高中生物 第四节 遗传信息的表达rna和蛋白质的合成课件 浙科版必修

第四节 遗传信息的表达 RNA和蛋白质的合成 遗传物质（基因）通过指导蛋白质的合成来控制 性状，将这一过程称为遗传信息（基因）的表达。 生物的性状是由 控制的 性状是由 物质体现的 基因 蛋白质 基因 （细胞核 ） 蛋白质 （细胞质 ） DNA的功能 携带遗传信息 ： 表达遗传信息： 以自身为模板，半保留复制保 持遗传信息的稳定性。 根据DNA所贮存的遗传信息决定 蛋白质的结构，以控制性状。 缺陷基因 异常血红蛋白 红细胞异常，表 现为贫血症状 （性状） 镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症 患者的红细胞患者的红细胞 结论：基因通过控制蛋白质的 结构直接控制生物体的性状。 缺陷基因 无法形成有活性的酪氨酸酶 ，进而无法将酪氨酸转变成 黑色素 患者无法合成黑色素， 表现为白化病 （性状） 白化病 结论：基因通过控制酶的合成来控 制代谢过程，进而控制生物体的性状。 转录 转录：遗传信息由DNA传递到RNA上的 过程，转录的结果是形成RNA。 DNARNA 基本单单位 五碳糖 含N碱基 单单双链链 分子大小 脱氧核苷酸 脱氧核糖 A、T、G、C 双链 核糖核苷酸 核糖 A、U、G、C 单链 很大比较小 DNA和RNA的比较 腺嘌呤核糖核苷酸 RNA的结构单元 A 鸟嘌呤核糖核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸 U C G 四种游离的核糖核苷酸 RNA 种类 信使 RNA(mRNA) 核糖体 RNA(rRNA) 转运 RNA(tRNA) RNA按功能分类： 传达DNA上的遗传信息， 是合成蛋白质的直接模板 组成核糖体的成分， 是核糖体行使功能必需的 。 把氨基酸运送到核糖体， 使之按照mRNA的信息指令连 接起来形成蛋白质。 三种RNA示意图 DNA的平面结构图 AG T AC A A A T TCATG A TT A 模板链 编码链 转转 录录 以DNA的一条链为模板合成 RNA DNA模板链 4种游离的核糖核苷酸 AG T AC A A A T U U G G A C U G C U G A U AG T AC A A A T A G C U G A C G G U U U DNA与RNA的碱基互补配对：AU；TA；CG；G C RNA 聚合酶 U A G C G A C G G U U 组成RNA的核糖核苷酸一个个连接起来。 AG T AC A A A T U U U AG T AC A A A T G C G A C G G U U U U A U AG T AC A A A T G C G A C G U U GU UA U AG T AC A A A T G C G A C G U GU UAU U AG T AC A A A T G C G A C G GU UAU U U AG T AC A A A T G C G C G GU UAU UA U AG T AC A A A T G C G C G GU UAU UA U AG T AC A A A T G G C G GU UAU UA U C AG T AC A A A T G G C G GU UAU UA U C 形成的mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到 mRNA上 RNA DNA模板链 AG T AC A A A T UCAUG A UUA mRNA 细胞质 细胞核 核孔 DNA mRNA在细胞核中合成 AG T AC A A A T UCAUG A UUA mRNA 细胞质 细胞核 mRNA通过核孔进入细胞质 核孔复合体 基基 因因 控控 制制 蛋蛋 白白 质质 的的 合合 成成 转录、翻译全过程转录、翻译全过程 1、场所： 主要在细胞核内（真核细胞）主要在细胞核内（真核细胞） 2、原料： 四种游离的核糖核苷酸 3、酶： RNARNA聚合酶聚合酶 4、能量： ATPATP 5、碱基配对原则：AUAU；TA TA ；CGCG；GCGC （DNADNA与与RNARNA的碱基互补配对）的碱基互补配对） 6、信息来源： DNADNA的模板链的模板链 7、信息传递的方向： DNADNA（基因）（基因） mRNAmRNA 转录小结 为什么RNA适合于做DNA的信使？ （1）RNA也是多核苷酸大分子，也能储 存遗传信息。 （2）RNA与DNA的关系中，也遵循碱 基互补配对原则。 （3）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 ，进一步指导蛋白质的合成。 ？ 转录得到的RNA上的信息仍是碱基 序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的 碱基序列如何才能变成蛋白质中氨基酸 的种类、数量和排列顺序呢？ 即：如何将mRNA上的信息转变成蛋白 质？ 