人教版（2019）高中生物必修二4.1基因指导蛋白质的合成课件(共59张PPT)

(共59张PPT)
第四章
基因的表达
第一节基因指导蛋白质的合成
问题回顾：
①基因主要存在于细胞的哪个部分？
②蛋白质合成的主要场所是什么？
遗传信息是怎样从细胞核传到核糖体，从而控制着蛋白质的合成的？
细胞核
核糖体
基因指导蛋白质的合成
RNA充当了两者之间的信使的。
问题：为何RNA适于作为DNA的信使？
1.DNA及RNA的区别
脱氧核苷酸
脱氧核糖
A、T、G、C
双链
核糖核苷酸
核糖
A、U、G、C
单链
DNA
RNA
基本单位
五碳糖
含N碱基
空间结构
2、为什么RNA适于作为DNA的信使？
①RNA也是由基本单位－－核苷酸来组成的，是由核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、U共同组成的，也能够储存遗传信息。
②RNA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在RNA和DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”A=U，G=C。
3、RNA的种类
核糖体
RNA(rRNA)
转运
RNA(tRNA)
将DNA的遗传信息转录下来，以遗传密码的形式传递至细胞质的核糖体上，成为蛋白质合成的模板。
氨基酸的运载工具。（一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸。
核糖体的组成部分
信使
RNA(mRNA)
一、遗传信息的转录
DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？
RNA聚合酶
转录的过程
解旋
DNA（基因）的平面结构图
转录的模板与原料
转录的酶
转录遵循的原则
配对
依次连接
mRNA
释放
mRNA
模板链
非模板链
模板链
（1）转录的定义：？
（2）转录的场所：？
（3）转录的模板：？
（4）转录的原料：？
（5）转录的条件：？
（6）转录时的碱基配对：？
（7）转录的产物：？
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。
细胞核。
DNA分子的一条链。
四种核糖核苷酸。
模板、原料、ATP（能量）、酶。
A
T
C
G
DNA
─┴─┴─┴─┴─
─┴─┴─┴─┴─
RNA
U
A
G
C
mRNA。
遗传信息流动：
按照碱基配对原则，
1、写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列，
2、写出b链对应的a链的碱基序列。
DNA双链片段
a链
b链
C
G
A
A
C
C
T
C
A
C
G
C
信使RNA
G
C
T
T
G
G
A
G
T
G
C
G
G
C
U
U
G
G
A
G
U
G
C
G
转录与DNA分子复制的区别
有丝分裂间期和减数第一次分裂间期
生长发育过程
主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体
T—A、
G—C
A—U、
C—G
边解旋边复制、半保留复制
边解旋边转录
两个双链DNA分子
一条单链mRNA
复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代
传递遗传信息，为翻译做准备
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
模板、原料、ATP、酶
复制
转录
时间
场所
原料
模板
条件
配对原则
特点
产物
意义
细胞质
细胞核
mRNA通过核孔进入细胞质
mRNA通过核孔进入细胞质中，开始
了它的新的里程------
翻译
问题情境
转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质，那么mRNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸酸的种类数目和排列顺序呢？
mRNA如何将遗传信息翻译成蛋白质。
二、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。
RNA
→蛋白质
RNA
四种碱基
蛋白质
20种氨基酸
A
U
C
G
碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？
一个碱基决定一个氨基酸只能决定4种：
41＝1，不行
二个碱基决定一个氨基酸只能决定16种：
42＝16，不行
三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种：
43＝64，
足足有余
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成为密码子。
遗传密码的特性：
2、共64个遗传密码，其中有3个终止密码，没有对应的氨基酸。能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。
3、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。
1、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况
。
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。
AUG
GUG
UAA
UAG
UGA
甲硫氨酸
终止密码子
缬氨酸
起始密码子
编码氨基酸的密码子有61种
氨基酸
氨基酸
氨基酸
…
…
氨基酸
问题：
mRNA进入细胞质后与核糖体结合，合成生产蛋白质的“生产线”，那么游离在细胞之中的氨基酸是如何运到合成蛋白质的“生产线”上的呢？
异亮氨酸
甲硫氨酸
谷氨酸
亮氨酸
1、细胞中的tRNA有多少种？
61种
2、tRNA和氨基酸转运有何对应关系？
每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。
反密码子
与mRNA上的密码子碱基互补配对
专一性：
核糖体
mRNA
与核糖体结合.
