内蒙古海拉尔三中高一生物《4.1基因指导蛋白质的合成》课件

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名称 内蒙古海拉尔三中高一生物《4.1基因指导蛋白质的合成》课件
格式 zip
文件大小 620.1KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 生物学
更新时间 2012-09-05 20:04:31

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文档简介

(共51张PPT)
第一节基因指导蛋白质的合成
生物的性状是由 控制的
性状是由 体现的
基因
蛋白质
基因通过指导蛋白质的合成来控制性状的过程 (即基因的表达).
第一节
基因指导蛋白质的合成
推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使,科学家发现此物质就是RNA。
DNA的遗传信息如何传给RNA ?
问题1:DNA主要存在细胞核中,而蛋白质合成是在细胞质中的核糖体上进行的,两者如何联系起来的呢?
请你作出推测
核糖与脱氧核糖
DNA与RNA在化学组成的区别
一 遗传信息的转录
1. RNA的结构和种类
(1)DNA与RNA分子结构的比较
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(C5H10O4)
核糖(C5H10O5)
A T C G
A U C G
通常呈双链结构
通常呈单链结构
细胞核
细胞质
信使 RNA (mRNA)
核糖体 RNA (rRNA)
转运 RNA (tRNA)
(2) RNA的种类
tRNA的结构示意图
mRNA为什么叫做信使RNA?它是谁的信使?
因为它是遗传信息的传递者,所以叫做信使RNA。它是DNA的信使。
为什么mRNA适于作DNA的信使?
(3) RNA适于作DNA信使的原因
RNA也是由四种核苷酸连接而成,也能储存遗传信息。
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。
RNA与DNA的关系中,也遵循碱基互补配对原则。
(二) 转录的过程
问题2:DNA的
遗传信息是怎样传
给mRNA的呢?
1、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
转录动态过程示意图
以DNA的一条链为模板合成RNA
DNA一条链
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 mRNA ,DNA上的遗传信息就传递到mRNA上
RNA
DNA一条链
(二) 转录的过程
2、转录的定义:
在细胞核中以DNA的一条链为模板,按碱基互补配对原则,合成RNA的过程(以基因为单位转录)。
3、转录的场所:
主要在细胞核
       
4、转录的条件:
模板(DNA的一条链)
原料(四种核糖核苷酸)
酶( DNA解旋酶 RNA 聚合酶等)
能量(ATP)
5、转录的结果:
形成mRNA( DNA上的遗传信息传递给了mRNA )
6、转录的特点:
单链转录 边解旋边转录
特定的碱基互补配对方式(A-U,G-C ,T-A ,C-G )
思考与讨论:
DNA的复制和转录有何异同之处?
类别
项目

复制

转录
场所
解旋
模板
原料

能量
碱基
配对
产物
细胞核
只解有遗传效应的片段
只有DNA的一条链
四种核糖核苷酸
DNA解旋酶 RNA聚合酶
ATP
A-U G-C T-A C-G
RNA
细胞核
完全解旋
DNA的两条链
四种脱氧核苷酸
DNA解旋酶、DNA聚合酶
ATP
A-T C-G T-A G-C
子代DNA
复 制 与 转 录 的 比 较
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,与核糖体结合,开始它新的历程——翻译。
二、遗传信息的翻译
1、翻译的概念:
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,称为遗传信息的翻译。
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?
碱基与氨基酸之间的对应关系如何?
4种碱基只能决定4种氨基酸,41=4
4种碱基最多只能编码16种,42=16
三个碱基决定一个氨基酸能决定64种,43=64,足够有余
(3)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?
4种碱基几个一组能决定20种氨基酸?
密码子
密码子
密码子
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
2、密码子(遗传密码):
(1)概念:
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
(2)密码子的特点
数目共64种:
① 61种密码子决定20种氨基酸:其中2种为
起始密码子 ( AUG 甲硫氨酸; GUG缬氨酸 )
一个密码子决定一个特定的氨基酸;
有的氨基酸可能有一个以上的密码子;
② 3种终止密码子 ( UAA; UAG; UGA )
特点:
①简并性:一种氨基酸可以有多种密码子。
②通用性:所有生物公用同一套遗传密码。
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”上的?
谁来担任“搬运工”?
tRNA——“搬运工”
一共有多少种tRNA
A
C
U
天门冬酰氨
反密码子
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!
有61种
第1步 mRNA进入细胞质,与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA,通过与碱基AUG互补配对,进入位点1.
第2步 携带组氨酸的tRNA以同样方
式进入位点2.
第3步 甲硫氨酸通过与组氨酸形成
肽键而转移到占据位点2的tRNA上。
第4步 核糖体读取下一个密码子,原占据位点1的tRNA离开核糖体,占据位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成。重复步骤2、3、4,直至核糖体读取到mRNA的终止密码。
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
细胞质
蛋白质合成过程动态示意图
U
C
A
U
G
A
U
U
A
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天门冬氨酸
核糖体
U
C
A
U
G
A
U
U
A
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天门冬氨酸
U
C
A
U
G
A
U
U
A
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天门冬氨酸
A
U
G
异亮氨酸
U
C
A
U
G
A
U
U
A
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天门冬
氨酸
A
U
G
异亮氨酸
肽键
U
C
A
U
G
A
U
U
A
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天门冬
氨酸
A
U
G
异亮氨酸
U
C
A
U
G
A
U
U
A
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天门冬
氨酸
A
U
G
异亮氨酸
肽键
U
C
A
U
G
A
U
U
A
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天门冬
氨酸
A
U
G
异亮氨酸
U
C
A
U
G
A
U
U
A
A
A
U
A
C
U
A
U
G
亮氨酸
天门冬
氨酸
异亮氨酸
3、翻译的过程:
(2)翻译的场所:
(3)翻译时的条件:
(4)翻译的产物:
核糖体
蛋白质
模板(mRNA )、
原料(游离的氨基酸)
工具(tRNA)

能量(ATP)
(1)翻译的具体过程:(已讲)
一个mRNA分子上结合多个核糖体,同时合成多条多肽链
在细胞质中,翻译是一个快速的过程。在370C时,细菌细胞内合成肽链的速度约为每秒连接15个氨基酸。通常,一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,因此,少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。
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
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
转录和翻译的比较
总结:
基因的表达过程是在细胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨基酸分子和核糖体,线粒体等众多细胞器一道,完成遗传信息的转录和翻译过程。在组成蛋白质的肽链合成后,就从核糖体与mRNA的复合物上脱离,经过一系列步骤,被运送到各自的岗位,盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子,开始承担细胞生命活动的各项职责。
谢谢