基因指导蛋白质的合成教学.ppt

第1节 基因控制蛋白质的合成,学习目标 1概述遗传信息的转录和翻译。 2运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。,吉林省梨树县第一高级中学 姜万录,基因控制生物性状,基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。,问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？,思考几个问题,1、遗传物质主要存在于细胞的什么部位？ 2、生物的性状或生命的主要功能由什么物质承担？ 3、蛋白质的合成在细胞的什么部位？ 4、在基因表达过程中DNA如何指导蛋白质合成的？请猜测可能的途径？其中哪一途径最合理，为什么？,DNA主要位于细胞核,蛋白质,核糖体,控制,基因控制蛋白质的合成,DNA RNA,RNA蛋白质,转 录,翻 译,DNA携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中去的呢？,一、遗传信息的转录,1.RNA与DNA有哪些区别？,DNA与RNA的比较,规则的双螺旋,通常为单链,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,U (尿嘧啶),脱氧核糖,核糖,细胞核,细胞质,RNA 的种类,信使 RNA mRNA,核糖体 RNA rRNA,转运 RNA tRNA,2.RNA有哪些类型？,一、遗传信息的转录,三种RNA都能携带遗传信息吗？,信使RNA(mRNA)：遗传信息传递的媒介。,核糖体RNA(rRNA)：与蛋白质构成核糖体。,转运RNA(tRNA)：转运氨基酸的工具。,携带遗传信息，其上的密码子决定蛋白质中氨基酸的序列。是控制蛋白质合成的模板。,多呈三叶草。有反密码子。能识别密码子，可运载特定的氨基酸到相应的位置。,有大小两个亚基。能确保结合上去的mRNA正确地定向。,RNA还有什么功能？,RNA除去前述功能还具有催化和作为某些生物遗传物质的功能。,它也是由基本单位核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。,在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，因RNA中没有T，DNA中没有U，所以当RNA与DNA有关系时，U与配对。,RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。,4.DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？,3.为什么RNA适于作DNA的信使？,1、什么叫转录？转录的单位是什么？在哪进行？,问题：,2、DNA的两条链都能转录吗？转录需要哪些条件？,3、DNA链完全解开吗？在转录过程中碱基互补配对原 则有什么特殊情况？,4、 DNARNA如何转录，特点是什么？结果如何？,思考与讨论： 如下所示为一段DNA分子，如果以链为模板进行转录，试回答下列问题： DNA 链：ATGATAGGAAAC 链：TACTATCCCTTTG 1.写出对应的mRNA的碱基顺序。 2.转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？ 3.转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基 序列有哪些异同？,列表比较转录与DNA复制有什么区别？,二、遗传信息的翻译,1、什么叫翻译？,游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。,问题： 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？,遗传信息到达细胞质后，细胞又是怎样解读的呢？,mRNA：,碱基的数量,排列顺序,种类,蛋白质：,氨基酸的数量,排列顺序,种类,决定,决定,决定,?种,?种,4种,20种,讨论：至少要多少个碱基的不同排列顺序才能够 决定20种不同的氨基酸？,一个碱基决定一个氨基酸，41 = 4,二个碱基决定一个氨基酸，42 = 16,三个碱基决定一个氨基酸，43 = 64,2、碱基与氨基酸的对应关系是怎样的？,二、遗传信息的翻译,什么叫密码子？,密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的 碱基,二、遗传信息的翻译,第1个字母 第2个字母 第3个字母 密码子 苯丙氨酸 U U U UUU,？,精氨酸 A G G AGG,终止密码子： 、 、_ 种类 起始密码子： （甲硫氨酸） （ 种） _（缬氨酸） 编码氨基酸的密码子_种 所有生物的密码子是 的。,61,64,一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由 不同的密码子决定。,1种或几种,相同,AUG,GUG,UAA,UAG,UGA,遗传密码共64个，能决定氨基酸的遗传密码只有61个。有3个终止密码子，没有对应的氨基酸。（起始密码子）,一个密码子决定一个特定的氨基酸。,简并性：色氨酸及甲硫氨酸各只有一个密码。多数氨基酸有二个以上的密码子。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。