高中生物基因指導蛋白質(zhì)合成課件新人教版必修

1、第四章第四章 基因的表達基因的表達基因：有遺傳效應的基因：有遺傳效應的DNA片段片段 （1）與）與DNA的關(guān)系：的關(guān)系： 基因是基因是DNA的片段，但必須具有遺傳效應的片段，但必須具有遺傳效應（指具有復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、重組突變及（指具有復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、重組突變及調(diào)控等功能），有的調(diào)控等功能），有的DNA片段屬間隔區(qū)段，片段屬間隔區(qū)段，沒有控制性狀的作用，這樣的沒有控制性狀的作用，這樣的DNA片段就片段就不是基因。不是基因。 （2）與染色體的關(guān)系：）與染色體的關(guān)系： 染色體是基因的載體，基染色體是基因的載體，基因在染色體上呈線性排列因在染色體上呈線性排列 （3）與性狀的關(guān)系：）與性狀的關(guān)系：

2、基因是決定生物性狀的基本單位基因是決定生物性狀的基本單位 舉例：豌豆高莖基因控制高的性狀，使舉例：豌豆高莖基因控制高的性狀，使豌豆長到大約豌豆長到大約2米高；豌豆矮莖基因控制米高；豌豆矮莖基因控制矮的性狀，使豌豆長到約矮的性狀，使豌豆長到約30厘米。厘米。噬菌體約有噬菌體約有360個基因，大腸桿菌約有個基因，大腸桿菌約有7500個基因，人約有個基因，人約有35000個基因。個基因。思考：染色體，思考：染色體，DNA、基因、脫氧核甘酸，遺傳信息、基因、脫氧核甘酸，遺傳信息的關(guān)系？的關(guān)系？DNA基因基因脫氧核苷酸脫氧核苷酸染色體染色體每條染色體上有一個每條染色體上有一個DNA分子分子每個每個DNA

3、分子上分子上含有許多基因含有許多基因每個基因含有許每個基因含有許多脫氧核苷酸多脫氧核苷酸染色體是染色體是DNA的的主要載體主要載體基因是有遺傳效基因是有遺傳效應的應的DNA片段片段基因中脫氧核苷酸基因中脫氧核苷酸的排列順序代表著的排列順序代表著遺傳信息遺傳信息是主要的遺傳物質(zhì)是主要的遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位基因的表達基因的表達基因通過指導蛋白質(zhì)的合基因通過指導蛋白質(zhì)的合成來控制性狀的過程。成來控制性狀的過程。DNA（基因）（基因）蛋白質(zhì)（性狀）蛋白質(zhì)（性狀）？第一節(jié)第一節(jié) 基因指導蛋白質(zhì)的合成基因指導蛋白質(zhì)的合成細胞核細胞核細胞質(zhì)核糖體上細胞質(zhì)核糖體上 這需

4、要通過另一種核酸這需要通過另一種核酸RNA 2、為什么、為什么RNA適于作為適于作為DNA的信使？的信使？RNARNA也是由基本單位核苷酸組成，由也是由基本單位核苷酸組成，由核糖、磷酸、核糖、磷酸、含氮堿基：含氮堿基：A、G、C、U共同組成，也能共同組成，也能儲存遺傳信息。儲存遺傳信息。在在RNARNA和和DNADNA的關(guān)系中，也遵循的關(guān)系中，也遵循“堿基互補配對原堿基互補配對原則則”A=UA=U，G=CG=C。RNARNA一般是一般是單鏈單鏈，而且比，而且比DNADNA短，因此能夠通過核孔，短，因此能夠通過核孔，從細胞核從細胞核轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中到細胞質(zhì)中。 信使信使RNARNA（mRNA)

5、mRNA) 功能：將功能：將DNADNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄下來，傳遞至細胞質(zhì)中的遺傳信息轉(zhuǎn)錄下來，傳遞至細胞質(zhì)中的核糖體上，控制蛋白質(zhì)的合成。的核糖體上，控制蛋白質(zhì)的合成。 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運RNARNA（tRNA)tRNA) 種類：多種種類：多種 功能：專一性（專一識別一種氨基酸的密碼子、轉(zhuǎn)功能：專一性（專一識別一種氨基酸的密碼子、轉(zhuǎn)運一種氨基酸）運一種氨基酸） 核糖體核糖體rRNArRNA； 與核糖體的合成有關(guān)。與核糖體的合成有關(guān)。3、RNA的種類的種類4、DNA 中的遺傳信息是怎樣傳給中的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？的呢？(動畫動畫) 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄：在：在細胞核細胞核內(nèi)，以內(nèi)，以DNA的一條鏈為模板，

