(精品课件)高中生物：基因指导蛋白质合成

基因指导蛋白质合成,一、细胞中两种核酸的比较,DNA-标记TRNA-标记U,若用放射性同位素标记法观察DNA的生理变化，应该标记哪种碱基？RNA呢？,注意：RNA的种类：蛋白质合成的模板。：核糖体的组成成分。：，形似三叶草的叶。,mRNA,rRNA,tRNA,转运RNA,思考：为什么RNA适于作为DNA的信使？,RNA一般为单链，比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。,想一想：三种RNA都携带遗传信息吗？。含RNA最多的细胞器：。不同体细胞中mRNA的差异，DNA差异。,二、基因控制蛋白质的合成,1、转录,DNA的平面结构图,细胞核中,DNA解旋，以一条链为模板合成mRNA,细胞核中,DNA与RNA的碱基互补配对：AU；TA；CG；GC,细胞核中,组成RNA的核糖核苷酸一个个连接起来,细胞核中,细胞核中,细胞核中,细胞核中,细胞核中,细胞核中,细胞核中,细胞核中,DNA上的遗传信息就传递到mRNA上,mRNA,DNA,细胞核中,细胞质,细胞核,核孔,DNA,mRNA在细胞核中合成,细胞质,细胞核,mRNA通过核孔进入细胞质,1、转录（小结）概念：主要在中，以DNA的为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。场所：(主要)；模板：；原料：；产物：单链的_；酶：_。碱基配对方式：、CG、GC、。信息传递方向：。模板去向：。特点：。,转录的条件？,想一想：DNA的转录和复制的主要区别有哪些？,练习巩固：1.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2.果蝇的遗传物质由_种核苷酸组成。A.2B.4C.5D.83.一个DNA分子可以转录出多少种多少个mRNA分子()A.一种一个B.一种多个C.多种多个D.无数种无数个4.已知一段信使RNA上有12个A和G,该信使RNA上共有30个碱基。那么转录成该信使RNA的一段DNA分子中应有C和T()A.12个B.18个C.24个D.30个,D,D,B,C,转录主要发生在细胞核，而翻译活动应该在核糖体上，那么mRNA如何进入细胞质？,问题情境：转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，mRNA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？mRNA如何将遗传信息翻译成蛋白质？,思考：mRNA的4种碱基如何决定20种氨基酸？碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？,感悟科学家破译遗传密码的推理过程：1个碱基决定1个氨基酸？2个碱基决定1个氨基酸？,4种,不行！,16种组合方式也不能决定20种氨基酸,不行！,提出：mRNA上每3个相邻的碱基决定1个氨基酸。,64种，可行！,密码子：mRNA上三个相邻的碱基称为一个密码子（三联体密码）。,密码子,1、概念：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基,思考与讨论：已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能结合密码子表写出对应的氨基酸序列吗？,甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸脯氨酸,分析密码子的特点：(1)一个密码子决定一个特定的氨基酸；(2)有的氨基酸可能有一个以上的密码子（密码的简并性，有何意义？）；(3)起始密码子、终止密码子。64种密码中：61个（其中两个起始密码子）编码控制20种氨基酸合成；另外3个（UAG、UAA、UGA）不编码任何氨基酸，而是合成蛋白质的终止信号又称终止密码子。(4)几乎所有生物都共用一套密码子（通用性）。,2、种类：,3、特点一种密码子决定几种氨基酸？一种氨基酸对应几种密码子？,简并性通用性不间断性不重叠性,共64种,编码氨基酸的：不编码氨基酸的：,61种,起始密码子：普通密码子：,2种,59种,UAA、UAG、UGA,3种,一种,一种或多种,问：mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器”核糖体结合，形成合成蛋白质的“生产线”。那么，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”上的呢？,图4-5tRNA的结构示意图,专一性：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。