人教版必修2生物：4．1 基因指导蛋白质的合成 课件（共37张PPT）

(共37张PPT)

基因指导蛋白质的合成
基因是什么/基因如何发挥作用/基因在哪里指导/基因到蛋白质需要几个过程
Gene directed protein synthesis


目录
CONTENTS





基因的发现历程
转录的过程
翻译的过程
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基因的表达



Part 01
基因的历程
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关于基因的历史进程
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孟德尔的遗传因子
萨顿的染色体发现
摩尔根的果蝇实验



沃森和克里克的发现



Part 02
基因的表达
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基因
蛋白质

表达
性状
生物的性状由蛋白质来体现，而生物的基因在DNA上，那么由基因指导蛋白质合成的过程叫基因的表达
比较RNA与DNA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
A T C G
A U C G
多为双链结构
多为单链结构
脱氧核糖
脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸
核糖
细胞核
细胞质








1.能和DNA一样储存遗传信息
2.能和DNA碱基互补配对，储存下DNA的序列信息
3.RNA比DNA短，可以自由的通过核孔，从细胞核到细胞质
4.结构相似，都是核酸长链。

为什么RNA能充当信使呢?



mRNA
在细胞中，充当DNA和蛋白质的信信使，主要是翻译和记录DNA的信息。也叫信使RNA
tRNA
在细胞充当氨基酸搬运工的RNA，一种tRNA只搬运一种氨基酸，可以和mRNA配对，也叫转运RNA
rRNA
和核糖体合成有关的RNA

有关基因表达的几种RNA
问题2：DNA的遗传信息是怎么传递给mRNA的？



Part 03
遗传信息的转录
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1.DNA双链打开



2.以DNA其中一条链为模板，碱基配对合成RNA
4.DNA双链恢复
3.RNA合成完毕脱落


转录的具体过程

①解旋
利用细胞提供的能量，在RNA聚合酶和辅助因子的作用下，DNA双链中（编码这个蛋白质的一段）将解开。DNA双链的碱基得以暴露。

②配对

细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链上的碱基互补配对。
A T G C
U A C G




碱基互补配对方式：

转录的具体过程

√
③连接

在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸依次连接到正在合成的mRNA上。
转录的具体过程

√
④释放

RNA聚合酶遇到终止序列时，合成的mRNA从DNA链上释放。
而后，DNA双链恢复。
转录的具体过程


















条件
信息流向
过程
定义
核糖核苷酸、酶、模板、能量

DNA解旋→以其中一条链作为模板，合成RNA →释放RNA，DNA双链恢复
在细胞核中，以DNA其中一条链作为模板合成RNA的过程。

遗传信息的转录
信息传递方向：DNA →mRNA



Part 04
遗传信息的翻译
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定义：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。
问题:转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何变出蛋白质呢？
遗传信息的翻译
碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的？
mRNA： 碱基数量 排列顺序 碱基种类



蛋白质：氨基酸数量 排列顺序 氨基酸种类



决定
决定
决定
4种
20种
一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基才能够决定20种不同的氨基酸？



AGCU
AGCU


AGCU
4×4 = 16
4×4×4 = 64
三个碱基决定一个氨基酸，43=64

U



U


A


G


A



C


A



U


C


mRNA

密码子

密码子

密码子
密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
小飞守角制作





第一个字母 第二个字母 第三个
字母

U C A G
U 苯丙氨酸
苯丙氨酸
亮氨酸
亮氨酸 丝氨酸
丝氨酸
丝氨酸
丝氨酸 酪氨酸
酪氨酸
终 止
终 止 半胱氨酸
半胱氨酸
终 止
色氨酸 U
C
A
G
C 亮氨酸
亮氨酸
亮氨酸
亮氨酸 脯氨酸
脯氨酸
脯氨酸
脯氨酸 组氨酸
组氨酸
谷氨酰胺
谷氨酰胺 精氨酸
精氨酸
精氨酸
精氨酸 U
C
A
G
A 异亮氨酸
异亮氨酸
异亮氨酸
甲硫氨酸
（起始） 苏氨酸
苏氨酸
苏氨酸
苏氨酸 天冬酰胺
天冬酰胺
赖氨酸
赖氨酸 丝氨酸
丝氨酸
精氨酸
精氨酸
U
C
A
G