,遗传密码有哪些特点？,通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。,二、遗传信息的翻译,思考与讨论： 1、已知一段mRNA的碱基序列是AUGG AAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能写 出对应的氨基酸序列吗？ 2、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据这一事实，你能想到什么？ 3、从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做密码的简并。你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？,二、遗传信息的翻译,转运RNA(tRNA),3.氨基酸转运工具是什么？-tRNA,1、形态：三叶草形 2、结构：一端为氨基酸结合的部位 另一端为反密码子，能与与密码子碱基互补配对。 3、种类：61种。（实际不详）,二、遗传信息的翻译,遗传信息、密码子、反密码子有何区别和联系？,第1步 mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1.,4.mRNA是怎样翻译蛋白质的？,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。,问题：,（1）DNA转录形成的mRNA从细胞核中出来进入细胞质中，与核糖体结合穿过几层磷脂双分子层？ （2）氨基酸如何进入核糖体？哪个氨基酸进入是由什么决定的？ （3）一个核糖体中有几个tRNA的结合位点？ （4）翻译的起始位点是哪里？核糖体中的两个氨基酸形成肽键后转移到占据哪个位点上的tRNA上？肽链是如何形成的？,（5）如何在短时间内由一条mRNA合成出多个相同的蛋白质分子？,结合上图判断翻译的方向，并说明判断的依据。 翻译过程中产生的多条多肽链有什么特点？ 翻译过程中核糖体沿mRNA移动还是mRNA沿 核糖体移动？ 翻译合成的多肽链是否能承担相应的生命活动？,比较翻译与转录有哪些区别？,结合下面图解，思考讨论：,(1)基因中的碱基数、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系？ (2)在蛋白质合成过程中，DNA中碱基数、mRNA中碱基数、氨基酸数是否一定遵循以上数量关系？,场所：核糖体 产物：多肽,场所：主要在胞核 产物：RNA,DNA,mRNA,蛋白质,遗传信息传递,基因指导蛋白质的合成,随堂检测,1.下列哪一组物质是RNA的组成成分( ) A.脱氧核糖核酸和磷酸 B.脱氧核糖碱基和磷酸 C.核糖碱基和磷酸 D.核糖嘧啶和核酸 2下列生理功能与RNA功能无关的是 ( ) A催化细胞内的某些生化反应 B转运氨基酸 C与核糖体结合，是合成蛋白质的场所 D携带着生物体细胞内的全部遗传信息,C,D,3.右图为真核生物信使RNA合成过程示意图，请据图判断下列叙述错误的是( ) A该过程主要发生在细胞核中 B图中是以四种核糖核苷酸为原料合成的信使RNA C如果图中表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶 D图中的合成后通过核孔进入细胞质中与核糖体结合 4关于密码子的叙述正确的是 （ ） A能编码氨基酸的密码子为64个 B一种氨基酸可能有多种对应的密码子 CGTA只能编码一种氨基酸 D同一种密码子在人和大肠杆菌细胞中编码的氨基酸不同,C,B,5.下列说法不正确的是（ ） A.一种转运RNA只能转运一种氨基酸 B.一种氨基酸的密码子可以有多种 C.一种氨基酸可以由几种转运RNA来转运 D.一种氨基酸只能由一种转运RNA来转运 6.根据下表内容分析，色氨酸的密码子是（ ）,A.ACG B.AGG C.UCG D.UGG,D,D,7.转录、翻译的模板分别是（ ） A.tRNA、DNA的一条链 B.rRNA、mRNA C.DNA的一条链、mRNA D.DNA的一条链、tRNA 8.合成一条含1000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA的个数，信使RNA上的碱基个数和双链DNA上的碱基对数至少依次是（ ） A1000个、3000个和3000对 B1000个、3000个和6000对 C300个、300个和3000对 D1000个、3000个和1500对,C,A,9如图表示以DNA为模板转录RNA的过程图解。图中4、5表示两种功能不同的酶，请据图分析回答下列问题：,（1）在玉米的叶肉细胞中，能够进行该过程的细胞结构有 。 （2）转录过程中，DNA首先在 的催化作用下，将DNA分子中碱基对内的 断开，该过程称为 。 （3）然后在 的催化作用下，以其中的甲链为模板，以 为原料，由 提供能量，按照 原则，合成出 。 （4）在真核细胞的细胞核中，转录的产物通过 进入到细胞质中，与 结合在一起指导蛋白质的生物合成。,细胞核 叶绿体 线粒体,5解旋酶,氢键,解旋,4RNA聚合酶,3四种游离的核糖核苷酸,ATP,碱基互补配对,2信使RNA,核孔,核糖体,10.在下图中括号内标出字母代表物质的名称，并回答下列问题。 (1)这是表示蛋白质合成中的_过程，是在_内进行的。 (2)由图中的mRNA链可知DNA模板链上对应的碱基序列为_。 (3)该图表明图中所合成的蛋白质