高考生物 第四章 基因的表达 4.1 基因指导蛋白质的合成课件 新人教版必修2.ppt

恐龙的复活 电影中 科学家是怎么使已灭绝的恐龙复活的 科学家利用凝结在琥珀中的史前蚊子体内的恐龙血液提取出恐龙的遗传基因 加以修补和培育繁殖 竟然将已绝迹6500万年的史前庞然大物复生 问题一 在现实生活中 我们能不能像电影 侏罗纪公园 中描述的那样 利用恐龙的dna 使恐龙复活呢 问题二 如果能利用恐龙的dna使恐龙复活 你认为主要要解决什么问题 基因 基因指导蛋白质合成控制性状的过程 叫基因的表达 控制生物性状 dna 蛋白质合成 细胞核 细胞质 核孔 rna 图4 1核糖与脱氧核糖 2 2 rna是由基本单位 核糖核苷酸连接而成 为什么rna适合做dna的信使呢 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 我愿做一条rna 即使单链 却能拥有u 规则的双螺旋结构 通常呈单链结构 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 腺嘌呤 a 鸟嘌呤 g 腺嘌呤 a 鸟嘌呤 g 胞嘧啶 c 胸腺嘧啶 t 胞嘧啶 c 尿嘧啶 u 脱氧核糖 核糖 磷酸 磷酸 dna与rna分子的比较 主要在细胞核 主要在细胞质 场所 三种rna示意图 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 思考 dna的遗传信息是怎样传给rna的 人的肌肉细胞和唾液腺细胞 dna mrna 蛋白质的种类相同吗 为什么 dna相同 mrna不相同 蛋白质不相同 可以用基因选择性表达来解释 肌肉细胞和唾液腺细胞同时具有肌肉蛋白基因和唾液淀粉酶基因等其他基因 因为它们都是由受精卵发育而来 但是 在肌肉细胞中肌肉细胞基因表达但是唾液淀粉酶基因是关闭的 反之也是一样 这样就造成两种细胞内基因虽然相同但是转录的mrna不同 翻译成的蛋白质也就不同 转录 在细胞核内 以dna上某基因的一条链为模板 按照碱基互补配对的原则合成rna的过程 基因中的有义链和反义链1 概念 1 有义链 有遗传效应的dna片段中无转录功能的链 又叫编码链 2 反义链 有遗传效应的dna片段中具有转录功能的链 又叫模板链 2 功能反义链能转录出mrna 并指导蛋白质的合成 进而体现生物的性状 而有义链则不能转录 3 分布特点在一条包含有若干个基因的dna分子中 各个基因的有义链并不一定都在同一条链上 也就是说 它们各自具有自己的有义链 即dna双链中的一条链对于某些基因来说是有义链 而对另一些基因来说则为反义链 场所 主要在细胞核 线粒体 叶绿体 产物 形成一条单链rna 条件 模板 酶 原料 能量 转录 dna rna dna某基因的一条链 模板链 四种游离核糖核苷酸 rna聚合酶 兼有解旋功能 碱基互补配对原则 atp dnarna 过程 a dna双链解开 rna聚合酶兼有解旋功能 b 以基因一条链为模板 根据碱基互补配对原则 在rna聚合酶作用下 利用游离的核糖核苷酸合成mrna c mrna穿过核孔到细胞质 dna恢复双螺旋 遗传信息传递方向 转录 在 内 以dna的 为 按照 的原则合成 的过程 细胞核 一条链 模板 碱基互补配对 rna 转录与dna分子复制的区别 有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 生长发育过程 主要在细胞核 少部分在线粒体和叶绿体 a t c g a u c g 边解旋边复制 半保留复制 边解旋边转录 两个双链dna分子 一条单链rna 使遗传信息从亲代传给子代 保持遗传信息连续性 传递遗传信息 为翻译做准备 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 dna的两条链 基因的一条链 模板 原料 atp 酶 经过转录 dna中的遗传信息传递给了mrna mrna从核孔进入细胞质 那么 遗传信息是如何从进一步指导蛋白质的合成的呢 在细胞质中 以mrna为模板 合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 二 翻译 思考 组成蛋白质的氨基酸 组成mrna的碱基 4种碱基如何决定蛋白质的20种氨基酸呢 20种 4种 如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定 种 即 如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定 种 即 如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定 种 即 4 16 64 20种氨基酸的密码子 密码子不一定决定氨基酸 但氨基酸一定由密码子决定 生物体内的mrna是如何用4种碱基来编码20种氨基酸的 密码子 共64个 61个可以决定氨基酸 mrna上三个相邻的碱基称为一个密码子 也称三联体密码 起始密码 2个 甲硫氨酸 缬氨酸 终止密码 3个 不能决定氨基酸 密码子 密码子 密码子 密码子 1 一种密码子决定氨基酸 3 一种密码子有碱基 4 密码子存在于 共 但有能决定氨基酸 2 一种氨基酸可对应密码子 一种 一种或多种 mrna上 64种 61种 3个 判断 trna有3个碱基 多 遗传密码的特性 1 通用性 地球上几乎所有的生物共用一套密码子表 说明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系 或者生物都具有相同的遗传语言 