基因指导蛋白质合成(带动画)ppt课件

第4章基因的表达 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 电影 侏罗纪公园 中恐龙复活的场景 第四章的章图 请同学们阅读章图中的文字和图解 你们看懂了什么 又产生了哪些问题 基因 基因控制生物性状 基因的表达 基因指导蛋白质合成的过程 问题 基因是怎样指导蛋白质的合成呢 1 DNA主要存在哪里 2 蛋白质在哪里合成 DNA 主要在细胞核 蛋白质的合成 在细胞质 核糖体 进行 指导 通过RNA 问题 2 为什么RNA适于做DNA的信使呢 1 DNA在细胞核中 而蛋白质合成是在细胞质中进行的 两者如何联系起来的呢 遗传信息的转录 1 RNA与DNA的区别 核糖 脱氧核糖 RNA与DNA结构的比较 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖 核糖 ATCG AUCG 通常双螺旋结构 一般单链结构 细胞核 细胞质 储存遗传信息 与蛋白质的合成有关 注意事项 RNA的作用 RNA与蛋白质合成有关 也可作为一种酶 具有催化作用 同一生物体不同体细胞的DNA含量和种类相同 都是由同一个受精卵发育而来的 同一生物体不同体细胞的RNA含量和种类不同 相差很大 有细胞结构的生物体细胞中同时含有DNA和RNA的 DNA是遗传物质 RNA种类 信使RNA mRNA 核糖体RNA rRNA 转运RNA tRNA 将DNA的遗传信息转录下来 以遗传密码的形式传递至细胞质的核糖体上 成为蛋白质合成的模板 氨基酸的运载工具 一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸 核糖体的组成部分 信使RNA 核糖体RNA 转运RNA 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 单链 三叶草结构 单链 带有从DNA上转录来的遗传信息 有一个氨基酸结合区 有一个反密码子区 构成核糖体的主要成分 翻译时作为模板 转运特定的氨基酸 构成核糖体的成分 合成蛋白质的场所 细胞核内合成 穿过核孔 到达细胞质中与核糖体结合 细胞质中 细胞质中 RNA的种类及功能 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 因此能储存遗传信息 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 3 RNA适于做DNA的信使的原因 DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢 转录 在细胞核中 以DNA的一条链为模板 按照碱基互补配对的原则合成mRNA的过程 DNA的遗传信息是怎么传给mRNA的 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 场所 主要在细胞核 过程 4步 解旋 碱基互补配对 连接 释放 条件 结果 概念 在细胞核中 以DNA的一条链为模板 合成mRNA的过程 DNA的一条链 游离的四种核糖核苷酸 ATP DNA解旋酶 RNA聚合酶等 形成一条mRNA 4 遗传信息的转录 DNA的平面结构图 以DNA的一条链为模板合成RNA DNA 游离的核糖核苷酸 DNA与RNA的碱基互补配对 A U T C C G T A 组成RNA的核糖核苷酸一个个连接起来 形成的mRNA链 DNA上的遗传信息就传递到mRNA上 RNA DNA mRNA通过核孔进入细胞质中 开始它新的历程 翻译 转录的定义 在细胞核中 以DNA的一条链为模板 合成mRNA的过程 转录的场所 细胞核 转录的模板 DNA分子的一条链 转录的原料 四种核糖核苷酸 转录的条件 模板 原料 能量 酶 转录时的碱基配对 转录的产物 mRNA DNA RNA A T C G U A G C G C C G T A A U 8 遗传信息流动 想一想 1 转录的场所一定是细胞核吗 产物一定是mRNA吗 含有DNA的部位均可转录 产物mRNA tRNA rRNA等 特别提醒 1 转录的基本单位是基因 而不是整个DNA分子 2 在真核细胞内 转录出来的RNA需要经过加工才能具有生物活性 细胞核 只解有遗传效应的片段 只有DNA的一条链 四种核糖核苷酸 DNA解旋酶 RNA聚合酶 边解旋边转录 一条单链的mRNA 细胞核 完全解旋 DNA的两条链 四种脱氧核苷酸 DNA解旋酶 DNA聚合酶 半保留复制 边解旋边复制 子代DNA DNADNA DNAmRNA 课堂练习 1 细胞内与遗传有关的物质 从复杂到简单的结构层次是 A DNA 染色体 脱氧核苷酸 基因B 染色体 脱氧核苷酸 DNA 基因C DNA 染色体 基因 脱氧核苷酸D 染色体 DNA 基因 脱氧核苷酸 D 2 DNA分子的解旋发生在过程中 A 复制B 转录C 翻译D 复制和转录 D 3 对于下列图解 正确的说法有 表示DNA复制过程 表示转录过程 共有5种碱基 共有8种核苷酸 共有5种核苷酸 A均代表同一种核苷酸A B C D C 4 如图甲 乙表示真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图 图丙为图乙中部分片段的放大示意图 对此分析合理的是 A 图甲所示过程主要发生于细胞核内 图乙所示过程主要发生于细胞质内B 图中催化图甲 乙所示两过程的酶1 酶2和酶3是相同的C 图丙中a链为模板链 b链为转录出的子链D 图丙中含有两种单糖 五种碱基 五种核苷酸 C 5 一个DNA分子可以转录出多少种多少个mRNA A 一种一个B 