,tRNA的反密码子与mRNA上的密码子互补配对。,对应关系,图4-6蛋白质的合成示意图,图4-6中所示的正在合成的肽链的氨基酸序列是什么?,甲硫氨酸组氨酸色氨酸精氨酸半胱氨酸半胱氨酸脯氨酸,核糖体,mRNA与核糖体结合携带甲硫氨酸的tRNA进入位点1,核糖体结合部位会形成2个tRNA结合位点,两个氨基酸分子缩合，形成肽键，甲硫氨酸转移到占据位点2的tRNA上,脱水缩合,甲硫氨酸,核糖体随着mRNA滑动.原占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带组氨酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。,甲硫氨酸,一个个氨基酸分子缩合成链状结构,甲硫氨酸,天冬氨酸,重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到mRNA的终止密码。,甲硫氨酸,天冬氨酸,以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的多肽链,甲硫氨酸,天冬氨酸,异亮氨酸,一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链,2、翻译（小结）（1）概念：游离在细胞质中的各种以为模板，合成具有的过程。思考：a、mRNA在细胞核合成后，如何进入细胞质？，进入细胞质后会与结合，合成蛋白质。b、mRNA上碱基有种，蛋白质中氨基酸约种c、mRNA上个碱基决定一个氨基酸才能够符合自然界氨基酸的种类。,场所？,互动探究a、密码子与氨基酸有怎样的对应关系？b、若一个基因在复制过程中发生碱基对的替换，这种变化是否一定反映到蛋白质结构上？c、tRNA与氨基酸有怎样的对应关系？注意：密码子的特点可归纳为简并性和通用性,（2）场所：；（3）模板：；（4）原料：；（5）产物：；（6）运载工具：；（7）碱基配对方式：；补充（8）信息传递方向：mRNA蛋白质,酶？,要点分析：1、关于信使RNA、转运RNA和核糖体RNA,特别提醒：密码子具有简并性，即一种氨基酸可能对应一个或多个密码子。生物界共用一套遗传密码。与61种密码子相对应的有61种转运RNA。一种转运RNA只能运输一种氨基酸。一种氨基酸可由一种或几种转运RNA转运。tRNA并非只有三个碱基，有多个碱基，其基本组成单位是核糖核苷酸。,密码子种类：,反密码阅读从携带氨基酸的一侧开始读(图中“”),看课本图示,(2010盐城三模)DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译成的氨基酸如下表所示，则右下图所示的转运RNA所携带的氨基酸是(反密码子从携氨基酸的一端开始读码)(),A,A苏氨酸B丙氨酸C半胱氨酸D赖氨酸,2DNA分子的复制、转录和翻译的比较,改提纲,课本图示,三个过程均涉及,能发生碱基配对的场所和过程:,场所:,过程:,细胞核、线粒体、叶绿体、核糖体,DNA复制、RNA复制、转录、逆转录、翻译,特别提醒：复制和转录发生在DNA存在的部位，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核、质粒等部位。（补充）凡是有DNA的场所均可发生复制和转录从核糖体上脱离下来的只是多肽链，多肽链还得在相应的细胞器内加工，最后才合成具有一定空间结构的蛋白质。同一个体不同体细胞的细胞核所含的基因是相同的，但是所表达的基因不同，所以不同细胞中的mRNA和蛋白质种类不同。,真核生物的质基因的表达发生在线粒体和叶绿体；真核生物的核基因的转录发生在核内，翻译则发生在细胞质内的核糖体上。真核生物由于有核膜，核膜将细胞核与细胞质分隔开来，因此，转录是在细胞核中进行的，翻译则是在细胞质中进行的。可见，真核生物基因的转录和翻译具有时间和空间上的分隔。而原核生物没有核膜，原核生物基因的转录和翻译通常是在同一时间同一地点进行的，即在转录未完成之前翻译便开始进行。,3遗传信息、密码子、反密码子的区别,(1)存在位置不同：A、遗传信息存在于基因(DNA)中，是指基因(DNA)中的脱氧核苷酸的排列顺序；B、密码子位于mRNA上，是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基；C、反密码子位于tRNA上，是指tRNA中与密码子相互配对的三个碱基。(2)作用不同：A、遗传信息决定氨基酸的排列顺序是间接作用；B、密码子直接控制蛋白质中氨基酸的排列顺序；C、反密码子是识别密码子的。,4、基因表达中的相关数量计算,基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基