生物②必修4.1《基因指導蛋白質的合成》PPT課件知識分享

1、生物必修4.1基因指導蛋白質的合成PPT課件問題一：在現(xiàn)實生活中，我們能不能像電影問題一：在現(xiàn)實生活中，我們能不能像電影侏羅紀公園侏羅紀公園中描述的那中描述的那樣，利用恐龍的樣，利用恐龍的DNA，使恐龍復活呢？，使恐龍復活呢？ 問題二：如果能利用恐龍的問題二：如果能利用恐龍的DNA使恐龍復活，你認為主要要解決什么使恐龍復活，你認為主要要解決什么問題？問題？ 電影電影侏羅紀公園侏羅紀公園片段片段基因如何指導蛋白質的合成遺傳信息的轉錄遺傳信息的轉錄遺傳信息的翻譯遺傳信息的翻譯問題：問題：DNADNA主要主要存在細胞核中，而存在細胞核中，而蛋白質合成是在細蛋白質合成是在細胞質中進行的，兩胞質中進行的

2、，兩者如何聯(lián)系起來的者如何聯(lián)系起來的呢？呢？一一 遺傳信息的轉錄遺傳信息的轉錄 ( (一一) )RNARNA的結構、分類和作用的結構、分類和作用l當細胞中只有當細胞中只有RNA時，它是遺傳物質；當細胞時，它是遺傳物質；當細胞中含有中含有DNA時，時，RNA主要是負責主要是負責DNA遺傳信息遺傳信息的翻譯和轉錄。的翻譯和轉錄。DNARNA脫氧核糖脫氧核糖核糖核糖比較RNA與DNA結構的不同 比較項目比較項目DNADNARNARNA基本單位基本單位五碳糖五碳糖含氮堿基含氮堿基結構結構主要存在部位主要存在部位脫氧核苷酸脫氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖脫氧核糖核糖核糖A A T T C G C

3、GA A U U C GC G雙鏈結構雙鏈結構多為單鏈結構多為單鏈結構細胞核細胞核細胞質細胞質RNARNA的種類的種類信使信使 RNA(mRNA)RNA(mRNA)核糖體核糖體 RNA(rRNA)RNA(rRNA)轉運轉運 RNA(tRNA)RNA(tRNA)將將DNA的遺傳信息轉錄下來，以遺傳密碼的遺傳信息轉錄下來，以遺傳密碼的形式傳遞至細胞質的核糖體上，成為蛋的形式傳遞至細胞質的核糖體上，成為蛋白質合成的模板。白質合成的模板。氨基酸的運載工具。（一種轉運氨基酸的運載工具。（一種轉運RNA只能只能識別和轉運一種氨基酸。識別和轉運一種氨基酸。核糖體的組成部分核糖體的組成部分 RNA是由基本單位

4、是由基本單位核苷酸連接而成，跟核苷酸連接而成，跟DNA一樣一樣能儲存遺傳信息。能儲存遺傳信息。 RNA一般為一般為單鏈單鏈，比，比DNA短，能通過核孔，從細胞核短，能通過核孔，從細胞核轉移到細胞質中。轉移到細胞質中。 RNA與與DNA的關系中，也遵循的關系中，也遵循“堿基互補配對原則堿基互補配對原則”。因此以因此以RNA為媒介可將遺傳信息傳遞到細胞質中。為媒介可將遺傳信息傳遞到細胞質中。為什么為什么mRNA適于作適于作DNA的信使？的信使？因為它是遺傳信息的傳遞者，所以叫做信使因為它是遺傳信息的傳遞者，所以叫做信使RNA。它是。它是DNA的信使。的信使。mRNA為什么叫做信使RNA？它是誰的信

5、使？ (二二) 轉錄的具體過程轉錄的具體過程問題問題2：DNA的的遺傳信息是怎樣傳遺傳信息是怎樣傳給給mRNA的呢？的呢？( (一一) )轉錄轉錄在在_內，以內，以DNADNA的的_為為_， 按照按照_的原則合成的原則合成_的過程。的過程。細胞核細胞核一條鏈一條鏈模板模板堿基互補配對堿基互補配對RNARNA（1 1）DNADNA的兩條鏈都能轉錄嗎？的兩條鏈都能轉錄嗎？（2 2）DNADNA鏈完全解開嗎？鏈完全解開嗎？（3 3）在轉錄過程中堿基互補配對原則有什么特殊）在轉錄過程中堿基互補配對原則有什么特殊 情況？情況？ A AU U、T TA A、 G GC C、 C CG G思考思考: :轉錄