翻翻 译译 翻译：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。 核糖体是蛋白质合成（翻译）的场所 密码子 亮 氨酸 UA A 反密码子 精 氨酸 CUU 反密码子 转运RNA（tRNA） 反密反密 码子码子 UCAUG A UUA A A U 亮氨酸 AC U 天冬酰 氨 核糖体 1、mRNA与核糖体结合 UCAUG A UUA A A U 亮氨酸 AC U 天门冬 酰氨 2、tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补 配对 UCAUG A UUA A A U 亮氨酸 AC U 天门冬 酰氨 AUG 异亮氨酸 3、tRNA将氨基酸转运到mRNA上的相应位置 UCAUG A UUA A A U 亮氨酸 AC U 天门冬 酰氨 AUG 异亮氨酸 脱水缩合 4、两个氨基酸分子缩合，形成肽键 UCAUG A UUA A A U 亮氨酸 AC U 天门冬 酰氨 AUG 异亮氨酸 5、核糖体随着mRNA滑动，另一个tRNA上的 碱基与mRNA上的密码子配对。 UCAUG A UUA 亮氨酸 AC U 天门冬 酰氨 AUG 异亮氨酸 6、一个个氨基酸分子脱水缩合成多肽 脱水缩合 UCAUG A UUA 亮氨酸 AC U 天门冬 酰氨 AUG 异亮氨酸 7、tRNA离开，再去转运新的氨基酸 UCAUG A UUA 亮氨酸 天冬酰 氨 异亮氨酸 8、以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的 蛋白质 一个mRNA分 子可以相继结合多 个核糖体，同时进 行多条肽链的合成 ，因此少量的 mRNA分子就可迅 速合成大量的蛋白 质，翻译的效率非 常高。 多肽的合成方式 密码子 UCAUA G AUA mRNA 密码子 密码子 三联体遗传密码三联体遗传密码决定氨基酸决定氨基酸 遗传密码遗传密码 密码子：mRNA上决定一种氨基酸的三个相邻的碱基 。 mRNA上的遗传密码（密码子） a、一种氨基酸可以和一个或多个密码子相对应 b、一个密码子只和一种氨基酸相对应 c、三个终止密码：UAA、UAG、UGA d、组成蛋白质的氨基酸的种类： 密码子种类： 决定氨基酸的密码子： 20种 64种 61种 遗传密码的特性： l1、有3个终止密码，没有相对应的氨基酸 ，所以在64个遗传密码中，决定氨基酸的 密码子只有61个。 l2、通用性：地球上几乎所有的生物共用一 套密码子。 l3、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码 子的情况 。在一定程度上能防止由于碱基 的改变而导致的蛋白质结构的改变。 6、信息传递的方向： 细胞质（细胞质（核糖体） 2020种氨基酸种氨基酸 转运转运RNARNA（tRNAtRNA） 1、场所： 2、原料： 3、工具： 4、碱基配对原则：AUAU；UAUA；CGCG；GCGC 5、信息来源： mRNA mRNA mRNA mRNA 蛋白质蛋白质 （有一定氨基酸排列顺序）（有一定氨基酸排列顺序） 翻译小结 基基 因因 控控 制制 蛋蛋 白白 质质 的的 合合 成成 转录、翻译全过程转录、翻译全过程 步骤骤复制转录转录翻译译 场场所主要在细细胞核 模板 原料 酶 解旋酶 DNA聚合酶 碱基互补补 配对对 产产物DNA 信息流由DNADNA 主要在细胞核 细胞质中的核糖体 DNA的两条链 DNA的一条链 信使RNA 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸 RNA聚合酶 A-T，C-G A-U，T-A，C-G A-U，C-G 三种单链RNA 蛋白质 DNARNA mRNA蛋白质 DNA的复制、转录、翻译比较 DNA、mRNA的碱基和氨基酸的数量关系 结论: C G TGCAC A T G C A C TG G TA DNA 谷氨酸组氨酸精氨酸氨基酸 C G UGGAC A U mRNA G C A C U G G U A tRNA 遗传信息 遗传密码 反密码子 氨基酸序列 基因的碱基 mRNA的碱基 氨基酸 =6 3 1 模板链 中心法则 遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA 的自我复制；也可以从DNA流向RNA，进而 流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。但 是，遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质， 也不能从蛋白质流向RNA或DNA。 中心法则中心法则 人、大肠杆菌、噬菌体、烟草花叶病毒、 HIV分别发生哪些过程？ 这些过程在所有生物体内都会发生吗？ 1.基因是遗传的一个基本功能单位，它在适当的 环境条件下控制生物的性状。 2.基因以一定的次序排列在染色体上。 3.本质上，基因就是一段包含一个完整的遗传信 息单位的有功能的核酸分子片段，大多数生物 中是一段DNA，而在R