人教版高中必修二生物4.1：基因指导蛋白质的合成(59张PPT)

(共59张PPT)
第4章
基因的表达
第1节
基因指导蛋白质的合成
人教版必修2
电影《侏罗纪公园》中恐龙复活的场景
问题探讨：
2.利用已灭绝的恐龙DNA真的能让恐龙复活吗？
3.如果确实获得恐龙的DNA要使恐龙复活，你认为首先要解决什么问题？
1.你知道导演如何让恐龙复活的吗？
科学家实验：1955年，有人分别用洋葱根尖和变形虫进行实验。如果往洋葱根尖细胞和变形虫中加入RNA酶分解细胞质中的RNA,细胞中的蛋白质合成就会停止。而再加进从酵母菌中提取的RNA，则又能够合成一定数量的蛋白质。
实验结果表明：
蛋白质合成显然跟RNA有关
材料分析
问题回顾：
①基因主要存在于细胞的哪个部分？
②蛋白质合成的场所是什么？
遗传信息是如何从细胞核传到核糖体，从而控制蛋白质合成的？
基因指导蛋白质的合成
RNA充当了两者之间信使。
问题：为什么RNA适于作DNA的信使？
|
H
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H
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H
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H
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OH
|
OH
|
OH
|
OH
三种RNA示意图
信使RNA：
遗传信息传递的媒介
核糖体RNA：
与蛋白质构成核糖体
转运RNA：
转运氨基酸的工具
DNA和RNA的比较
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
原因：
1、它的基本结构与DNA很相似，也是由基本单位核苷酸组成。
2、
RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔进入细胞质
DNA
RNA
基本单位
五碳糖
含N碱基
空间结构
一、遗传信息的转录
DNA
mRNA
DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？
DNA（基因）的平面结构图
转录的过程
解旋
转录的模板与原料
转录的条件
转录遵循的原则
配对
依次连接
mRNA
释放
细胞质
细胞核
核
孔
mRNA在细胞核中合成
DNA
细胞质
细胞核
mRNA通过核孔进入细胞质
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。
比较mRNA和b链，以及mRNA和a链的碱基序列的差异。
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
1、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？
2、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？
思考与讨论
——DNA复制和转录的对比——
细胞核
两条母链
脱氧核苷酸
DNA分子(2个，相同)
碱基互补配对
细胞核
一条母链
核糖核苷酸
mRNA(1个)
碱基互补配对
对比项目
复制
转录
场所
模板
原料
产物
遵循原则
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
RNA
→蛋白质
RNA
四种碱基
蛋白质
20种氨基酸
思考：
mRNA的四种碱基如何决定20种氨基酸?
碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的?
A
U
C
G
AA1
AA2
AA3
AA4
AA5
AA6
AA7
AA8
AA9
AA10
AA11
AA12
AA13
AA14
AA15
AA16
AA17
AA18
AA19
AA20
1个碱基决定一个氨基酸，
2个碱基决定一个氨基酸，
3个碱基决定一个氨基酸，
只能决定4种
只能决定42＝16种
只能决定43＝64种
密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基
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
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：
课本P64
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
1、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。
B
课堂练习
2、DNA决定RNA的性质是通过（
）
A、信使RNA的密码
B、DNA特有的自我复制
C、碱基互补配对原则
D、转运RNA的媒介
C
3、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
A
4、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
D
5、在遗传信息的转录和翻译过程中，起翻译者作用的是（
）
核糖体RNA
转运RNA
信使RNA
氨基酸
B
6、已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是（
）
A.12
B.
24
C.
18
D.
30
D