生物人教版（新课程标准）必修2 -4.1基因指导蛋白质的合成 课件（69张PPT）

(共69张PPT)
第三章 基因的表达
第一节 基因指导蛋白质的合成
问题一：为什么RNA适于做DNA的信使呢？
1、RNA与DNA的区别
2、RNA的类型
3、原因小结
2、转录的过程
3、课堂小结
1、转录的定义
问题三：遗传信息的翻译
1、密码子
2、tRNA
3、翻译的过程
真核细胞中转录和翻译过程回顾
4、课堂小结
4、比较DNA复制和转录
问题二：遗传信息的转录
练习
课件索引
问题导入
问题导入
问题一：你们知道在电影《侏罗纪公园》中是靠什么克隆出各种各样的恐龙的？
问题二：利用已经灭绝的生物的DNA分子，真的能够使灭绝的生物复活吗？
我该怎么复活呢？
一种生物的整套DNA分子中贮存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息。
但是从DNA到具备各种形状的生物体需要通过极其复杂的基因表达及调控过程才能实现。
1.DNA主要存在哪里？
2.蛋白质在哪里合成？
DNA
主要在细胞核
蛋白质的合成
在细胞质(核糖体)进行
指导
通过RNA
问题：
2、为什么RNA适于做DNA的信使呢？
1、DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来的呢？
第7页
.基本组成单位：
核糖
碱基
磷酸
A
G
C
U
核糖核苷酸
单链
1、RNA与DNA的区别
为什么RNA适于做DNA的信使呢？
化学组成上的区别
空间结构特点：RNA 为单链
RNA的种类
信使 RNA—— mRNA
核糖体 RNA—— rRNA
转运 RNA—— tRNA
2、RNA的类型
⑴信使RNA（m RNA）：转录遗传信息，翻译的
模板，即传递遗传信息的作用。
⑵转运RNA （t RNA ）：识别密码子，运输特
定氨基酸，呈三叶草型结构。
⑶核糖体RNA （r RNA ）：核糖体的组成成分。
比较RNA与DNA结构的不同
比较项目 DNA RNA
结 构
基本单位
五碳糖
含氮碱基
功能 翻译的模板、转运氨基酸、构成核糖体、催化作用
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
通常双螺旋结构
一般单链结构
细胞核
细胞质
遗传信息的储存、传递、表达
⑴它也是由基本单位——核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。
⑵在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，因RNA中没有T，DNA中没有U，所以当RNA与DNA有关系时，U与A配对。
⑶RNA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。
3、RNA适于做DNA的信使的原因：
思考：为什么RNA适于做DNA的信使呢？
1、转录的定义：
在细胞核中，以DNA的一条链为模板，合成mRNA的过程。
2、转录的场所：
主要是细胞核。
3、转录的模板：
DNA分子的一条链。
4、转录的原料：
四种核糖核苷酸。
5、转录的条件：
模板、原料、能量、酶。
注意阅读课本文字，注意看图思考
（2分钟左右）
遗传信息如何从DNA流向RNA呢？
第14页
RNA
聚合酶
4、过程
第15页
RNA
聚合酶
第16页
RNA
聚合酶
A
T
C
G
U
A
G
C
【思考】
红色虚线方框内包括_____种碱基，_____种核苷酸。
5
6
4、转录的过程
第一步
A
G
C
U
G
A
C
G
G
U
U
U
游离的核糖核苷酸
解开的DNA的一条链
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
U
G
A
C
G
G
U
U
U
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
第二步
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
形成磷酸二酯键
第三步
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
U
U
A
U
U
A
U
C
第四步
G
G
C
G
释放
第29页
解旋
合成
复旋
第30页
1.(2017·全国Ⅲ卷)下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是(　 )
A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
2、（题目节选）图乙为 过程，图中的b和d二者在化学组成上的区别是_____________。图中a是一种酶分子，它能促进c的合成，其名称为_____________。
课堂小结：
1、转录的场所：主要是细胞核。
2、转录的模板：DNA分子的一条链。
3、转录的原料：四种核糖核苷酸。
4、转录的条件：模板、原料、能量、酶。
5、转录时的碱基配对：
6、转录的产物：mRNA。
DNA
RNA
A
T
C
G
U
A
G
C
G－C、C－G、T－A、A－U
7、遗传信息传递的方向
1、DNA→RNA如何转录，特点是什么？
问题：
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？
边解旋边转录,DNA双链全保留
