苏教版（2019）高中生物 必修二 2.3.1 DNA分子通过RNA指导蛋白质的合成 课件（共34张PPT）

(共34张PPT)
第二章 遗传的分子基础
第三节 遗传信息控制生物的性状
第1课时 DNA分子通过RNA指导蛋白质的合成
新课标素养目标
理解概念：基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成，
包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。
发展素养：基于遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白
质，阐明生命活动不仅需要物质和能量，也需要信
息，生命是物质、能量和信息的统一体。
本节内容索引
一
二
三
遗传信息的转录
遗传信息的翻译
本课小结
四
当堂巩固
《永不消逝的电波》讲述地下工作者在战斗中破译敌特的电报密码，获取了重要信息，使敌特遭到沉重打击。电报是19世纪30年代发展起来的通信技术，电报密码被用来代替文字或数字远距离传送信息。
新课导入
科学家在破译遗传密码的过程中是不是借鉴了电报编码的思路呢？
谁引领了遗传密码的破译？
4
4
4
64
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
如1个碱基决定1个氨基酸　　　 决定4种氨基酸
如2个碱基决定1个氨基酸　 　　决定16种氨基酸
如3个碱基决定1个氨基酸　　 　碱基组合有64种　　　　　　　　　　　
克里克
积极思维
遗传密码是由3个碱基组成的吗 它们中间是否有间隔？
实验证据
用化学试剂去掉噬菌体DNA分子中的一个、两个或三个核苷酸后，观察
删除位点之后的基因能否被正确地“读取”。实验结果表明，只有删除
3个相邻的核苷酸时，删除位点之后的基因才能被正确地“读取”。
反过来，往DNA分子上添一个、两个或三个核苷酸。实验结果表明，
只有添加3个核苷酸时，才不会妨碍添加位点后基因的“读取”。
肤色
眼皮单双
血型
基因
有遗传效应的DNA片段
控制生物性状
在染色体上呈线性排列
从基因到蛋白质的信息传递不是直接的。那么，谁在其中“牵线搭桥”呢
温故而知新
多数生物的基因是DNA分子上的功能片段，DNA分子上的遗传信息(基因)通过RNA指导蛋白质的合成。
核孔
核糖体
核膜
双层
细胞质
细胞核
DNA
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？
蛋白质的合成
RNA
温故而知新
回 顾 细 胞 结 构（真核生物）
核糖
磷酸
一、遗传信息的转录
A
G
C
U
四种核糖核苷酸
RNA的全称？
1
RNA的基本组成单位？
2
与蛋白质合成有关的RNA的种类？
3
核糖核酸
脱氧
核糖
T
磷酸
转 录
RNA主要是在细胞核中以DNA分子的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成的，这一合成过程称为转录。
与蛋白质合成有关的RNA
一、遗传信息的转录
转运RNA（tRNA）：
转运氨基酸的工具。
信使RNA（mRNA）：
遗传信息传递的媒介。
核糖体RNA（rRNA）：
与蛋白质构成核糖体。
图2-3-3 转录示意图
转录的过程
一、遗传信息的转录
第页RNA聚合酶TCGTCAGCTAGCAGTCGADNA模板链转录的过程一、遗传信息的转录第页RNA聚合酶DNA模板链UUUUGCCCCGGAGCAGTCGAC游离的核糖核苷酸转录的过程一、遗传信息的转录第页RNA聚合酶DNA模板链AGCAGTCGATCGTCAGCTCGC
2.转录的模板
1.转录的场所
转录要点
4.转录的条件
3.转录的原料
6.转录的产物？
5.转录的碱基配对方式
细胞核、叶绿体、线粒体、拟核
DNA分子的一条链
四种游离的核糖核苷酸RNA)
模板、原料、能量、酶（RNA聚合酶同时具有解旋功能）
G-C C-G T-A A-U
三种RNA（mRNA rRNA tRNA)
二、遗传信息的翻译
遗传密码是怎样被破译的？
尼伦伯格
荣获1968年诺贝尔生理学或医学奖
加入多聚U（相当于mRNA）
20种氨基酸分成五组，每组四种，分别加入五支试管中。
酪氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、丝氨酸
多肽
分别加入多聚U
酪氨酸
苯丙氨酸
半胱氨酸
丝氨酸
1 2 3 4
二、遗传信息的翻译
遗传密码是怎样被破译的？
酪氨酸
苯丙氨酸
半胱氨酸
丝氨酸
1 2 3 4
1 2 3 4
多肽
此后，科学家又不断地改进实验，终于破译出全部遗传密码。
最终确认加入苯丙氨酸的试管中产生了多肽，即多聚U指导了多聚苯丙氨酸的合成。
mRNA
U
A
G
G
U
G
A
C
C
A
C
C
遗传密码与氨基酸的对应关系