6、與轉錄與DNADNA復制有什么異同點復制有什么異同點? ?轉錄與轉錄與DNA分子復制的區(qū)別分子復制的區(qū)別 復制復制 轉錄轉錄時間時間場所場所原料原料模板模板條件條件配對原則配對原則特點特點產物產物意義意義有絲分裂間期和減數(shù)有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期第一次分裂間期生長發(fā)育過程生長發(fā)育過程主要在細胞核，少部分在線粒體和葉綠體主要在細胞核，少部分在線粒體和葉綠體TATA、 GCGCAUAU、 CGCG邊解旋邊復制、半保留復制邊解旋邊復制、半保留復制邊解旋邊轉錄邊解旋邊轉錄兩個雙鏈兩個雙鏈DNA分子分子一條單鏈一條單鏈mRNA復制遺傳信息，使遺傳信復制遺傳信息，使遺傳信息從親代傳給子代息從親代傳

7、給子代傳遞遺傳信息，為傳遞遺傳信息，為翻譯做準備翻譯做準備四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸DNA的兩條鏈的兩條鏈DNA中的一條鏈中的一條鏈模板、原料、模板、原料、ATP、酶、酶（）轉錄的定義：（）轉錄的定義： （）轉錄的場所：（）轉錄的場所： （）轉錄的模板：（）轉錄的模板：（）轉錄的原料：（）轉錄的原料：（）轉錄的條件：（）轉錄的條件：（）轉錄時的堿基配對（）轉錄時的堿基配對:（ 7 7）轉錄的結果：）轉錄的結果：在細胞核中以在細胞核中以DNA的一條鏈為模板的一條鏈為模板,按堿基互補配對原則原則，合成按堿基互補配對原則原則，合成mRNA的過程的過程細胞核細胞核DNA的

8、一條鏈的一條鏈四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶和需要酶和ATP堿基互補配對原則堿基互補配對原則（A=U，G=C）mRNA鞏固練習鞏固練習2、構成人體的核酸有兩種、構成人體的核酸有兩種,構成核酸的基本單位構成核酸的基本單位-核苷酸有多少種核苷酸有多少種?堿基有多少種堿基有多少種?( ) A.2種種 4種種 B.4種種 4種種 C.5種種 5種種 D.8種種 5種種3、下列哪一組物質是、下列哪一組物質是RNA的組成成分的組成成分( ) A.脫氧核糖核酸和磷酸脫氧核糖核酸和磷酸 B.脫氧核糖脫氧核糖堿基堿基和磷酸和磷酸 C.核糖核糖堿基堿基和磷酸和磷酸 D.核糖核糖嘧啶嘧啶和核酸

9、和核酸DC1、DNA的復制和轉錄有何異同之處？的復制和轉錄有何異同之處？3 DNA 分子的解旋發(fā)生在分子的解旋發(fā)生在 _過程中過程中( ) A 復制復制 B 轉錄轉錄 C 翻譯翻譯 D 復制和轉錄復制和轉錄4 一個一個DNA 分子轉錄出多少種多少個分子轉錄出多少種多少個mRN A ( ) A一一 種一個種一個 B一一 種多個種多個 C多多 種多個種多個 D 無數(shù)種無數(shù)個無數(shù)種無數(shù)個DC類別類別項目項目復制復制轉錄轉錄場所場所解旋解旋模板模板原料原料酶酶能量能量堿基堿基配對配對產物產物細胞核細胞核只解有遺傳效應的片段只解有遺傳效應的片段只有只有DNA的一條鏈的一條鏈四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸D

10、NA解旋酶、解旋酶、RNA聚合酶聚合酶ATPA-UG-CT-AC-GmRNA細胞核細胞核完全解旋完全解旋DNA的兩條鏈的兩條鏈四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶ATPA-TC-GT-AG-C子代子代DNA 轉錄得到的轉錄得到的RNARNA仍是堿基序列，而不是蛋白仍是堿基序列，而不是蛋白質。那么，質。那么，RNARNA上的堿基序列如何能變成蛋白質上的堿基序列如何能變成蛋白質中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？mRNAmRNA如何將信息翻譯成蛋白質？如何將信息翻譯成蛋白質？ mRNA通過核孔進入細胞質中， 開始它新的歷程翻譯。 二、

11、遺傳信息的翻譯二、遺傳信息的翻譯 遺傳學上把以遺傳學上把以信使信使RNARNA為模板，合成具有為模板，合成具有一定氨基酸順序一定氨基酸順序的蛋白質的過程叫做的蛋白質的過程叫做翻譯翻譯。 堿基與氨基酸之間的對應關系堿基與氨基酸之間的對應關系DNADNA和和RNARNA都只含有都只含有4 4種堿基，而組成生物種堿基，而組成生物體蛋白質的氨基酸有體蛋白質的氨基酸有2020種。這種。這4 4種堿基是怎種堿基是怎樣決定蛋白質的樣決定蛋白質的2020種氨基酸的？種氨基酸的？翻譯翻譯: :4種堿基只能決定種堿基只能決定4種氨基酸，種氨基酸，4 41 1=4=4。二個堿基編碼一個氨基酸最多只能編碼二個堿基編碼