6、按照堿的一條鏈為模板，按照堿基互補配對的原則合成基互補配對的原則合成RNA的的過程過程。TG C AC T A A T 核孔核孔DNA雙螺旋雙螺旋細細胞胞質(zhì)質(zhì)細細胞胞核核DNA雙螺旋雙螺旋ACGTG A TTADNA雙螺旋雙螺旋TG C AC T A A T AGCUGACGUUUDNADNA游離的核糖核苷酸游離的核糖核苷酸以以DNADNA的一條鏈為模板合成的一條鏈為模板合成RNARNATG C AC T A A T RNA RNA 聚合酶聚合酶AGCAGACGUUUTG C AC T A A T AUAGCGACGUU組成組成RNARNA的核糖核的核糖核苷酸一個苷酸一個個連接起個連接起來來T

7、G C AC T A A T A UAGCGACGUUTG C AC T A A T A UGAGCGCGUUGA UGAGCGCUUAGCGCUUTG C AC T A A T TG C AC T A A T GA UGAAGCGCUTG C AC T A A T GA UGAAGCGCUUTG C AC T A A T GA UGA UAGCGCTG C AC T A A T GA UGA UA UCCTG C AC T A A T GA UGA UA U CTG C AC T A A T GA UGA UA U CDNADNA的一條單鏈的一條單鏈mRNATG C AC T A A T 細

8、細胞胞質(zhì)質(zhì)細細胞胞核核mRNAmRNA通過核孔進入細胞質(zhì)通過核孔進入細胞質(zhì)ACGUG A UUATG C AC T A A T ACGUG A UUAmRNA 細胞質(zhì)細胞質(zhì) 細胞核細胞核mRNAmRNA通過核孔進入細胞質(zhì)通過核孔進入細胞質(zhì)轉(zhuǎn)錄小結(jié)轉(zhuǎn)錄小結(jié)場所場所:模板模板:原料原料:條件條件:產(chǎn)物產(chǎn)物:特點特點:細胞核細胞核DNA上基因的上基因的一條一條鏈鏈四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶需要酶（DNA解旋酶，解旋酶，RNA聚合酶）聚合酶）和和ATP單鏈的單鏈的mRNA堿基互補配對原則堿基互補配對原則（A=U,T=A; G=C,C=G）DNA 片段片段轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄mRNA(密碼

9、子密碼子)二、遺傳信息的翻譯二、遺傳信息的翻譯 1、 定義：定義： 在細胞質(zhì)的核糖體上在細胞質(zhì)的核糖體上,以游離在細胞以游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸原料，以質(zhì)中的各種氨基酸原料，以mRNA為模板為模板合成具合成具有有一定氨基酸一定氨基酸順序順序的蛋白質(zhì)的過程。的蛋白質(zhì)的過程。 密碼子密碼子ACGUG A UUAmRNA 密碼子密碼子 密碼子密碼子 2、遺傳密碼：遺傳密碼： 遺傳學上把遺傳學上把mRNA中決定氨基酸的不同堿基排列順序，中決定氨基酸的不同堿基排列順序，叫做叫做“遺傳密碼遺傳密碼”。把其中決定一個氨基酸的。把其中決定一個氨基酸的相鄰的三個相鄰的三個堿基堿基成為密碼子。成為密碼子。 d、

10、一般一般一個一個密碼子只和密碼子只和一一種種氨基酸相對氨基酸相對應應 b、一種一種氨氨基酸可以和基酸可以和多個多個密碼子密碼子相對應相對應 a、氨基酸的氨基酸的種類；種類；20種種密碼子的種密碼子的種類：類：64種種c、三個終止三個終止密碼：密碼：UAA、UAG、UGAAC U 天冬天冬酰氨酰氨反密碼子反密碼子AUG異亮異亮氨酸氨酸反密碼子反密碼子轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)RNA(tRNA)：分子結(jié)構(gòu)呈三葉草形，其分子結(jié)構(gòu)呈三葉草形，其“葉葉柄柄”端能與一個特定的氨基酸結(jié)合，端能與一個特定的氨基酸結(jié)合，“葉片葉片”端有三端有三個特殊的堿基稱為個特殊的堿基稱為“反密碼子反密碼子”，能與，能與mR

