高中生物：《基因控制蛋白質(zhì)的合成》

1、電影 侏羅紀公園,基因控制蛋白質(zhì)的合成,一、基因的概念,1.基因概念的由來：,20世紀50年代，沃森 .克里克提出DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)理論，證明了基因的化學本質(zhì)是DNA，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。,2、基因、DNA和染色體的關(guān)系：,染色體,1、染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成；一般情況下，每個染色體含有一個DNA分子。,2、 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，每個DNA上有許多個基因,3 染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系：,脫氧核苷酸,三、基因控制蛋白質(zhì)的合成,細胞核,核糖體,細胞質(zhì),問題 基因能否直接控制蛋白質(zhì)的合成？為什么？,問題：為什么RNA適于作DNA的信使？,核糖核苷酸,1 RN

2、A的結(jié)構(gòu)、種類和功能,（1）RNA的結(jié)構(gòu)：組成單位是核糖核苷酸,圖4-1核糖與脫氧核糖,核糖核苷酸,堿 基,A,G,C,U,磷酸,核糖,A,磷酸,核糖,A,磷酸,脫氧核糖,腺嘌呤核糖核苷酸,胞嘧啶核糖核苷酸,尿嘧啶核糖核苷酸,鳥嘌呤核糖核苷酸,通常呈單鏈,2、RNA的結(jié)構(gòu),規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu),脫氧核糖核苷酸,腺(A)、鳥(G)嘌呤,胞(C)、胸腺(T)嘧啶,脫氧核糖,磷酸,單鏈結(jié)構(gòu),核糖核苷酸,核糖,磷酸,腺(A)、鳥(G)嘌呤,胞(C)、尿(U)嘧啶,為什么RNA適合做DNA的信使呢？,RNA一般是_鏈，而且比 DNA 短，因此能夠通過_，從_轉(zhuǎn)移到_中。,細胞核,細胞質(zhì),構(gòu)成核酸的堿基共 種

3、，核苷酸共 種。,5,8,單,核孔,mRNA信使 tRNA轉(zhuǎn)運 rRNA核糖體,RNA種類,想一想：,基因控制蛋白質(zhì)合成的過程中首先需要把基因（DNA ）上堿基對的排列順序（遺傳信息）傳遞到哪里？是怎樣傳遞的呢？,DNA(基因),轉(zhuǎn)錄,翻譯,基因指導蛋白質(zhì)合成的過程,a. DNA 解旋，以一條鏈為模板合成RNA,b. DNA與RNA的堿基互補配對：AU ; TA； CG； GC,c. 組成 RNA 的核糖核苷酸一個個連接起來,2.場所：,細胞核,4.條件：,模板：DNA的一條鏈,酶： 解旋酶、RNA聚合酶等,原料：四種核糖核苷酸,能量： ATP,形成一條mRNA,這樣：DNA上的遺傳信息就傳遞

4、到mRNA上,3.過程：,5.結(jié)果：,在_內(nèi)，以DNA的_為_， 按照_的原則合成_的過程。,細胞核,一條鏈,模板,堿基互補配對,RNA,(一)轉(zhuǎn)錄小結(jié),1.概念：,（1）DNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？ （2）DNA鏈完全解開嗎？ （3）在轉(zhuǎn)錄過程中堿基互補配對原則有什么特殊 情況？（與復制比較）,AU、TA、 GC、 CG,轉(zhuǎn)錄與復制的比較：,主 要 在 細 胞 核 內(nèi),完全解旋,只解開有遺傳效應(yīng)的片段,親代DNA的兩條鏈 均為模板,DNA的一條鏈上的某片段為模板,解旋酶、DNA聚合酶等,ATP,AT GC,AU GC,四種脫氧核苷酸,四種核糖核苷酸,兩個子代DNA,mRNA,解旋酶、RNA聚合

5、酶等,通過轉(zhuǎn)錄，把遺傳信息從DNA傳遞到mRNA上，這是否意味著基因控制蛋白質(zhì)的合成已經(jīng)完成了呢 ？,在細胞質(zhì)中,以mRNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。,（二）翻譯,思考：,組成蛋白質(zhì)的氨基酸： 信使RNA的堿基：,4種堿基如何決定蛋白質(zhì)的20種氨基酸呢？,20種,4種,如果1個堿基決定1個氨基酸就只能決定_種，即,如果3個堿基決定1個氨基酸就可決定_種，即,如果2個堿基決定1個氨基酸就只能決定_種，即,4,16,64,密碼子共有多少種？其中決定氨基酸的密碼子共有多少種？,氨基酸有多少種?,查表：這三種密碼子決定的氨基酸分別是什么？,c、一種氨基酸可以和多個密碼子相對應(yīng),a、