概念：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的核苷酸称为一个
密码子。通常以密码子中的碱基表示遗传密码。
二、遗传信息的翻译
1
密码子
U C A G
U U
C
A
G
C U
C
A
G
A U
C
A
G
G U
C
A
G
GAA
GAG
UUU
UUC
UUA
UUG
苯丙
氨酸
亮氨酸
UCU
UCC
UCA
UCG
丝氨酸
UAU
UAC
UAA
UAG
酪氨酸
终止
UGU
UGC
UGU
UGC
半胱
氨酸
终止
色氨酸
CUU
CUC
CUA
CUG
亮氨酸
CCU
CCC
CCA
CCG
脯氨酸
CAU
CAC
组氨酸
CAA
CAG
谷氨酰胺
CGU
CGC
CGA
CGG
精氨酸
AUU
AUC
AUA
AUG
异亮
氨酸
甲硫氨酸
(起始)
ACU
ACC
ACA
ACG
苏氨酸
AAU
AAC
AAU
AAC
天冬酰胺
赖氨酸
丝氨酸
AGU
AGC
AGA
AGG
精氨酸
GUU
GUC
GUA
GUG
缬氨酸
GCU
GCC
GCA
GCG
丙氨酸
GAU
GAC
天冬氨酸
谷氨酸
GGU
GGC
GGA
GGG
甘氨酸
第一位核苷酸
第三位核苷酸
第二位核苷酸
5‘端
3‘端
密 码 子 表
密码子表
简并性：一种氨基酸可以对应多个密码子。
科学家还发现，在细菌体内，除了AUG外，碱基序列为GUG的密码子，有时也可以作为起始密码子，但编码的却是甲硫氨酸。
二级结构
三级结构
每种tRNA分子只能携带一种氨基酸。在合成多肽链时，tRNA负责将游离在细胞质基质中的20种不同的氨基酸运向核糖体。
2
tRNA
二、遗传信息的翻译
为什么mRNA携带的信息能够正确指导多肽链的合成？
要依赖mRNA上每个密码子与相应tRNA分子上反密码子的结合，而这种结合要遵循碱基互补配对原则。
U A C
甲硫
tRNA（转运RNA）
氨基酸
密码子
反密码子
mRNA（信使RNA）
A U G
C U A
G U A G C U
61种
2
tRNA
mRNA（信使RNA）
A U G
C U A
G U A G C U
U A C
甲硫
结合
起始
起始密码子
3
翻译的过程
U A C
甲硫
mRNA（信使RNA）
A U G
C U A
G U A G C U
C A U
缬
C G A
丙
结合
起始
读码
进位
脱水缩合
退位
3
翻译的过程
U A C
甲硫
mRNA（信使RNA）
A U G
C U A
G U A G C U
C A U
缬
C G A
丙
结合
起始
读码
进位
脱水缩合
退位
先来先动，先来先走
3
翻译的过程
A U G
C U A
G U A G C U
终止密码子
甲硫
缬
丙
色
甘
当核糖体在mRNA上移动并遇到终止密码子时，在释放因子参与下，多肽链合成过程即停止，多肽链释放出来
3
翻译的过程
二、遗传信息的翻译
翻 译
在细胞中，以游离_________为模板，从一个特定的_________开始，按照每三个相邻的核糖核苷酸代表一个氨基酸的原则，依次合成具有一定_________顺序的多肽链的过程。
mRNA
起始位点
氨基酸
二、遗传信息的翻译
一个mRNA分子上可以结合多个核糖体，同时进行多条多肽链的合成。
多肽链合成后，从核糖体上脱离，经过盘曲、折叠、修饰等加工，形成特定的空间结构，最终形成一定功能的蛋白质分子。
多聚核糖体提高翻译速率
场所、时间、模板、原料、能量、酶、碱基互补配对
遗传信息的转录
遗传信息的翻译
1.与蛋白质合成有关的RNA
2.转录的过程
1.密码子
2.tRNA
3.翻译的过程
课堂小结
1、判断。
(1)基因转录时,遗传信息通过模板链传递给mRNA。( )
(2)线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成。( )
(3)细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板,提高转录效率。( )
(4)编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链。 ( )
(5)细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与。 ( )
√
×
√
√
×
当堂巩固
2、图中甲、乙分别表示细胞内的两个生理过程,请分析回答下列问题:
(1)在生物体内图甲所示的生理过程是　　　　,进行的主要场所是　　　　,所需的原料是　　　　　　,产物为　　　。
转录
细胞核
核糖核苷酸
RNA
当堂巩固
(2)图乙所示的生理过程是 　　　,进行的场所是 　 　　,所需的原料约有　　种。
(3)图甲中碱基2是　　　　。图乙中的Ⅰ是　　　　。若其上的三个碱基为UAC,则对应的e链上的三个碱基(序列)是　　　　,它们构成一个_______。
翻译
核糖体
20
U
tRNA
AUG
密码子
当堂巩固
谢 谢 观 看 ！