人教版高中生物必修二 4．1 基因指导蛋白质的合成 课件（共57张PPT）

(共57张PPT)
4.1 基因指导蛋白质的合成
第四章 基因的表达
从恐龙化石中提取出恐龙 DNA ，
真的可以使恐龙复活吗？
电影《侏罗纪公园》中
恐龙复活的场景
基因
蛋白质的合成
指导
基因是有_________的_____片段； DNA 主要存在于________中，而蛋白质的合成是在_______中进行的。
细胞核中的DNA如何指导细胞质中的蛋白质的合成
遗传效应
DNA
细胞核
细胞质
以_____为媒介（信使）
RNA
DNA(基因)
蛋白质
mRNA
转录
翻译
一、DNA,RNA 的主要区别
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
A T C G
A U C G
多为双链结构
多为单链结构
细胞核
细胞质
为什么RNA适合做DNA的信使呢？
RNA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。
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
二、RNA的种类
信使 RNA (mRNA)
核糖体 RNA (rRNA)
转运 RNA (tRNA)
三种RNA示意图
DNA 中的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？
转录：在细胞核内，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程。
三、DNA的转录
1、过程
（1）解旋
（2）配对
（3）连接
（4）释放
DNA的平面结构图
（1）解旋
（需解旋酶）
DNA
游离的核糖核苷酸
DNA解旋，碱基暴露
（2）配对：
游离的核糖核苷酸与DNA随机碰撞，氢键结合
（2）配对：
①模板:
②原料：
③原则：


④酶：
DNA的一条链
游离的4种核糖核苷酸
碱基互补配对原则
A—U T—A
C—G G—C
RNA聚合酶
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA上
（3）连接：
（3）连接：
（3）连接：
（3）连接：
（3）连接：
（3）连接：
（3）连接：
（3）连接：
（3）连接：
DNA的一条单链
mRNA
（3）连接：
形成 mRNA 链，
DNA上的遗传信息就传递到mRNA上
细胞质
细胞核
DNA
mRNA释放，DNA双链恢复
（4）释放：
三、DNA的转录（小结）
1、过程：
2、场所:
3、模板:
4、原料:
5、条件:
6、产物:
7、原则:

8、特点：
细胞核（主要）
DNA上基因的一条链
四种核糖核苷酸(A、G、C、U）
酶（DNA解旋酶，RNA聚合酶）和能量（ATP）
单链的mRNA
碱基互补配对原则
（A—U,T—A; G—C,C—G）
解旋、配对、连接、释放
边解旋，边转录
思考：转录与DNA复制的异同点
相同点：
都需要模板、酶、能量等；
都遵循碱基互补配对原则

意义：
碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性。


不同点：
细胞核
细胞核
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
DNA的两条链
DNA中的一条链
两个双链DNA分子
单链RNA
A — T
A — U
不同点
解旋酶、DNA聚合酶
解旋酶、RNA聚合酶
复制 转录
场所
模板
原料
酶
互补配对
产物
四、遗传信息的翻译
1、 定义： 在细胞质的核糖体上,以游离在细胞质中的各种氨基酸为原料，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
场所：
模板：
原料：
产物：
细胞质中的核糖体
mRNA
20种氨基酸
蛋白质
碱基与氨基酸之间的对应关系
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？
4种碱基只能决定4种氨基酸，41=4。
二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种，42=16。
三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种，43=64，足够有余。
如果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？
如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？
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？
2、遗传密码：
遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基排列顺序，叫做“遗传密码”。把其中决定一个氨基酸的相邻的三个碱基称为密码子。
d、一般一个密码子只和一种氨基酸相对应
b、一种氨基酸可以和多个密码子相对应
密码子的简并性
a、
氨基酸的种类：
20种
密码子的种类：
64种
c、两种起始密码子：
AUG、GUG
同时也编码氨基酸
三种终止密码子：
UAA、UAG、UGA
不编码氨基酸
59种普通密码子
天冬 氨酸
异亮 氨酸
转运RNA(tRNA)：分子结构呈三叶草形，其“叶柄”端能与一个特定的氨基酸结合，“叶片”端有三个特殊的碱基称为“反密码子”。反密码子的种类：61种。
反密码子：与mRNA分子中的密码子互补配对的tRNA上的3个碱基。
甲硫氨酸
一种tRNA只能运输一种氨基酸。
一种氨基酸可由一种或几种tRNA运输。
细胞质
3、翻译的过程：
核糖体
甲硫氨酸
甲硫氨酸
甲硫氨酸
肽键
甲硫氨酸
天冬
氨酸
甲硫氨酸
天冬
氨酸
肽键
甲硫氨酸
天冬
氨酸
异亮氨酸
甲硫氨酸
天冬
氨酸
异亮氨酸
3、翻译的过程：
3、翻译的过程：
（1）起始：mRNA与核糖体结合；
（2）运输：tRNA携带氨基酸置于特定位置；
（3）延伸：核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上；
（一个mRNA可以结合多个核糖体，每个核糖体合成一条完整的多肽链）
（4）终止：当核糖体到达mRNA上的终止密码子时，合成终止；
（5）脱离：肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质。
翻译小结
场所:
模板:
原料:
条件:
产物:
原则:
细胞质的核糖体上
以信使RNA为模板
二十种氨基酸
需要酶和ATP
多个多肽或蛋白质
密码子与反密码子配对,
既碱基互补配对原则（A=U，G=C）
基因指导蛋白质合成的过程
DNA(基因)
蛋白质
mRNA
转录
翻译
细胞核
细胞质的核糖体
DNA的一条链
以信使RNA为模板
四种核糖核苷酸
20种氨基酸
特定的酶和ATP
单链的信使RNA
特定氨基酸顺序的蛋白质
DNA的一条链与mRNA配对
mRNA与tRNA配对
DNA RNA
RNA 蛋白质
转录 翻译
场所
模板
原料
条件
产物
信息流向
原则
真核细胞中复制、转录、翻译的比较
细胞分裂间期
细胞核
DNA的两条链
四种脱氧核苷酸
DNA聚合酶等
ATP
A-T、G-C
半保留复制
边解旋边复制
2个子代DNA分子
生长发育过程
细胞核
基因的一条链
四种核糖核苷酸
RNA聚合酶等
ATP
A-U、T-A
G-C ，C-G
边解旋边转录
1个信使RNA
生长发育过程
细胞质
mRNA为模板
二十种氨基酸
特定的酶等
ATP
mRNA与tRNA配对A-U, G-C
多个特定氨基酸顺序的蛋白质
DNA复制 转录 翻译
时间
场所
模板
原料
酶
能量
原则
特点
产物
（遗传信息）
（遗传密码）
（生物性状）