6、氨基酸的種類；20種 密碼子的種類：64種,b、三個終止密碼： UAA、UAG、UGA,2.遺傳密碼的特點：,a、有64個密碼子，只有61個為決定氨基酸的密碼子， 3個為終止密碼；,b、密碼子AUG既是甲硫氨酸的密碼子，又是起始密碼,c、每個氨基酸可以有一個或多個的密碼子；,d、在生物界，從病毒到人類的所有生物共用一套密碼 子，說明生物彼此之間存在親緣關(guān)系。,翻譯,細胞核,細胞質(zhì),氨基酸,思考：游離于細胞質(zhì)中的氨基酸是怎樣到達核糖體的呢?,這一過程需要“搬運工”兼“譯員” - tRNA,3.轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）的結(jié)構(gòu)和功能：,tRNA是怎樣擔任“譯員” 工作的呢？,U,A,U,反密碼子,三個

7、堿基,識別：堿基 互補配對,異亮氨酸,靈活運用：一個tRNA一端的三個堿基是CGA，另一端攜帶的氨基酸是（ ） A.精氨酸（CGA） B.丙氨酸(GCU) C.脯氨酸（CCU）,B,密碼子與反密碼子,異亮氨酸,C,色氨酸,上一張,返回,4.翻譯的過程：,多肽鏈,翻譯小結(jié),定義：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合 成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。,原料：_,多種氨基酸,場所：_,過程：_,細胞質(zhì)中的核糖體,起始、延伸、終止,模板：_,產(chǎn)物：_,遺傳信息傳遞方向：_,mRNA,多肽鏈,mRNA,蛋白質(zhì),DNA(基因),轉(zhuǎn)錄,翻譯,基因指導蛋白質(zhì)合成的過程,一個mRNA分子上結(jié)合多個

8、核糖體，同時合成多條肽鏈,亮氨酸,C,色氨酸,一種tRNA只能攜帶一種氨基酸?,一種氨基酸只能由一種tRNA攜帶?,上一張,返回,思考：在翻譯過程中，氨基酸和tRNA的種類有怎樣的對應(yīng)關(guān)系？,信息流：遺傳信息的傳遞叫做信息流。,轉(zhuǎn)錄,DNA,RNA,翻譯,蛋白質(zhì),DNA復制,你能把基因控制蛋白質(zhì)的合成過程 用一個簡式概括嗎？,（中心法則）,真核細胞中復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較,細胞分裂間期,細胞核,DNA的兩條鏈均為模板,四種脫氧核苷酸,DNA聚合酶等,ATP,A-T、G-C,半保留復制 邊解旋邊復制,2個子代DNA分子,生長發(fā)育過程,細胞核,基因的一條鏈為模板,四種核糖核苷酸,RNA聚合酶等,A

9、TP,A-U、T-A G-C ，C-G,邊解旋邊轉(zhuǎn)錄,1個信使RNA,生長發(fā)育過程,細胞質(zhì),mRNA為模板,二十種氨基酸,特定的酶等,ATP,mRNA與tRNA配對 A-U, G-C,多個特定氨基酸順序的蛋白質(zhì),一個mRNA分子 可以與多個核糖體結(jié)合,1 DNA、RNA的堿基和氨基酸的數(shù)量關(guān)系,結(jié)論:,基因的堿基 ,信使RNA的堿基 ,氨基酸 =,6 ,3 ,1,小結(jié):,1 一條多肽鏈中有氨基酸1 00個，則作為合成該多肽鏈模板的信使RNA和用來轉(zhuǎn)錄該信使RNA的基因分子分別至少有堿基多少個？ A.3 00個和3 00個 B.1 00個和3 00個 C.1 00個和4 00個 D.3 00個和6 00個,試試看：,2 設(shè)控制某含n條肽鏈的蛋白質(zhì)合成的基因含b個堿基 對，氨基酸的平均分子量為a，則該蛋白質(zhì)的分子量 約為 A.2b/3a-6b+18 B.b/3a-6b C. 18(b/3-a) D.ab/3-(b/3-n)18,遺傳信息：DNA（或基因）中脫氧核