生物4.1《基因指导蛋白质合成》课件（新人教版必修2）

1、第四章 基因的表达,第一节 基因指导蛋白质的合成,基因,遗传物质的结构单位和功能单位,基因控制生物体的性状,指导 合成,蛋白质,直接体现者,基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。,基因是怎样指导蛋白质合成的呢？,1、DNA（基因）主要存在于哪里？ 2、蛋白质在何处合成？,DNA,主要存在于细胞核中,蛋白质的合成,在细胞质中的核糖体上进行,指导,通过RNA作为信使,基因指导蛋白质的合成,1. RNA的功能,当某种生物只含RNA不含DNA时，它作遗传物质储存遗传信息；当含有DNA时，RNA主要是传递遗传信息，即负责DNA遗传信息的转录和翻译。,DNA的基本单位,RNA的基本单位,A,A,C,C,G,G,2. 比较RNA与DNA的不同,T,U,一. RNA的功能、结构和分类,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,脱氧核糖,核糖,A T C G,A U C G,一般为双链结构,多为单链结构,细胞核,细胞质,储存遗传信息,传递遗传信息,DNA 与RNA比较表,3. RNA 的 种 类,信使RNA(mRNA),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

2、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,RNA是由基本单位核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息。 RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。因此以RNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。,为什么mRNA适于作DNA的信使？,因为它是遗传信息的传递者，所以叫做信使RNA。它是DNA的信使。,mRNA为什么叫做信使RNA？它是谁的信使？,4. 信使RNA（mRNA）,问题： DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？,在细胞核中，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，称为转录。通过转录 成的RNA称为信使RNA(mRNA)。,二. 遗传信息的转录,1. 转录的概念,2. 转录过程,DNA的平面结构图,DNA,游离的核糖核苷酸,以DNA的一条链为模板合成RNA,DNA与RNA的碱基互补配对：AU；TA；CG；GC,在RNA聚合酶的作用下糖核核苷酸一个个连接起来,形成的mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到

3、mRNA上,mRNA,DNA,细胞质,细胞核,核孔,DNA,mRNA在细胞核中合成,细胞质,细胞核,mRNA通过核孔进入细胞质,作为转录模板的是DNA分子的一条链还是两条链？是DNA的整条链还是片段？,关于模板链：,mRNA,mRNA, DNA两条链中只有一条链是转录的模板链，到底哪条链 是模板链不是固定不变的。, 作为模板的只是DNA链中的某个片段基因；, 基因的两条链中，一条是模板链也叫转录链非信息链非编码链或反义链，另一条是非模板链也叫非转录链信息链编码链或有义链。,a链 b链,说明：,转录小结：,场所： 模板： 原料: 产物： 酶： 能量： 特点： 碱基配对：,细胞核,DNA的一条链,四种核糖核苷酸,mRNA,RNA聚合酶,DNA RNA,G,C,C,G,T,A,A,U,ATP,边解旋边转录,练一练：已知DNA片段的碱基对顺序,写出对应的mRNA 的碱基顺序 (以链1为模板进行转录)。 DNA 链1：TACTATCCCTTT 链2：ATGATAGGGAAA mRNA ,强调：整个转录过程是严格按照碱基互补配对原则进行的，从而保证了DNA上的遗传信息被准确的传递到了mRNA上。,

4、A,U,G,U,A,A,A,A,A,G,G,G,三. 遗传信息的翻译,1. 密码子,?,4种碱基,20种氨基酸,这4种碱基是怎样决定蛋白质的20种氨基酸的？,翻译：在细胞质中,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。,如果3个碱基决定1个氨基酸就可以决定_种， 即,如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定_种， 即,4,16,64,如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定_种， 即,信使RNA上决定一个氨基酸的 3个相邻的碱基,密码子:,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,专一性 一个密码子只对应一种氨基酸,简并性 一种氨基酸可对应多个密码子,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,思考：游离于细胞质中的氨基酸是怎样到达核糖体呢?,“搬运工”兼“译员” - tRNA,tRNA的分子结构：,三叶草形,有臂,有环,一端可携带氨基酸,另一端有三个碱基,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