G 缬氨酸
缬氨酸
缬氨酸
缬氨酸
（起始） 丙氨酸
丙氨酸
丙氨酸
丙氨酸 天冬氨酸
天冬氨酸
谷氨酸
谷氨酸 甘氨酸
甘氨酸
甘氨酸
甘氨酸 U
C
A
G





a. 密码子表查法
例:CCU

脯氨酸


c.特殊密码子

b.密码子的特点

1.专一性：
一个密码子只对应一种氨基酸
2.简并性：
一种氨基酸可对应多个密码子
3.通用性：
地球上几乎所有生物都共用一套密码子
3个终止密码:
UAA UAG UGA
2个起始密码:
AUG GUG
小飞守角制作
思考：游离于细胞质中的氨基酸是怎样到达核糖体呢?

功能：
识别密码子，
转运氨基酸。

“搬运工”兼“译员” ---- tRNA
tRNA的分子结构：
　　一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸。


A

C

G

U

G

A

U

U

A

U
A
C











甲硫氨酸

A
C
U











天门冬氨酸

U
A
C











甲硫氨酸

A
C
U











天门冬氨酸
核糖体
翻译的过程
细胞质

A

C

G

U

G

A

U

U

A

mRNA


A

C

G

U

G

A

U

U

A

U
A
C











甲硫氨酸

A
C
U











天门冬氨酸
A
U
G











异亮氨酸



A

C

G

U

G

A

U

U

A

U
A
C











甲硫氨酸

A
C
U











天门冬
氨酸
A
U
G











异亮氨酸



肽键


A

C

G

U

G

A

U

U

A

U
A
C











甲硫氨酸

A
C
U











天门冬
氨酸
A
U
G











异亮氨酸




A

C

G

U

G

A

U

U

A

U
A
C











甲硫氨酸

A
C
U











天门冬
氨酸
A
U
G











异亮氨酸




肽键



A

C

G

U

G

A

U

U

A

U
A
C











甲硫氨酸

A
C
U











天门冬
氨酸
A
U
G











异亮氨酸





A

C

G

U

G

A

U

U

A

U
A
C











A
C
U











A
U
G











甲硫氨酸

天门冬
氨酸
异亮氨酸


遗传信息的翻译：
定义：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。
翻译过程：
mRNA与核糖体结合，携带起始氨基酸的tRNA进入位点1→下一个tRNA以同样方式进入位点2 →两个氨基酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上→核糖体移动并读取下一个密码子，直至出现终止密码子
基本条件：氨基酸、酶、模板（mRNA）、能量
信息传递方向： mRNA →蛋白质
项目 DNA复制 转录 翻译
场所 细胞核（主要） 细胞核（主要） 核糖体
模板 DNA双链 DNA单链 mRNA
原料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 20种氨基酸
能量 ATP
酶 DNA解旋酶、
DNA聚合酶等 DNA解旋酶、
RNA聚合酶等 各种酶
碱基配对 A—T T—A
C—G G—C A—U T—A
C—G G—C A—U U—A
C—G G—C
产物 DNA RNA 蛋白质（多肽）
信息传递 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质
列表比较DNA复制、转录和翻译
1、一条多肽链上有氨基酸300个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA分子和转录信使RNA的DNA分子至少要有碱基多个？?
?A.300；600??????????????B.900；1800?
?C.900；900??????????????D.600；900
2、某生物基因单链的一段┅G–C–A–G–A–C–A–A–A┅ 若以此链为模板，经转录翻译形成的多肽链上所对应的氨基酸顺序是 ①苯丙氨酸UUU； ②天冬氨酸GAC； ③亮氨酸CUG； ④赖氨酸AAA； ⑤精氨酸CGU； ⑥丙氨酸GCA
A.①③⑤ B.⑥②④
C.②④⑥ D.⑤③①


3、某种蛋白质中含200个氨基酸，在控制此蛋白质合成的DNA中，最少应有（????）个脱氧核苷酸?
?A．1200???B．600????
C．400????D．200?
4、DNA复制，转录和翻译后所形成的产物分别是?
?A．DNA，RNA，蛋白质???B．DNA，RNA和氨基酸?
?C．RNA，DNA和核糖????D．RNA，DNA和蛋白质?
5、某信使RNA中有碱基40个，其中C+U为15个，那么转录?此RNA的DNA中G+A为
??A．15?????B．25??????C．30?????D．40