未完全解旋，只解旋需要转录的基因
A—U,T—A,
G—C,C—G
思考与讨论：
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单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基 序列有哪些异同？
转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对规律，等等。碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性。
转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补配对不同的是，RNA链中与DNA链的A配对的是U，不是T；与DNA另一条链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U。
第34页
2.遗传信息的转录
(1)概念:以DNA的一条链为模板,按碱基互补配对原则合成RNA的
过程。
(2)转录过程(见下图):
DNA复制 转 录
主要场所
解 旋
模 板
原 料
酶
能 量
碱基配对
产 物
细胞核
细胞核
完全解旋
只解有遗传效应的片段
DNA的两条链
只有DNA的一条链
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
DNA解旋酶、
DNA聚合酶
RNA聚合酶
ATP
ATP
A—T C—G
T—A G—C
A—U G—C
T—A C—G
子代DNA
mRNA、tRNA、rRNA
通过转录，DNA蕴藏的遗传信息传递给了RNA，但在RNA中，遗传信息仍是碱基序列，那么，RNA上的碱基序列如何决定蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？
第37页
RNA是怎样把DNA的遗传信息传递给蛋白质的？
电报机
电报密码
0130 0117
你 好
第38页
三、遗传信息的翻译
1、定义：以mRNA为模板，合成具有一定的氨基酸顺序，形成多肽链（蛋白质）的过程。
2、场所：__________
核糖体
注意读教材并思考！注意图形结合，注意看图！
3分钟！
第39页
3、密码子
思考：
组成蛋白质的氨基酸：
信使RNA的碱基：
4种碱基如何决定蛋白质的20种氨基酸呢？
20种
4种
如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，即
如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定___种，即
如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，即
4
16
64
第40页
实验验证：
1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由m RNA的3个碱基决定，即三联体密码子
信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基
密码子:
决定氨基酸的密码子共有多少种？
氨基酸有多少种
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密码子
密码子
密码子
第41页
第1个字母 第2个字母 第3个字母 密码子
苯丙氨酸 U U U UUU
？
精氨酸 A G G AGG
思考与讨论：
1、已知一段mRNA的碱基序列是AUGG
AAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能写
出对应的氨基酸序列吗？
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，你能想到什么？
3、从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做密码的简并。你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？
（说明地球上的生物有着共同的祖先）
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。
⑴密码子共64种，能决定氨基酸的遗传密码只有61个。有3个终止密码子，没有对应的氨基酸。
⑵一个密码子决定一个特定的氨基酸。
⑶简并性：多数氨基酸由二个以上的密码子决定。
需注意：色氨酸及甲硫氨酸各由有一个密码决定。
密码子（遗传密码）的特性
⑷通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。
4、tRNA
转运RNA(tRNA)
A
U
G
G
A
U
A
U
C
mRNA
甲硫氨酸
C
U
A
反密码子
核糖体
tRNA作用
5、场所：
模板：
原料：
细胞质（核糖体）
mRNA
氨基酸
ATP、酶
、转运RNA（tRNA）
6、条件：
翻 译
蛋白质合成的过程如何？
细胞质
细胞质中的mRNA
C
C
C
A
C
G
U
C
A
C
U
A
7、真核细胞翻译的过程
mRNA 进入细胞质
G
G
U
组氨酸
mRNA 与核糖体结合
位点1
位点2
C
A
U
甲硫氨酸
C
C
C
A
C
G
U
C
A
C
U
A
教师解读
tRNA上的反密码子与 mRNA上的密码子互补配对 .
