生物41基因指导蛋白质合成新人教版必修

生物41基因指导蛋白质合成新人教版必修第1页/共59页基因肤色眼皮单双血型基因有遗传效应的DNA片段控制生物性状在染色体上呈线性排列遗传物质的结构单位和功能单位第2页/共59页基因控制生物体的性状指导合成蛋白质直接体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。基因是怎样指导蛋白质合成的呢？第3页/共59页1、DNA（基因）主要存在于哪里？2、蛋白质在何处合成？DNA主要存在于细胞核中蛋白质的合成在细胞质中的核糖体上进行指导通过RNA作为信使第4页/共59页细胞质蛋白质翻译基因转录细胞核RNA基因指导蛋白质的合成第5页/共59页1.RNA的功能当某种生物只含RNA不含DNA时，它作遗传物质储存遗传信息；当含有DNA时，RNA主要是传递遗传信息，即负责DNA遗传信息的转录和翻译。DNA的基本单位RNA的基本单位磷酸基团碱基脱氧核糖磷酸基团碱基核糖AACCGG2.比较RNA与DNA的不同TU一.RNA的功能、结构和分类第6页/共59页比较项目DNARNA基本单位五碳糖含氮碱基结构主要存在部位主要功能脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖ATCGAUCG一般为双链结构多为单链结构细胞核细胞质储存遗传信息传递遗传信息DNA与RNA比较表第7页/共59页3.RNA的种类信使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）核糖体的组成部分第8页/共59页RNA是由基本单位——核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息。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。RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。因此以RNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。为什么mRNA适于作DNA的信使？因为它是遗传信息的传递者，所以叫做信使RNA。它是DNA的信使。mRNA为什么叫做信使RNA？它是谁的信使？4.信使RNA（mRNA）第9页/共59页问题：

DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？第10页/共59页

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RNA的过程，称为转录。通过转录成的RNA称为信使RNA(mRNA)。二.遗传信息的转录

1.转录的概念2.转录过程第11页/共59页第12页/共59页TCATGTTTAAG

T

AC

AA

A

T

DNA的平面结构图第13页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUUDNA游离的核糖核苷酸以DNA的一条链为模板合成RNA第14页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUU

DNA与RNA的碱基互补配对：A——U；T——A；C——G；G—CRNA聚合酶第15页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUU

在RNA聚合酶的作用下糖核核苷酸一个个连接起来第16页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUU第17页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUUUA第18页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUUGUUA第19页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUGUUAU第20页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUU第21页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUA第22页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAU第23页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUC第24页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUC形成的mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上mRNADNA第25页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAmRNA

细胞质

细胞核

核孔DNAmRNA在细胞核中合成第26页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAmRNA

细胞质

细胞核mRNA通过核孔进入细胞质第27页/共59页

作为转录模板的是DNA分子的一条链还是两条链？是DNA的整条链还是片段？ADNATGCACUGmRNA第28页/共59页关于模板链：ATCGAGCGAGTCTTCGTCAATCGATGACATCGGCDNAUCGCUAGCmRNAmRNA▲DNA两条链中只有一条链是转录的模板链，到底哪条链是模板链不是固定不变的。▲作为模板的只是DNA链中的某个片段——基因；基因1基因2▲基因的两条链中，一条是模板链也叫转录链非信息链非编码链或反义链，另一条是非模板链也叫非转录链信息链编码链或有义链。a链b链说明：第29页/共59页转录小结：场所：模板：原料:产物：酶：能量：̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲̲特点：碱基配对：细胞核DNA的一条链四种核糖核苷酸mRNA

RNA聚合酶DNARNAGCCGTAAUATP边解旋边转录第30页/共59页练一练：已知DNA片段的碱基对顺序,写出对应的mRNA的碱基顺序(以链1为模板进行转录)。

DNA链1：……TACTATCCCTTT……

链2：……ATGATAGGGAAA……mRNA

……

……

★强调：整个转录过程是严格按照碱基互补配对原则进行的，从而保证了DNA上的遗传信息被准确的传递到了mRNA上。AUGUAAAAAGGG第31页/共59页三.遗传信息的翻译1.密码子mRNA蛋白质?4种碱基20种氨基酸这4种碱基是怎样决定蛋白质的20种氨基酸的？翻译：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。第32页/共59页如果3个碱基决定1个氨基酸就可以决定___种，

即

如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，即41664如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，