11、NAmRNA上的上的“密碼子密碼子”相識別。反密碼子的種類：相識別。反密碼子的種類：6161種。種。U A C甲硫氨酸甲硫氨酸AC U天冬氨酸天冬氨酸AUG異亮氨酸異亮氨酸ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天冬氨天冬氨酸酸核糖體核糖體ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天天冬氨酸ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天冬氨天冬氨酸酸AUG異亮氨酸異亮氨酸ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天冬天冬氨酸氨酸AUG異亮氨異亮氨酸肽鍵肽鍵ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天冬天冬氨酸氨酸AUG異亮氨

12、酸異亮氨酸ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AU天冬天冬氨酸氨酸AUG異亮氨酸異亮氨酸肽鍵肽鍵ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天冬天冬氨酸氨酸AUG異亮氨酸異亮氨酸ACGUG A UUAU A CAC UAUG甲硫氨甲硫氨酸酸天冬天冬氨酸氨酸異亮氨酸異亮氨酸4、翻譯過程翻譯過程：翻譯小結(jié)翻譯小結(jié)場所場所:模板模板:原料原料:條件條件:產(chǎn)物產(chǎn)物:原則原則:細胞質(zhì)的核糖體上細胞質(zhì)的核糖體上以信使以信使RNA為模板為模板二十種氨基酸二十種氨基酸需要酶和需要酶和ATP多個多肽或蛋白質(zhì)多個多肽或蛋白質(zhì)密碼子與反密碼子配對密碼子與反密碼子配對,既堿基互補配對原則（既堿

13、基互補配對原則（A=U，G=C）mRNA(密碼子密碼子)翻譯翻譯 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯場所場所模板模板原料原料條件條件產(chǎn)物產(chǎn)物信息流向信息流向原則原則細胞核細胞核細胞質(zhì)的核糖體細胞質(zhì)的核糖體DNA的一條鏈的一條鏈以信使以信使RNA為模板為模板四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸20種氨基酸種氨基酸特定的酶和特定的酶和ATP單鏈的信使單鏈的信使RNA特定氨基酸順序特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)DNA的一條鏈與的一條鏈與mRNA配對配對mRNA與與tRNA配對配對DNA RNARNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)DNA 片段片段轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄RNA翻翻譯譯蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)遺傳信息傳遞方向遺傳信息傳遞方向逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄中心法則

14、中心法則 對應的氨基酸序列為：甲硫氨酸谷氨酸丙氨對應的氨基酸序列為：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸絲氨酸賴氨酸脯氨酸半胱氨酸脯氨酸絲氨酸賴氨酸脯氨酸酸1、已知一段、已知一段mRNA的堿基序列是的堿基序列是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG,你能寫出對應的氨基酸序列？你能寫出對應的氨基酸序列？2、地球上幾乎所有的生物體都共用上述密碼子表。根據(jù)這一、地球上幾乎所有的生物體都共用上述密碼子表。根據(jù)這一事實說明什么？事實說明什么？ 說明地球上所有的生物都有著或遠或近的親緣關(guān)說明地球上所有的生物都有著或遠或近的親緣關(guān)系，或者生物都具有共同的遺傳語言，或者生命在系，或者生物都具有共同的遺傳語言

15、，或者生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。本質(zhì)上是統(tǒng)一的。思考和討論：思考和討論：3、生物表現(xiàn)出多樣性的根本原因和直接原因是什、生物表現(xiàn)出多樣性的根本原因和直接原因是什么？么？ 根本原因：根本原因：DNA分子上的脫氧核苷酸的分子上的脫氧核苷酸的排列順序不同。排列順序不同。 直接原因：氨基酸的種類，數(shù)目和排列順直接原因：氨基酸的種類，數(shù)目和排列順序不同，肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同。序不同，肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同。思考和討論思考和討論 DNA的堿基數(shù)：的堿基數(shù)：mRNA的堿基數(shù)：密碼子：蛋白質(zhì)的堿基數(shù)：密碼子：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)中氨基酸數(shù)6n:3n:n:n。 （6:3:1:1）4、DNA的堿基數(shù)、的堿基數(shù)、mRNA的堿基數(shù)、

16、蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)的堿基數(shù)、蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)三者之間有何數(shù)量關(guān)系？三者之間有何數(shù)量關(guān)系？ 說明：因為說明：因為基因中存在又終止密碼子基因中存在又終止密碼子等片段，實際上基等片段，實際上基因（因（DNA）上所含有的堿基數(shù)要大于）上所含有的堿基數(shù)要大于6n,或氨基酸數(shù)目或氨基酸數(shù)目小于小于n。因此一般題目中帶有。因此一般題目中帶有“至少至少”或或“最多最多”字樣。字樣。nDNA3n3n3n轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯信使信使RNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)4、某一多肽鏈共有、某一多肽鏈共有100個氨基酸，則控制個氨基酸，則控制合成該肽鏈的基因中的堿基數(shù)至少有合成該肽鏈的基因中的堿基數(shù)至少有A、600 B、300 C、297