5、特殊的碱基称为“反密码子”，能与mRNA上的“密码子”相识别。一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸。反密码子的种类：,61种,灵活运用：一个tRNA一端的三个碱基是CGA，另一端携带的氨基酸是（ ） A.精氨酸（CGA） B.丙氨酸(GCU) C.脯氨酸（CCU）,B,翻 译,细胞质,核糖体,核糖体与mRNA结合,携带甲硫氨酸的tRNA通过与碱基AUG互补配对进入位点1,携带天门冬氨酸的tRNA进入位点2,甲硫氨酸,肽键,甲硫氨酸与天门冬氨酸形成肽键，核糖体转移到占据位点2的tRNA上。,甲硫氨酸,核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的tRNA 离开核糖体，占据位点2的核糖体进入位点1。,甲硫氨酸,肽键,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,甲硫氨酸,天冬 氨酸,重复步骤1、2、3、4,肽链延长,甲硫氨酸,天冬 氨酸,异亮氨酸,肽链,直到核糖体读取到mRNA的终止密码,1.翻译的场所： 2.翻译时的模板： 3.翻译的原料： 4.翻译的起始码有: 个，终止码有: 个 5.决定氨基酸的密码子 种。 6.翻译时的碱基配对： 7.肽链由各相邻的氨基酸通过 连接形成。 8.翻译的条件：,3,

6、61,肽键,2,A U C G mRNA t RNA U A G C,细胞质的核糖体,mRNA,合成蛋白质的20种氨基酸,酶，ATP、模板、原料,翻译小结,小组讨论 如果一个双链DNA分子上有60个碱基，那么由它指导合成的多肽链最多有几个氨基酸？（不考虑终止密码子）,思考与探讨？ 1、DNA碱基数、mRNA、氨基酸之间的比例至少是？为什么？,2、DNA中的碱基对数、密码子个数、氨基酸个数的比例呢？,DNA(基因),转录,翻译,基因指导蛋白质合成的过程,真核细胞中复制、转录、翻译的比较,细胞分裂间期,主要是细胞核,DNA的两条链,四种脱氧核苷酸,解旋酶，DNA聚合酶等,ATP,A-T、T-A C-G、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,主要是细胞核,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,二十种氨基酸,特定的酶等,ATP,多个特定氨基酸顺序的蛋白质,A-U、U-A G-C 、C-G,一个mRNA可结合多个核糖体同时翻译多个蛋白质,DNADNA,DN

7、AmRNA,mRNA蛋白质,1. 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,2.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片段中G+A为 A15 B25 C30 D40,3、DNA解旋发生在 A复制与转录中 B只在转录中 C只在翻译中 D只在复制中 4、密码子、反密码子分别有多少种 A. 64 64 B. 61 61 C. 64 61 D. 61 64,A,C,5、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少个？ A.300；600 B.900；1800 C.900；900 D.600；900,6、某基因有192个脱氧核苷酸其控制合成的多肽 应脱掉的水分子为 A.191 B.95 C.32 D.31,7、已知一个蛋白质由2条肽链组成，连接氨基酸的肽 键共有198个，翻译该蛋白质的mRNA中有A和G共200 个，则该mRNA中的C和U不能少于： A200个 B400个 C600个 D800个,8、某DNA分子片段中碱基为2400对，则由此片段所控制合成的多肽链中，最多有氨基酸（ ）种 A800 B400 C200 D20,谢谢大家,DNA复制与转录的比较,细胞核,细胞核,完全解旋,只解旋有遗传效应的片段,DNA的两条链,只有DNA的一条链,4种脱氧核苷酸,4种核糖核苷酸,DNA解旋酶、DNA聚合酶,RNA聚合酶,ATP,ATP,子代DNA,mRNA,CG、GC、TA、AU,CG、GC、TA、AT,有丝分裂间期和减数第一次分裂间期,生长发育过程,边解旋边复制、半保留复制,边解旋边转录,备用表,

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