和讨论：
3、从密码子表可以看出，一种氨基酸可能由几个密码子，这一现象称做密码的简并性。你认为密码的简并性对生物体的生存发展有什么意义？
从密码子的简并性我们能够认识到：
如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也有可能蛋白质的氨基酸种类不发生变化（例如GAU------GAC都决定天冬氨酸）；
这就保证了生物遗传的相对稳定性。又使生物出现变异，从而促进生物的发展变化。
3、转运RNA(tRNA)
A
C
U
天冬 酰氨
反密码子
A
U
G
异亮 氨酸
反密码子
　　转运RNA(tRNA)：分子结构呈三叶草形，其“叶柄”端能与一个特定的氨基酸结合，“叶片”端有三个特殊的碱基称为“反密码子”，能与mRNA上的“密码子”相识别。反密码子的种类：61种。
4、翻译过程：
翻译小结
场所:
模板:
原料:
条件:
产物:
原则:
细胞质的核糖体上
以信使RNA为模板
二十种氨基酸
需要酶和ATP
多个多肽或蛋白质
密码子与反密码子配对,
既碱基互补配对原则（A=U，G=C）
蛋白质是生物性状的体现者，基因通过控制蛋白质的合成从而控制了生物的性状。
1、基因控制蛋白质合成的最终结果是什么？
2、生物表现出多样性的根本原因和直接原因是什么？
直接原因：蛋白质的种类及其多样，体现了不同的性状。
根本原因：DNA分子上的脱氧核苷酸的排列顺序不同。
思考和讨论
3真核细胞中复制、转录、翻译的比较
DNA复制 转录 翻译
时间
场所
模板
原料
酶
能量
原则
特点
产物
遗传信息 遗传密码 生物性状
细胞分裂间期
细胞核
DNA的两条链均为模板
四种脱氧核苷酸
DNA聚合酶等
ATP
A-T、G-C
半保留复制
边解旋边复制
2个子代DNA分子
生长发育过程
细胞核
基因的一条链为模板
四种核糖核苷酸
RNA聚合酶等
ATP
A-U、T-A
G-C ，C-G
边解旋边转录
1个信使RNA
生长发育过程
细胞质
mRNA为模板
二十种氨基酸
特定的酶等
ATP
mRNA与tRNA配对
A-U, G-C
多个特定氨基酸顺序的蛋白质
DNA的碱基数：mRNA的碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6n:3n:n。
4、DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之家有何数量关系？
说明：因为基因中存在又终止密码子等片段，实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。
n
DNA
3n
3n
3n
转录
翻译
小结：
基因指导蛋白质的合成
1、RNA和DNA的区别
一、遗传信息的转录
2、为什么RNA适于作为DNA的信使？
二、遗传信息的翻译
3、RNA的种类
4、遗传信息的转录过程。
2、遗传密码
1、翻译的定义
3、反密码子
4、翻译的过程
DNA上的基因
mRNA的
蛋白质的氨基酸序列
遗传信息
遗传密码
生物性状
转录
翻译
1、组成人的核酸的碱基和核苷酸各共有（ ）
A、5、5 B、5、8
C、8、5 D、4、4
2、组成噬菌体的核酸的碱基和核苷酸各共有（ ）
A、5、5 B、5、8
C、8、5 D、4、4
练习：
3、已知一段信使RNA上有12个A和G，该信使RNA上共有30个碱基，那么转录成信使RNA的这一段DNA分子中应有C和T（ ）
A、12 B、18 C、24 D、30
4、一个双链DNA分子中碱基A占30%，其转录成的信使RNA上的U为35%，则信使RNA上的碱基A为（ ）
A、30% B、35% C、40% D、25%
5、某一多肽链共有100个氨基酸，则控制合成该肽链的基因中的碱基数至少有
A、600 B、300 C、297 D、594
基因碱基：信使RNA碱基：氨基酸数目===
（双链） （单链）
1个密码子 1个氨基酸
6 3 ： 1
6、根据蛋白质中遗传信息传递规律，填写表中空白并回答问题
DNA双链 C A
G
信使RNA A
转运RNA G A G
氨基酸 丙氨酸
A链
B链
C链
D链
1、丙氨酸的密码子是 ，决定合成该氨基酸的DNA上的碱基是 。
2、第二个氨基酸是 ，（查密码表）
3、 链为转录的模板链，遗传密码子存在于 链上。
T
U
GCA
CGT
UGC半胱氨酸
A
C
DNA复制 转录
时间
场所
解旋
模板
原料
酶
能量
原则
特点
产物
细胞分裂间期
生长发育过程
细胞核
细胞核
完全解旋
只解有遗传效应片段
DNA的两条链均为模板
DNA的一条链为模板
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
DNA聚合酶等
RNA聚合酶等
ATP
ATP
A-T、G-C
A-U、G-C
半保留复制
边解旋边复制
边解旋边转录
2个子代DNA分子
1个信使RNA
转录 翻译
场所
模板
原料
条件
产物
原则
细胞核
细胞质的核糖体
DNA的一条链
以信使RNA为模板
四种核糖核苷酸
20种氨基酸
特定的酶和ATP
单链的信使RNA
特定氨基酸顺序的蛋白质
DNA的一条链与mRNA配对
mRNA与tRNA配对