对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸－谷氨酸－丙氨酸－半胱氨酸－脯氨酸－丝氨酸－赖氨酸－脯氨酸
1、已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAU
GCCGCAAGCCG,你能写出对应的氨基酸序列？
2、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据这一事实说明什么？
说明地球上所有的生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有共同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。（体现了密码子的通用性）
思考和讨论：
3、若指导蛋白质合成的基因中某一碱基发生改变，其控制合成的氨基酸是否一定发生改变?
不一定。因为一种氨基酸可以对应一种或多种密码子（密码子的简并性），这样可以减少变异发生的频率，而且当某种氨基酸使用频率高时，几种不同密码子编码一种氨基酸，可保证翻译的速率。
DNA的碱基数：mRNA的碱基数：密码子：蛋白质中氨基酸数 = 6n:3n:n:n。 （6:3:1:1）
4、DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？
说明：因为基因中存在终止密码子等片段，实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。
n
DNA
3n
3n
3n
转录
翻译
信使RNA
蛋白质
5、某一多肽链共有100个氨基酸，则控制合成该肽链的基因中的碱基数至少有

A、600 B、300 C、297 D、594
基因碱基：信使RNA碱基：氨基酸数目 =
（双链） （单链）
6 ： 3 ： 1
小结：
基因指导蛋白质的合成
1、RNA和DNA的区别
一、遗传信息的转录
2、为什么RNA适于作为DNA的信使
二、遗传信息的翻译
3、RNA的种类
4、遗传信息的转录过程。
2、遗传密码
1、翻译的定义
3、反密码子
4、翻译的过程
DNA上的基因
mRNA的
蛋白质的氨基酸序列
遗传信息
遗传密码
生物性状
转录
翻译
1、组成人的核酸的碱基和核苷酸各共有（ ）
A、5、5 B、5、8
C、8、5 D、4、4
2、组成噬菌体的核酸的碱基和核苷酸各共有（ ）
A、5、5 B、5、8
C、8、5 D、4、4
练习：
3、已知一段信使RNA上有12个A和G，该信使RNA上共有30个碱基，那么转录成信使RNA的这一段DNA分子中应有C和T（ ）
A、12 B、18 C、24 D、30
4、一个双链DNA分子中碱基A占30%，其转录成的信使RNA上的U为35%，则信使RNA上的碱基A为（ ）
A、30% B、35% C、40% D、25%
5、遗传密码的组成是（ ）
A、由A、T、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。
B、由A、U、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。
C、由A、T、G、C、U五种碱基中任何三个做排列组合。
D、由A、U、G、T四种碱基中任何三个做排列组合。
6、已知某转运RNA的一端的三个碱基顺序是GAU，它所转运的氨基酸是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码是由下列哪个转录来的（ ）
A、GAT
B、GAA
C、GUA
D、CTA
7、信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（ ）
A、转运RNA中核苷酸的排列顺序
B、蛋白质分子中氨基酸的排列顺序
C、核糖体上的RNA核苷酸的排列顺序
D、DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序