高中生物学 人教版（2019）必修二 第4章第1节-基因指导蛋白质的合成(共30张PPT)

(共30张PPT)
转录
基因 → ？→ 核糖体
细胞核
核糖体
细胞质
DNA
(2nm)
核孔0.9nm
中间物质
三种重要的RNA
mRNA
（信使RNA）
携带遗传信息，
蛋白质合成的模板
tRNA
（转运RNA）
识别并转运氨基酸
rRNA
（核糖体RNA）
核糖体RNA(rRNA）
核糖体的组成成分
RNA聚合酶
T
C
G
A
T
C
G
A
T
T
G
C
A
A
C
G
T
A
C
A
C
G
G
T
A
A
T
T
解旋：ATP + RNA聚合酶
T
C
G
T
C
G
T
T
G
C
C
G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
5’
3’
5’
3’
转录方向
5’
3’
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
合成的mRNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复。
DNA的复制 vs. 转录
步骤 DNA的复制 转录
解旋
合成
结束
翻 译
三种重要的RNA
mRNA
（信使RNA）
携带遗传信息，
蛋白质合成的模板
tRNA
（转运RNA）
识别并转运氨基酸
rRNA
（核糖体RNA）
核糖体RNA(rRNA）
核糖体的组成成分
从mRNA到蛋白质
2. mRNA上的碱基序列在细胞质中将如何与蛋白质的氨基酸序列对应起来呢？
1.哪些因素决定了蛋白质结构的多样性？
从mRNA到蛋白质
（3）1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21种氨基酸？
（2）如果2个碱基编码1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？
实验证据
1961年，DNA分子结构的发现者克里克研究表明：在T4噬菌体的相关碱基序列中增加或者删除一个碱基，无法产生正常功能的蛋白质；增加或删除两个碱基，也不能产生正常功能的蛋白质；但是，当增加或者删除三个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。
遗传密码的破译
同一年，美国生物学家尼伦伯格、马太采用蛋白质的体外合成技术，发现加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸后，在加入苯丙氨酸而非另外三种氨基酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。
除去DNA和mRNA的细胞提取液
人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸
肽链
密码子
mRNA
5'
3'
G
U
G
G
A
A
C
C
U
密码子
密码子
密码子
密码子认读是从mRNA的5'-端→3'-端
相邻的密码子无间隔、不重叠
mRNA上三个相邻的碱基决定1个氨基酸，
每3个这样的碱基叫作1个密码子。
密码子表的特点
简并性：
一种氨基酸可由多种密码子决定；
专一性：
一种密码子决定一种氨基酸；
通用性：
几乎所有生物共用一套遗传密码；
依据密码子表，翻译完整mRNA: UCAUGGACCGCGGGUAAGCCAAAAA
体内如何进行翻译？
每种tRNA只能识别并转运一种特定的氨基酸!
体内有几种tRNA？
翻译
mRNA→蛋白质（把遗传信息从mRNA转移到蛋白质）
场所：核糖体
条件：
产物：肽链（蛋白质）
模板—— mRNA
原料—— 氨基酸（与tRNA相连）
遵循原则：碱基互补配对（A-U，U-A，C-G，G-C）
能量—— ATP
酶——rRNA
U
A
C
甲硫氨酸
核糖体
C
U
A
天冬
酰氨
A
C
G
U
G
A
U
U
A
翻译的具体过程
U
A
C
甲硫氨酸
C
U
A
天冬
酰氨
A
C
G
U
G
A
U
U
A
翻译的具体过程
缩合
U
A
C
甲硫氨酸
C
U
A
天冬
酰氨
两个氨基酸分子缩合
U
A
G
异亮氨酸
A
C
G
U
G
A
U
U
A
翻译的具体过程
U
A
G
异亮氨酸
U
A
C
甲硫氨酸
天冬
酰氨
核糖体向前滑动， 第一个tRNA离开
C
U
A
A
C
G
U
G
A
U
U
A
翻译的具体过程
一个个氨基酸分子缩合成链状结构
U
A
G
异亮氨酸
甲硫氨酸
天冬
酰氨
C
U
A
A
C
G
U
G
A
U
U
A
缩合
翻译的具体过程
A
C
G
U
G
A
U
U
A
甲硫氨酸
异亮氨酸
天冬
酰氨
遇到终止密码子， 核糖体脱落
A
U
A
U
A
G
翻译的具体过程
甲硫氨酸
异亮
氨酸
天冬
酰氨
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的肽链
A
C
G
U
G
A
U
U
A
A
U
A
翻译的具体过程
DNA、RNA和氨基酸的数量关系
结论：
C
G
T
G
C
A
C
A
T
G
C
A
C
T
G
G
T
A
DNA
天冬酰胺
组氨酸
精氨酸
氨基酸
C
G
U
G
C
A
C
A
U
mRNA
G
C
A
C
U
G
G
U
A
tRNA
遗传信息
遗传密码
反密码子
氨基酸序列
基因的碱基 ：
信使RNA的碱基 ：
氨基酸 =
6 ：
3 ：
1
信息链
复制 vs. 转录 vs. 翻译 ——以真核生物为例
项目 复制 转录 翻译
场所
条件 模板
原料
能量
酶
产物
原则
细胞核（主要场所）
细胞核（主要场所）
核糖体
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
4种游离的脱氧核苷酸
4种游离的核糖核苷酸
21种游离的氨基酸
ATP
ATP
ATP
解旋酶
DNA聚合酶
RNA聚合酶
DNA
RNA
多肽
碱基互补配对
A-T T-A G-C C-G
碱基互补配对
A-U T-A G-C C-G
碱基互补配对
A-U U-A G-C C-G
rRNA
多聚核糖体现象
多聚核糖体：在一条mRNA链上，可以有多个核糖体同时进行翻译，每个核糖体上都附着一条正在延长的多肽链，越靠近mRNA的3′端的核糖体上的肽链越长。这种结构叫做多聚核糖体。下图哪边是5’端？核糖体向哪个方向移动？
原核生物：边转录边翻译现象
原核生物没有核膜阻挡，转录和翻译可同时进行（边转录边翻译）。
中心法则
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
逆转录
RNA
的复制