4.1《基因指导蛋白质的合成》+课件3+柯旭文

1、第一节基因指导蛋白质的合成,生物的性状是由 控制的 性状是由 体现的,基因,蛋白质,基因通过指导蛋白质的合成来控制性状的过程 (即基因的表达).,第一节 基因指导蛋白质的合成,推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此物质就是RNA。 DNA的遗传信息如何传给RNA ？,问题：DNA主要存在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中的核糖体上进行的，两者如何联系起来的呢？,请你作出推测?,核糖与脱氧核糖,DNA与RNA在化学组成的区别,一 遗传信息的转录,1. RNA的结构和种类,（）DNA与RNA分子结构的比较,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,脱氧核糖(C5H10O4),核糖(C5H10O5),A T C G,A U C G,通常呈双链结构,通常呈单链结构,细胞核,细胞质,信使 RNA (mRNA),核糖体 RNA (rRNA),转运 RNA (tRNA),（） RNA的种类,tRNA的结构示意图,mRNA为什么叫做信使RNA？它是谁的信使？,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。,为什么mRNA适于作DNA的信使？,(3) RNA适于作DNA信使的原因,RN

2、A也是由四种核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。 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。,(二) 转录的过程,问题2：DNA的 遗传信息是怎样传 给mRNA的呢？,1、转录的具体过程,DNA的平面结构图,转录动态过程示意图,以DNA的一条链为模板合成RNA,DNA一条链,游离的核糖核苷酸,DNA与RNA的碱基互补配对：AU；TC；CG；TA,RNA 聚合酶,组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来,形成 mRNA ，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上,RNA,DNA一条链,(二) 转录的过程,2、转录的定义：,在细胞核中以DNA的一条链为模板,按碱基互补配对原则，合成RNA的过程（以基因为单位转录）。,3、转录的场所：,主要在细胞核,4、转录的条件： 模板（DNA的一条链） 原料（四种核糖核苷酸） 酶（ DNA解旋酶 RNA 聚合酶等） 能量（ATP） 5、转录的结果： 形成mRNA（ DNA上的遗传信息传递给了mRNA ） 6、转录的特点： 单链转录 边解旋边转录 特定的碱基互补配对方式（A-U，G-C ，

3、T-A ，C-G ）,思考与讨论：,DNA的复制和转录有何异同之处？,细胞核,只解有遗传效应的片段,只有DNA的一条链,四种核糖核苷酸,DNA解旋酶 RNA聚合酶,ATP,A-U G-C T-A C-G,RNA,细胞核,完全解旋,DNA的两条链,四种脱氧核苷酸,DNA解旋酶、DNA聚合酶,ATP,A-T C-G T-A G-C,子代DNA,复 制 与 转 录 的 比 较,转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？ mRNA如何将信息翻译成蛋白质？,mRNA通过核孔进入细胞质中，与核糖体结合，开始它新的历程翻译。,二、遗传信息的翻译,1、翻译的概念： 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，称为遗传信息的翻译。,思 考 与 讨 论,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？,碱基与氨基酸之间的对应关系如何？,4种碱基只能决定4种氨基酸，41=4,4种碱基最多只能编码16种，42=16,三个碱基决定一个氨

4、基酸能决定64种，43=64，足够有余,（3）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？,（2）如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？,（1）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？,4种碱基几个一组能决定20种氨基酸？,2、密码子（遗传密码）： （1）概念： mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。,（2）密码子的特点 数目共64种： 61种密码子决定20种氨基酸：其中2种为 起始密码子 ( AUG 甲硫氨酸; GUG缬氨酸 ) 一个密码子决定一个特定的氨基酸； 有的氨基酸可能有一个以上的密码子； 3种终止密码子 ( UAA; UAG; UGA ),特点：,简并性：一种氨基酸可以有多种密码子。,通用性：所有生物公用同一套遗传密码。,游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的“生产线”上的？,谁来担任“搬运工”？,tRNA“搬运工”,一共有多少种tRNA?,反密码子与密码子相互配对, 转运的氨基酸由配对的密码子决定.,每种tRNA只能识别并转运 一种特定的氨基酸!,有61种,第1步 mRNA进入细胞质，与核糖体结合

5、。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1.,第2步 携带组氨酸的tRNA以同样方 式进入位点2.,第3步 甲硫氨酸通过与组氨酸形成 肽键而转移到占据位点2的tRNA上。,第4步 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tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到mRNA的终止密码。,细胞质,蛋白质合成过程动态示意图,核糖体,肽键,亮氨酸,亮氨酸,肽键,亮氨酸,天门冬 氨酸,亮氨酸,天门冬 氨酸,异亮氨酸,3、翻译的过程：,（2）翻译的场所： （3）翻译时的条件: (4)翻译的产物:,核糖体,蛋白质,模板(mRNA )、 原料(游离的氨基酸) 工具(tRNA) 酶 能量(ATP),(1)翻译的具体过程：（已讲）,一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条多肽链,在细胞质中，翻译是一个快速的过程。在370C时，细菌细胞内合成肽链的速度约为每秒连接15个氨基酸。通常，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。,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,DNAmRNA,mRNA蛋白质,含A、U、C、G的4种核糖核苷酸,合成蛋白质的20种氨基酸,信使RNA,有一定氨基酸排列顺序的多肽，进一步加工为蛋白质,转录和翻译的比较,总结： 基因的表达过程是在细胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨基酸分子和核糖体，线粒体等众多细胞器一道，完成遗传信息的转录和翻译过程。在组成蛋白质的肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，经过一系列步骤，被运送到各自的岗位，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职责。,谢谢,

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