17、D、594基因堿基：信使基因堿基：信使RNA堿基：氨基酸數(shù)目堿基：氨基酸數(shù)目=（雙鏈）（雙鏈） （單鏈）（單鏈）6 3 ： 1小結(jié)：小結(jié)：基因指導蛋白質(zhì)的合成基因指導蛋白質(zhì)的合成1、RNA和和DNA的區(qū)別的區(qū)別一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄2、為什么、為什么RNA適于作為適于作為DNA的信使？的信使？二、遺傳信息的翻譯二、遺傳信息的翻譯3、RNA的種類的種類4、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程。、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程。2、遺傳密碼、遺傳密碼1、翻譯的定義、翻譯的定義3、反密碼子、反密碼子4、翻譯的過程、翻譯的過程DNA上的基因上的基因mRNA的的蛋白質(zhì)的氨基酸序列蛋白質(zhì)的氨基酸序列 遺傳信息遺傳信息遺傳

18、密碼遺傳密碼生物性狀生物性狀轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯前后聯(lián)系前后聯(lián)系真核細胞中復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較真核細胞中復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較DNA復制復制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯時間時間場所場所模板模板原料原料酶酶能量能量原則原則特點特點產(chǎn)物產(chǎn)物（遺傳信息）（遺傳信息）（遺傳密碼）（遺傳密碼）（生物性狀）（生物性狀）細胞分裂間期細胞分裂間期細胞核細胞核DNA的兩條鏈均為模板的兩條鏈均為模板四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸DNA聚合酶等聚合酶等ATPA-T、G-C半保留復制半保留復制邊解旋邊復制邊解旋邊復制2個子代個子代DNA分子分子生長發(fā)育過程生長發(fā)育過程細胞核細胞核基因的一條鏈為模板基因的一條鏈為模板四種核糖核苷酸四種

19、核糖核苷酸RNA聚合酶等聚合酶等ATPA-U、T-AG-C ，C-G邊解旋邊轉(zhuǎn)錄邊解旋邊轉(zhuǎn)錄1個信使個信使RNA生長發(fā)育過程生長發(fā)育過程細胞質(zhì)細胞質(zhì)mRNA為模板為模板二十種氨基酸二十種氨基酸特定的酶等特定的酶等ATPmRNA與與tRNA配對配對 A-U, G-C多個特定氨基酸順序的多個特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA和和DNA的區(qū)別的區(qū)別項目 RNA DNA名稱組成基本單位結(jié)構(gòu)存在部位功能核糖核酸核糖核酸脫氧脫氧核糖核酸核糖核酸核糖核糖核苷酸核苷酸脫氧脫氧（核糖）（核糖）核苷酸核苷酸一般為單鏈一般為單鏈一般為雙鏈一般為雙鏈主要存在于細胞質(zhì)中主要存在于細胞質(zhì)中主要存在于細胞核中主要存在于細胞

20、核中 C、H、O、N、P 核糖、磷酸、核糖、磷酸、含氮堿基：含氮堿基：A、G、C、U C、H、O、N、P 脫氧脫氧核糖、磷酸、核糖、磷酸、 含氮堿基：含氮堿基：A、G、C、T傳遞傳遞遺傳信息遺傳信息攜帶攜帶遺傳信息遺傳信息1、組成人的核酸的堿基和核苷酸各共有（、組成人的核酸的堿基和核苷酸各共有（ ）A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、42、組成噬菌體的核酸的堿基和核苷酸各共有（、組成噬菌體的核酸的堿基和核苷酸各共有（ ）A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、4練習：練習：3、已知一段信使、已知一段信使RNA上有上有12個個A和和G，該信使，該信使RNA上共有上共有30個堿基，那么轉(zhuǎn)錄成信使個堿基，那么轉(zhuǎn)錄成信使RNA的的這一段這一段DNA分子中應有分子中應有C和和T（ ）A、12 B、18 C、24 D、304、一個雙鏈、一個雙鏈DNA分子中堿基分子中堿基A占占30%，其轉(zhuǎn)錄，其轉(zhuǎn)錄成的信使成的信使RNA上的上的U為為35%，則信使，則信使RNA上的上的堿基堿基A為（為（ ）A、30% B、35% C、40% D、25%5、根據(jù)蛋白質(zhì)中遺傳信息傳遞規(guī)律，填寫表、根據(jù)蛋白質(zhì)中遺傳信息傳遞規(guī)律，填寫表中空