位点1
位点2
C
A
U
甲硫氨酸
G
G
U
组氨酸
C
C
C
A
C
G
U
C
A
C
U
A
教师解读
C
A
U
甲硫氨酸
G
G
U
组氨酸
A
G
U
异亮氨酸
两个氨基酸分子脱水缩合
肽键
C
C
C
A
C
G
U
C
A
C
U
A
教师解读
C
A
U
C
A
U
甲硫氨酸
天门冬酰氨
A
G
U
异亮氨酸
C
C
C
A
C
G
U
G
A
U
U
A
tRNA离开后，可转运新的氨基酸
教师解读
C
A
U
甲硫氨酸
组氨酸
A
G
U
异亮氨酸
C
C
C
A
C
G
U
C
A
C
U
A
G
G
G
脯氨酸
G
G
U
A
U
G
G
G
U
A
U
G
A
G
U
U
C
C
C
教师解读
翻 译
蛋白质合成的过程如何？
课堂小结：
场所：
产物：
模板：
原料：
细胞质（核糖体）
mRNA
蛋白质
氨基酸
ATP、酶、转运RNA(tRNA)
遗传信息流动：
mRNA
蛋白质
碱基互补配对：
G－C、C－G、U－A、A－U
小飞守角制作
转 录 翻 译
定 义
场 所
模 板
信息传递的方向
原 料
产 物
实 质
转录和翻译的比较
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程
以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
主要是细胞核
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种核苷酸
合成蛋白质的20种氨基酸
RNA
有一定氨基酸排列顺序的蛋白质
是遗传信息的转录
是遗传信息的表达
DNA复制、转录和翻译的比较
比较项目 复制 转录 翻译
场 所
模 板
酶
能 量
原 料
产 物
碱基配对
主要是细胞核
主要是细胞核
核糖体
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
解旋酶，DNA聚合酶等
解旋酶，RNA聚合酶等
多种酶
ATP水解释放
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
氨基酸
子代DNA
RNA
多肽链
A-T T-A
G-C C-G
A-U T-A
G-C C-G
A-U U-A
G-C C-G
基因中的脱氧核苷酸排列顺序
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基
与mRNA分子中密码子互补配对的tRNA上的碱基
在DNA上
在mRNA上
在tRNA上
小组讨论：
从根本上决定氨基酸的排列顺序(间接控制)
直接控制蛋白质的氨基酸排列顺序
识别密码子并搬运特定的氨基酸
具有种的特异性，不同种不同个体携带的遗传信息不同，遵循碱基互补配对原则
具有通用性，有61种，携带20种氨基酸
在不同种生物个体间具有通用性。生物体内的密码子共64种，其中61种编码氨基酸
①遗传信息指基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上
②mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到识别密码子的作用
注意：①一种氨基酸可由一种或几种密码子决定，但一种密码子只决定一种氨基酸。
②一种氨基酸可由一种或几种tRNA搬运，但一种tRNA只能搬运一种氨基酸。
一条多肽链中有氨基酸1000个，则作为合成
该多肽的模板信使RNA和用来转录信使RNA
的DNA分子分别至少要有碱基多少个[ ]
A．3000个和3000个
B．1000个和2000个
C．3000个和6000个
D．2000个和4000个
C
　基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数
＝　　　6 　　： 　　3 　　　：　　　 1
设置疑问：
课后思考：为何问题中问的是至少要有碱基多少个？
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．2种 4种 B．4种 4种
C．5种 5种 D．8种 5种
D
2．细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构
层次是[ ]
A．DNA→染色体→脱氧核苷酸→基因
B．染色体→脱氧核苷酸→DNA→基因
C．DNA→染色体→基因→脱氧核苷酸
D．染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸
D
3．下列哪一组物质是RNA的组成成分[ ]
A．脱氧核糖核酸和磷酸
B．脱氧核糖、碱基和磷酸
C．核糖、碱基和磷酸
D．核糖、嘧啶和核酸
4．DNA分子的解旋发生在 过程中[ ]
A．复制 B．转录
C．翻译 D．复制和转录
C
D
5．果蝇的遗传物质由 种核苷酸组成[ ]
A．2 B．4 C．5 D．8
B
6．一个DNA分子可以转录出多少种多少个
mRNA [ ]
A．一种一个 B．一种多个
C．多种多个 D．无数种无数个
C
7．烟草、烟草花叶病毒、T2噬菌体中含有
的物质，下列叙述正确的是[ ]
A．核酸的种类依次是2、1、2
B．核苷酸的种类依次是8、5、4
C．五碳糖的种类依次是2、2、1
D．含N碱基的种类依次是5、4、4
D
8．mRNA上有25％的腺嘌呤，35％的尿嘧
啶，则转录该mRNA的DNA分子上腺嘌
呤占碱基总数的[ ]
A．50%
B．25%
C．30%
D．35%
C
9、 某DNA片段所转录的mRNA中U%＝28%，A%＝18%，则个DNA片段中T%和G%分别占（　 ）。
A. 46%,54% B.23%,27% C.27%,23% D.46%,27%
B
A1
T2
T1
A2
G1
C1
C2
G2
1
2
Am
Um
Gm
Cm
mRNA
下课！
谢谢同学们！