12、一個氨基酸最多只能編碼16種，種，42=16。三個堿基決定一個氨基酸只能決定三個堿基決定一個氨基酸只能決定6464種，種，4 43 3=64=64，足夠有余。，足夠有余。如果一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基，才足以組合如果一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基，才足以組合出構成蛋白質的出構成蛋白質的2020種氨基酸？種氨基酸？如果如果2 2個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？如果如果1 1個堿基決定個堿基決定1 1個氨基酸，個氨基酸，4 4種堿基能決定多少種氨基酸種堿基能決定多少種氨基酸密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子UCAUG A U

13、UAmRNA 密碼子：密碼子：mRNAmRNA上決定氨基酸的三個相鄰上決定氨基酸的三個相鄰 的堿基。的堿基。密碼子密碼子 tRNA“搬運工搬運工” 游離在細胞質中的氨基酸，是怎樣運送游離在細胞質中的氨基酸，是怎樣運送到合成蛋白質的到合成蛋白質的“生產線生產線-核糖體核糖體”上？上？AC U 天門冬天門冬酰氨酰氨一共有多少種tRNA?反密碼子反密碼子與密碼子相互配對與密碼子相互配對,轉運的氨轉運的氨基酸由配對的密碼子決定基酸由配對的密碼子決定每種每種tRNA只能識別并轉運只能識別并轉運一種特定的氨基酸一種特定的氨基酸!決定氨基酸的密碼子有決定氨基酸的密碼子有61種種,所以所以tRNA 有有61種

14、種密碼子與反密碼子密碼子與反密碼子A A U亮氨酸亮氨酸AC U天冬氨酸天冬氨酸一種一種tRNAtRNA只能攜帶一種氨基酸只能攜帶一種氨基酸? ?一種氨基酸只能由一種一種氨基酸只能由一種tRNAtRNA攜帶攜帶? ?AUG異亮氨酸異亮氨酸翻譯的具體過程翻譯的具體過程：1.翻譯的場所： 2.翻譯時的模板：3.翻譯的原料：4.翻譯的條件:5.翻譯的工具:6.翻譯的產物:核糖體核糖體mRNAmRNA游離的氨基酸游離的氨基酸t(yī)RNAtRNA肽鏈肽鏈酶酶，ATP、模板、原料、模板、原料2.2.地球上幾乎所有的生物都共用一套密碼子，這一事實地球上幾乎所有的生物都共用一套密碼子，這一事實 說明地球上的所有生

15、物都有著或遠或近的親緣關系，說明地球上的所有生物都有著或遠或近的親緣關系，或者生物都具有相同的遺傳語言，或者生命在本質上是或者生物都具有相同的遺傳語言，或者生命在本質上是統(tǒng)一。統(tǒng)一。3.從密碼的簡并性我們能認識到；如果密碼子中的一個從密碼的簡并性我們能認識到；如果密碼子中的一個堿基發(fā)生變化，可能影響到蛋白質氨基酸的種類，也堿基發(fā)生變化，可能影響到蛋白質氨基酸的種類，也有可能蛋白質氨基酸的種類不發(fā)生變化（有可能蛋白質氨基酸的種類不發(fā)生變化（GAUGAC都決定天冬氨酸），這就保證了生物遺傳的相對穩(wěn)定都決定天冬氨酸），這就保證了生物遺傳的相對穩(wěn)定性，又使生物出現(xiàn)變異，從而促進生物的發(fā)展進化性，又使生

16、物出現(xiàn)變異，從而促進生物的發(fā)展進化。DNA(DNA(基因基因) )蛋白質蛋白質RNARNA轉錄轉錄翻譯翻譯基基因因指指導導蛋蛋白白質質合合成成的的過過程程翻譯的過程從基因的表達過程可以看出：從基因的表達過程可以看出：DNADNA（基因）中脫氧核苷酸的排列順序決定（基因）中脫氧核苷酸的排列順序決定了信使了信使RNARNA中中 的排列順序，進而決定的排列順序，進而決定 的的排列順序，最終決定了排列順序，最終決定了 的的結構和功能特異性。結構和功能特異性。核糖核苷酸核糖核苷酸/密碼子密碼子氨基酸氨基酸蛋白質蛋白質階段階段項目項目轉錄轉錄翻譯翻譯定義定義場所場所模板模板遺傳信息傳遺傳信息傳遞的方向遞的

17、方向原料原料產物產物實質實質在細胞核中，以在細胞核中，以DNADNA的一的一條鏈為模板合成條鏈為模板合成mRNAmRNA的過的過程。程。以信使以信使RNARNA為模板，合成具為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質有一定氨基酸順序的蛋白質的過程的過程細胞核細胞核細胞質的核糖體細胞質的核糖體DNADNA的一條鏈的一條鏈信使信使RNARNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白質蛋白質含含A A、U U、C C、G G的的4 4種核種核糖核苷酸糖核苷酸合成蛋白質的合成蛋白質的2020種氨基種氨基酸酸信使信使RNARNA有一定氨基酸排列順序的多肽，有一定氨基酸排列順序的多肽，進一步加工為蛋白質進一步加工為蛋白質是遺傳信息的轉錄是遺傳信息的轉錄是遺傳信