或者生命在本质上是统一 2 简并性 一种氨基酸对应一个或多个密码子的情况 在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变 增加容错性 问题 氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢 反密码子 亮氨酸 2 一种trna只能携带氨基酸 3 一种氨基酸可由trna携带 异亮氨酸 一种 一种或多种 1 反密码子存在于 有种 trna 61 遗传信息在密码子在反密码子在 dna mrna trna 二 遗传信息 密码子 反密码子的区别及与氨基酸的关系1 遗传信息 密码子 反密码子的关系 翻译小结 定义 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 原料 20种游离氨基酸 场所 过程 细胞质中的核糖体 模板 产物 遗传信息传递方向 mrna 蛋白质 肽链 mrna 蛋白质 能量 atp 转运工具 trna 翻译 蛋白质合成的过程如何 3 过程 细胞质 细胞质中的mrna 核糖体 mrna与核糖体结合 trna上的反密码子与mrna上的密码子互补配对 trna将氨基酸转运到mrna上的相应位置 两个氨基酸分子脱水缩合形成肽键 肽键 脱水缩合 甲硫氨酸 trna移走 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 甲硫氨酸 一个个氨基酸分子缩合成肽链 肽键 脱水缩合 甲硫氨酸 色氨酸 trna离开 再去转运新的氨基酸 甲硫氨酸 组氨酸 色氨酸 以mrna为模板形成了有一定氨基酸顺序的多肽 需加工 蛋白质合成的过程如何 第一步 甲硫氨酸在trna的运输下与mrna上的起始密码aug配对 进入核糖体的位点1 第二步 按碱基互补配对的原则 携带组氨酸的trna进入位点2第三步 位点1上的组氨酸与位点2上的氨基酸通过脱水缩合形成肽键 第四步 核糖体读取下一个密码子 原占据位点1的trna离开核糖体 原占据位点2的trna进入位点1 另一个携带氨基酸的trna进入位点2 继续肽链的合成 第五步 重复以上步骤 当核糖体读到终止密码时 肽链合成终止 mrna 核糖体 电子显微镜下的图片 一个mrna分子上结合多个核糖体 同时合成多条肽链 变式备选3 已知一个蛋白质分子由3条肽链组成 连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有297个 翻译成这个蛋白质分子的信使rna中的a和g共400个 则转录成信使rna的dna分子中 c和t最少应有多少个 翻译成蛋白质的过程中共需要多少个trna a 1800个 300个b 900个 900个c 900个 300个d 900个 无法确定 转录 翻译与dna复制的比较 游离的脱氧核苷酸 游离的核糖核苷酸 游离的氨基酸 dna mrna 蛋白质 dna dna dna mrna 亲代dna的两条链 dna的一条链 模板链 mrna 转录 翻译 细胞核 细胞质 细胞核 细胞核 细胞质 mrna 蛋白质 23 根据转录和翻译过程填充 c a c g t g c a c g u 蛋白质种氨基酸数目与mrna dna中碱基数目的关系 1 如果某蛋白质中有n个氨基酸 则指导该蛋白质合成的mrna的碱基数目为 控制该蛋白质合成的dna 基因 中的碱基数目为 3n 6n 比例是 1 3 6 a c u g g a u c u mrna trna u g ac c ua g a 苏氨酸 甘氨酸 丝氨酸 转录 翻译 蛋白质 密码子 acuggaucu dna a c t g g a t c tt g a c c t a g a 肽键肽键 1 翻译的起始密码有 个 终止密码有 个2 决定氨基酸的密码子种 3 翻译时的碱基配对 4 肽链由各相邻的氨基酸通过连接形成 5 翻译的条件 3 61 肽键 2 aucgmrna trna 酶 atp 模板 原料 uagc 1 有3个核酸 经分析共有5种碱基 8种核苷酸 4条核苷酸链 则它们是 a 一个dna和两个rnab 两个dna和一个rnac 三个dnad 三个rna2 dna和rna的区别是 a 五碳糖不同b 碱基种类不同c 空间结构不同d 以上都是 d a 3 由dna蕴藏的遗传信息所支配合成的rna完全水解后 得到的化学物质是 a 氨基酸葡萄糖碱基b 氨基酸核苷酸葡萄糖c 核糖碱基磷酸d 脱氧核糖碱基磷酸 c 4 如果dna的一条模板链的碱基排列顺序是acgctagca 那么与它互补的另一条链上的碱基排列顺序是 转录成的信使rna上的碱基排列顺序是 5 如下是转录过程 dna rna 该图中有种核苷酸 有核酸 有种碱基 该过程是在中进行的 tgcgatcgt 6 2 5 细胞核 ugcgaucgu 小资料 1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验 如果加入rna酶分解细胞中的rna 蛋白质合成就停止 而如果再加进从酵母中提取出来的rna 则又可重新合成一定数量的蛋白质 同年 拉斯特 lastergold 等人将变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷培养液来培养 发现标记的rna分子首先在细胞核中合成 dna复制与转录的比较 细胞核 细胞核 完全解旋 只解有遗传效应的片段 dna的两条链 只有dna的一条链 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 dna解旋酶 dna聚合酶 dna解旋酶 rn