一种多个C 多种多个D 无数种无数个 C 6 mRNA上有25 的腺嘌呤 35 的尿嘧啶 则转录该mRNA的DNA分子上腺嘌呤占碱基总数的 A 50 B 25 C 30 D 35 C 二 遗传信息的翻译 一 翻译 1概念 以信使RNA为模板 合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译 2场所 细胞质中的核糖体 蛋白质是由20种氨基酸组成的 而信使RNA上的碱基只有四种 A G C U 那么 这四种碱基是怎样决定蛋白质上的20种氨基酸的呢 4种碱基只能决定4种氨基酸 41 4 二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种 42 16 三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种 43 64 足够有余 如果一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基 才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸 如果2个碱基编码一个氨基酸 最多能编码多少种氨基酸 如果1个碱基决定1个氨基酸 4种碱基能决定多少种氨基酸 密码子与反密码子 密码子 mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基 mRNA 遗传密码的特性 1 起始密码子 AUGGUG2 终止密码子 UAGUAAUGA 不编码氨基酸 3 有3个终止密码 没有对应的氨基酸 所以 在64个遗传密码中 能决定氨基酸的遗传密码子只有61个 4 通用性 地球上几乎所有的生物共用一套密码子表 5 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遗传信息的改变 1 地球上几乎所有的生物都共用一套密码子 这一事实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 从密码的简并性我们能认识到 如果密码子中的一个碱基发生变化 可能影响到蛋白质氨基酸的种类 也有可能蛋白质氨基酸的种类不发生变化 GAU GAC都决定天冬氨酸 这就保证了生物遗传的相对稳定性 又使生物出现变异 从而促进生物的发展进化 思考与讨论 问题 氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢 反密码子 tRNA上可以与mRNA上的密码子相互配对的3个碱基 转运RNA 反密码子 密码子 tRNA 搬运工 游离在细胞质中的氨基酸 是怎样运送到合成蛋白质的 生产线 核糖体 上 一共有多少种tRNA 反密码子 与密码子相互配对 转运的氨基酸由配对的密码子决定 每种tRNA只能识别并转运一种特定的氨基酸 决定氨基酸的密码子有61种 所以tRNA有61种 翻译 场所 产物 模板 原料 条件 细胞质 核糖体 mRNA 蛋白质 氨基酸 ATP 酶 转运RNA tRNA 碱基互补配对 G C C G U A A U 遗传信息流动 核糖体 甲硫氨酸 肽键 甲硫氨酸 甲硫氨酸 天门冬氨酸 肽键 甲硫氨酸 天门冬氨酸 甲硫氨酸 天门冬氨酸 异亮氨酸 mRNA tRNA 氨基酸 核糖体 一个mRNA分子上结合多个核糖体 同时合成多条肽链 DNA 基因 中脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使RNA中的排列顺序 进而决定的排列顺序 最终决定了的结构和功能特异常 核糖核苷酸 密码子 氨基酸 蛋白质 从基因的表达过程可以看出 A C U G G A U C U mRNA 转录 DNA A C T G G A T C TT G A C C T A G A 密码子 ACUGGAUCU tRNA U G AC C UA G A 苏氨酸 甘氨酸 丝氨酸 翻译 蛋白质 肽键肽键 蛋白质中氨基酸数目与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 转录和翻译的关键是遵守碱基互补配对原则 同时注意RNA与DNA中有一个嘧啶不同 1 转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1 2 基因模板上的A T与RNA分子中的U A相等 2 翻译过程中 信使RNA中每三个碱基决定一个氨基酸 所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目1 3 3 基因中碱基数目 RNA分子中的碱基数目 蛋白质分子中氨基酸的数之比为6 3 1 总结 在细胞核中 以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程 在细胞质中 以信使RNA为模板 合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 DNA的一条链 信使RNA DNA mRNA mRNA 蛋白质 含A U C G的4种核糖核苷酸 合成蛋白质的20种氨基酸 信使RNA 有一定氨基酸排列顺序的多肽 进一步加工为蛋白质 是遗传信息的转录 是遗传信息的表达 边解旋边转录 转录后DNA恢复原状 翻译结束后mRNA被降解成单体 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的每一条链 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 Pro 间