即

第33页/共59页信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基密码子:UCAUGAUUAmRNA密码子密码子密码子第34页/共59页第一个字母第二个字母第三个字母UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸（起始）苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸（起始）丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAGa.密码子表查法例:CCU

脯氨酸

c.特殊密码子b.密码子的特点专一性一个密码子只对应一种氨基酸简并性一种氨基酸可对应多个密码子通用性地球上几乎所有生物都共用一套密码子3个终止密码:UAAUAGUGA2个起始密码:AUGGUG第35页/共59页思考：游离于细胞质中的氨基酸是怎样到达核糖体呢?携带氨基酸的部位反密码子功能：识别密码子，转运氨基酸。“搬运工”兼“译员”----tRNAtRNA的分子结构：三叶草形有臂有环一端可携带氨基酸另一端有三个碱基第36页/共59页ACU天冬

氨酸反密码子AUG异亮

氨酸反密码子

转运RNA(tRNA)：分子结构呈三叶草形，其“叶柄”端能与一个特定的氨基酸结合，“叶片”端有三个特殊的碱基称为“反密码子”，能与mRNA上的“密码子”相识别。一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸。反密码子的种类：61种第37页/共59页灵活运用：一个tRNA一端的三个碱基是CGA，另一端携带的氨基酸是（）

A.精氨酸（CGA）B.丙氨酸(GCU)C.脯氨酸（CCU）B第38页/共59页翻译第39页/共59页UCAUGAUUAmRNA细胞质第40页/共59页ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸核糖体核糖体与mRNA结合第41页/共59页ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸携带甲硫氨酸的tRNA通过与碱基AUG互补配对进入位点1第42页/共59页ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨酸携带天门冬氨酸的tRNA进入位点2第43页/共59页ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸肽键甲硫氨酸与天门冬氨酸形成肽键，核糖体转移到占据位点2的tRNA上。第44页/共59页ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸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的核糖体进入位点1。第45页/共59页ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸肽键一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2第46页/共59页ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸重复步骤1、2、3、4,肽链延长第47页/共59页ACGUGAUUAUACACUAUG甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸肽链直到核糖体读取到mRNA的终止密码第48页/共59页1.翻译的场所：2.翻译时的模板：3.翻译的原料：4.翻译的起始码有:个，终止码有:个5.决定氨基酸的密码子种。6.翻译时的碱基配对：7.肽链由各相邻的氨基酸通过

连接形成。8.翻译的条件：3

61肽键2AUCGmRNA─┴─┴─┴─┴─tRNA─┴─┴─┴─┴─

UAGC细胞质的核糖体mRNA合成蛋白质的20种氨基酸酶，ATP、模板、原料翻译小结第49页/共59页小组讨论如果一个双链DNA分子上有60个碱基，那么由它指导合成的多肽链最多有几个氨基酸？（不考虑终止密码子）第50页/共59页思考与探讨？1、DNA碱基数、mRNA、氨基酸之间的比例至少是？为什么？2、DNA中的碱基对数、密码子个数、氨基酸个数的比例呢？第51页/共59页DNA(基因)蛋白质RNA转录翻译基因指导蛋白质合成的过程第52页/共59页真核细胞中复制、转录、翻译的比较DNA复制转录翻译时间场所模板原料酶能量原则特点产物信息传递细胞分裂间期主要是细胞核DNA的两条链四种脱氧核苷酸解旋酶，DNA聚合酶等ATPA-T、T-AC-G、G-C半保留复制边解旋边复制2个子代DNA分子生长发育过程主要是细胞核基因的一条链四种核糖核苷酸RNA聚合酶等ATPA-U、T-AG-C、C-G边解旋边转录1个信使RNA生长发育过程细胞质mRNA二十种氨基酸特定的酶等ATP多个特定氨基酸顺序的蛋白质A-U、U-AG-C、C-G一个mRNA可结合多个核糖体同时翻译多个蛋白质DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质第53页/共59页1.DNA决定RNA的性质是通过（）A、信使RNA的密码B、DNA特有的自我复制C、碱基互补配对原则D、转运RNA的媒介2.某信使RNA中有碱基40个，其中C+U为15个，那么转录此RNA的DNA片段中G+A为

A．15

B．25

C．30

D．40第54页/共59页3、DNA解旋发生在

A．复制与转录中

B．只在转录中

C．只在翻译中

D．只在复制中

4、密码子、反密码子分别有多少种

A.6464

B.6161

C.6461D.6164AC5、一条多肽链上有氨基酸300个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA