吉林省扶余一中高一生物《基因指导蛋白质合成》课件

(共48张PPT)
吉林省高中生物必修二
第一节 基因指导蛋白质的合成
第五章 遗传信息的表达
扶余县第一中学生物组 贾艳霞
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 体现的
基因
蛋白质
DNA（基因）
蛋白质（性状）
？
遗传信息的转录
遗传信息的翻译
基因如何指导蛋白质的合成
问题１：DNA主要存在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中核糖体上进行的，两者如何联系起来的呢？
一 、遗传信息的转录
脱氧核苷酸
DNA
RNA
脱氧核糖
核糖
（一）RNA的结构、分类和作用
核糖核苷酸
比较RNA与DNA结构的不同
比较项目 DNA RNA
基本单位
五碳糖
含氮碱基
结构
主要存在部位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
A T C G
A U C G
双链结构
多为单链结构
细胞核
细胞质
RNA
的种类
信使 RNA(mRNA)
核糖体 RNA(rRNA)
转运 RNA(tRNA)
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。
氨基酸的运载工具。（一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸。
核糖体的组成部分
为什么RNA适于作DNA的信使？
RNA也是由核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。
RNA与DNA的关系中，也遵循碱基互补配对原则。
RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
问题2：DNA的
遗传信息是怎样传
给mRNA的呢？
(二) 转录的具体过程
DNA的平面结构图
A
G
T
A
C
A
A
A
T
T
C
A
T
G
A
T
T
A
以DNA的一条链为模板合成RNA
DNA
游离的核糖核苷酸
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
U
G
G
A
C
U
G
C
U
G
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
U
G
A
C
G
G
U
U
U
DNA与RNA的碱基互补配对：A——U；T——C；C——G；T—A
RNA
聚合酶
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
U
U
G
U
U
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
U
G
U
U
A
U
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
A
U
U
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
A
U
U
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
C
G
G
U
U
A
U
U
A
U
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
G
C
G
G
U
U
A
U
U
A
U
C
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
G
C
G
G
U
U
A
U
U
A
U
C
形成的 mRNA 链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上
RNA
DNA
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
细胞质
细胞核
核孔
DNA
mRNA在细胞核中合成
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
细胞质
细胞核
mRNA通过核孔进入细胞质
（1）DNA的两条链都能转录吗？
（2）DNA链完全解开吗？
（3）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊 情况？
A—U、T—A、 G—C、 C—G
思考:转录与DNA复制有什么异同点
转录与DNA分子复制的区别
复制 转录
时间
场所
原料
模板
条件
配对原则
特点
产物
意义
有丝分裂间期和减数第一次分裂间期
生长发育过程
主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体
T—A、 G—C
A—U、 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
复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代
传递遗传信息，为翻译做准备
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
模板、原料、ATP、酶
总结：
（１）转录的定义：　　　　　　　　
（２）转录的场所：　　　　　　　　　　
（３）转录的模板：
（４）转录的原料：
（５）转录的条件：
（６）转录时的碱基配对:
（ 7）转录的结果：
在细胞核，以DNA的一条链为模板，
按照碱基互补配对原则，形成信使
RNA的过程。
四种核糖核苷酸(A、G、C、U）
需要酶和ATP
碱基互补配对原则
（A=U，G=C）
mRNA
细胞核
DNA的一条链
转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？
mRNA如何将信息翻译成蛋白质？
mRNA通过核孔进入细胞质中， 开始它新的历程——翻译。
二、遗传信息的翻译
遗传学上把以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译。
碱基与氨基酸之间的对应关系
DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定蛋白质的20种氨基酸的？
翻译:
4种碱基只能决定4种氨基酸，41=4。
二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种，42=16。
三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种，43=64，足够有余。
3.如果一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？
2.如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？
1.如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸
密码子
密码子
密码子
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻
的碱基。
密码子
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
a、mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG,
你能写出对应的氨基酸序列吗？
b、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
c、从密码子表可以看出，一种氨基酸可能由几个密
码子决定，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。
tRNA——“搬运工”
游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的“生产线----核糖体”上？
A
C
U
天门冬酰氨
一共有多少种tRNA
反密码子
与密码子相互配对,转运的氨基酸由配对的密码子决定
每种tRNA只能识别并转运
一种特定的氨基酸!
决定氨基酸的密码子有61种,
所以tRNA 有61种
密码子与反密码子
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天冬氨酸
一种tRNA只能携带一种氨基酸
一种氨基酸只能由一种tRNA携带
A
U
G
异亮氨酸
DNA(基因)
蛋白质
RNA
转录
翻译
基因指导蛋白质合成的过程
翻译的具体过程：
1.翻译的场所：
2.翻译时的模板：
3.翻译的原料：
4.翻译的条件:
5.翻译的工具:
6.翻译的产物:
核糖体
mRNA
游离的氨基酸
tRNA
肽链
酶，ATP、模板、原料
从基因的表达过程可以看出：
DNA（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使RNA中———————————— 的排列顺序，进而决定 的排列顺序，最终决定了 的结构和功能特异性。
核糖核苷酸/密码子
氨基酸
蛋白质
阶段
项目 转录 翻译
定义
场所
模板
遗传信息传递的方向
原料
产物
实质
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。
以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
细胞核
细胞质的核糖体
DNA的一条链
信使RNA
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
含A、U、C、G的4种核糖核苷酸
合成蛋白质的20种氨基酸
信使RNA
有一定氨基酸排列顺序的多肽，进一步加工为蛋白质
是遗传信息的转录
是遗传信息的表达
1、遗传密码的组成是（ ）
A、由A、T、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。
B、由A、U、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。
C、由A、T、G、C、U五种碱基中任何三个做排列组合。
D、由A、U、G、T四种碱基中任何三个做排列组合。
答案：B
巩固练习
2、DNA决定RNA的性质是通过（ ）
A、信使RNA的密码
B、DNA特有的自我复制
C、碱基互补配对原则
D、转运RNA的媒介
答案：C
3、已知某转运RNA的一端的三个碱基顺序是GAU，它所转运的氨基酸是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码是由下列哪个转录来的（ ）
A、GAT
B、GAA
C、GUA
D、CTA
答案：A
4、信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（ ）
A、转运RNA中核苷酸的排列顺序
B、蛋白质分子中氨基酸的排列顺序
C、核糖体上的RNA核苷酸的排列顺序
D、DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序
答案：D
5、在遗传信息的转录和翻译过程中，起翻译者作用的是（ ）
A.核糖体RNA
B.转运RNA
C.信使RNA
D.氨基酸
答案：B
6、已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是（ ）
A 12 B. 24 C. 18 D. 30
答案：D
谢谢