tRNA
上的反密码子与
mRNA上的密码子互补配对
.
tRNA
将氨基酸转运到
mRNA上的
相应位置
.
两个氨基酸分子脱水缩合
缩合
甲硫氨酸
核糖体随着
mRNA滑动.
另一个
tRNA上的碱基与mRNA上的密码子配对.
甲硫氨酸
一个个氨基酸分子缩合成链状结构
甲硫氨酸
天门冬酰氨
tRNA离开，再去转运新的氨基酸
甲硫氨酸
天门冬酰氨
异亮氨酸
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质
.
一个mRNA分子同时结合多个核糖体
意义：
少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质
2.翻译的场所：
3.翻译时的模板：
4.翻译的原料：
5.肽链由各相邻的氨基酸通过
连接形成。
6.翻译的条件:
7.翻译时的碱基配对：
8.产物:
肽键
A
U
C
G
mRNA
─┴─┴─┴─┴─
t
RNA
─┴─┴─┴─┴─
U
A
G
C
细胞质的核糖体
mRNA
游离的氨基酸
模板、原料、能量、酶、工具
遗传信息流动：
蛋白质(肽链)
1.翻译的概念：
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。
以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
细胞核
细胞质的核糖体
DNA的一条链
信使RNA
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
4种核糖核苷酸
氨基酸
信使RNA
一定氨基酸排列顺序的多肽
是遗传信息的转录
是遗传信息的表达
阶段
项目
转录（有解旋）
翻译（无解旋）
定义
场所
模板
遗传信息传递的方向
原料
产物
实质
总结：基因指导蛋白质的合成
转录
翻译
复制
转录
翻译
时间
分裂间期
生长发育的整个过程
场所
细胞核
细胞核
核糖体
模板
DNA两条母链
DNA的一条链
mRNA
原料
游离脱氧核苷酸4种
游离核糖核苷酸4种
氨基酸约20种
条件
模板、原料、能量、酶
模板、原料、能量、酶
模板、原料、能量、酶
配对
A-T、T-A
A-U、T-A
A-U、U-A
产物
两个相同的DNA
一个mRNA
多肽→蛋白质
信息传递
DNA→
DNA
DNA→
RNA
RNA→蛋白质
遗传信息表达的相关计算
DNA
RNA
多肽链
6n
个碱基
3n
个碱基
n
个氨基酸
转录
翻译
某生物的一个体细胞中有50个DNA分子，其中某个DNA分子
含有3
000个碱基。由该DNA分子控制合成的蛋白质分子中
最多有______个氨基酸。
500
遗传信息表达的相关计算
DNA
RNA
多肽链
6n
个碱基
3n
个碱基
n
个氨基酸
转录
翻译
已知某蛋白质分子由两条肽链组成，含有31个肽键。则①控
制该蛋白质合成的DNA片段中至少含有_____个碱基对。
②在翻译阶段至少需要____个tRNA分子。
99
33
TGCCTAGAA
UGCCUAGAA
3
3
半胱氨酸、亮氨酸、谷氨酸
C
例1
变式训练
D
A
A
C
A
A
A
B
B
C
A
A
RNA
细胞核
核糖核苷酸
127
6
核糖体
翻译
氨基酸
UAA
D
A
B
D
B
D
C
C
D
C
细胞核
核孔
B
UAA
氨基酸
6
核糖体
翻译
核糖体
A
C
C
翻译
转录
180
UGG
tRNA
密码子具有简并性
不一定
②含有脱氧核糖，③含有核糖