陜西省石泉縣高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 4.3.1 基因控制蛋白質(zhì)的合成課件 蘇教版必修2.ppt

分析圖解，研究以下內(nèi)容： 染色體與DNA的關(guān)系 ； DNA與基因的關(guān)系； 基因與染色體的關(guān)系。,圖2,圖3,圖1,一、基因的概念,1.基因概念的由來：,20世紀(jì)50年代，沃森 .克里克提出DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)理論，證明了基因的化學(xué)本質(zhì)是DNA，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。,2、基因、DNA和染色體的關(guān)系：,染色體,1、染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成；一般情況下，每個(gè)染色體含有一個(gè)DNA分子。,2、 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，每個(gè)DNA上有許多個(gè)基因,3 染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系：,脫氧核苷酸,DNA的基本功能,1、通過復(fù)制，在后代的傳種接代中傳遞遺傳信息 2、在后代的個(gè)體發(fā)育過程中，使遺傳信息得以表達(dá),遺傳信息是指基因中脫氧核苷酸的排列順序,遺傳信息表達(dá)的結(jié)果是什么？,使得生物體表現(xiàn)出不同的性狀。,生物體的性狀是通過什么體現(xiàn)出來的？,蛋白質(zhì)是生物體性狀的體現(xiàn)者,基因是控制生物性狀的基本單位,基因通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成來體現(xiàn)生物性狀,問題 基因能否直接控制蛋白質(zhì)的合成？為什么？,1、DNA（基因）主要存在于哪里？ 2、蛋白質(zhì)在何處合成？,DNA,主要存在于細(xì)胞核中,在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上進(jìn)行,指導(dǎo),通過RNA作為信使,蛋白質(zhì),科學(xué)研究：,1955年有人曾用洋蔥根尖和變形蟲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如果加入RNA酶分解細(xì)胞中的RNA，蛋白質(zhì)合成就停止，而如果再加進(jìn)了從酵母中提取出來的RNA，則又可重新合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。,該實(shí)驗(yàn)我們能得到什么樣的結(jié)論？,結(jié) 論 RNA與蛋白質(zhì)合成有關(guān),為什么RNA適于作DNA的信使呢?,核糖核苷酸,1 RNA的結(jié)構(gòu)、種類和功能,（1）RNA的結(jié)構(gòu)：組成單位是核糖核苷酸,圖4-1核糖與脫氧核糖,腺嘌呤核糖核苷酸,胞嘧啶核糖核苷酸,尿嘧啶核糖核苷酸,鳥嘌呤核糖核苷酸,通常呈單鏈,2、RNA的結(jié)構(gòu),構(gòu)成核酸的堿基共 種，核苷酸共 種。,5,8,脫氧核苷酸,核糖核苷酸,脫氧核糖,核 糖,A T C G,A U C G,通常雙螺旋結(jié)構(gòu),一般單鏈結(jié)構(gòu),細(xì)胞核,細(xì)胞質(zhì),很大,比較小,在人體內(nèi)，由A、T、C三種堿基參與構(gòu)成的核苷酸共有（） A種B種 C種D種,反饋評(píng)價(jià)：,RNA 的種類,信使 RNA mRNA,核糖體 RNA rRNA,轉(zhuǎn)運(yùn) RNA tRNA,2、RNA的類型,信使RNA（m RNA）：轉(zhuǎn)錄遺傳信息，翻譯的 模板，即傳遞遺傳信息的作用。,轉(zhuǎn)運(yùn)RNA （t RNA ）：識(shí)別密碼子，運(yùn)輸特定 氨基酸，呈三葉草型結(jié)構(gòu)。,核糖體RNA （r RNA ）：核糖體的組成成分。,為什么RNA適于做DNA的信使呢？,它也是由基本單位核苷酸連接而成，由核糖、磷酸、堿基共同組成核苷酸，它也能儲(chǔ)存遺傳信息。,在RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”，因RNA中沒有T，DNA中沒有U，所以當(dāng)RNA與DNA有關(guān)系時(shí)，U與A配對(duì)。,RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。,3、RNA適于做DNA的信使的原因：,問題： DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？ mRNA又是怎樣將獲得的信息體現(xiàn)的蛋白質(zhì)上？,基因控制蛋白質(zhì)合成的過程，可分為兩個(gè)步驟:,第一步是基因的遺傳信息傳遞給mRNA，此步可稱為“轉(zhuǎn)錄”；,第二步mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成來表達(dá)信息，此步可稱為“翻譯”。,轉(zhuǎn)錄,翻譯,在細(xì)胞核內(nèi)，以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。,DNA雙鏈解旋；,游離的核糖核苷酸與模板鏈進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)；,相鄰的核糖核苷酸通過RNA聚合酶連接起來；,合成的mRNA鏈從DNA鏈上釋放，DNA雙鏈恢復(fù)。,解旋酶,DNA模板鏈,游離的核糖核苷酸,堿基互補(bǔ)配對(duì),RNA聚合酶,mRNA鏈,轉(zhuǎn)錄,能量,4、轉(zhuǎn)錄,游離的核糖核苷酸,mRNA,1、DNARNA如何轉(zhuǎn)錄，特點(diǎn)是什么？,問題：,2、轉(zhuǎn)錄的單位是什么？,3、DNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？,4、DNA鏈完全解開嗎？,5、在轉(zhuǎn)錄過程中堿基互補(bǔ)配對(duì)原則有什么特殊情況？,遺傳信息的轉(zhuǎn)錄,場(chǎng)所：,產(chǎn)物：,模板：,原料：,條件：,堿基互補(bǔ)配對(duì)：,細(xì)胞核（主要）、線粒體、葉綠體,4種核糖核苷酸,DNA的一條鏈,mRNA,模版、原料、ATP、酶（解旋酶、RNA聚合酶）,GC、CG、TA、AU,遺傳信息流動(dòng)：,時(shí)間：,生命進(jìn)程中,定義：在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板，合成 mRNA的過程。,思考與討論 1、轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有什么共同之處？ 這對(duì)保證遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄有什么意義？ 2、轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的 DNA單鏈的堿基序列有哪些異同？ 與該DNA另一條鏈的堿基序列有哪些異同？,場(chǎng)所、模板、原則相同,保證了遺傳的穩(wěn)定性,堿基互補(bǔ),排序相同，但是T換成U,小結(jié)：,課堂練習(xí)：,1構(gòu)成人體的核酸有兩種，構(gòu)成核酸的基本單位 核苷酸有多少種？堿基有多少種？ A2種 4種 B4種 4種 C5種 5種 D8種 5種,D,2細(xì)胞內(nèi)與遺傳有關(guān)的物質(zhì)，從復(fù)雜到簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu) 層次是 ADNA染色體脫氧核苷酸基因 B染色體脫氧核苷酸DNA基因 CDNA染色體基因脫氧核苷酸 D染色體DNA基因脫氧核苷酸,D,3下列哪一組物質(zhì)是RNA的組成成分 A脫氧核糖核酸和磷酸 B脫氧核糖、堿基和磷酸 C核糖、堿基和磷酸 D核糖、嘧啶和核酸 4DNA分子的解旋發(fā)生在 過程中 A復(fù)制 B轉(zhuǎn)錄 C翻譯 D復(fù)制和轉(zhuǎn)錄,C,D,5果蠅的遺傳物質(zhì)由 種核苷酸組成 A2 B4 C5 D8,B,6一個(gè)DNA分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種多少個(gè) mRNA A一種一個(gè) B一種多個(gè) C多種多個(gè) D無數(shù)種無數(shù)個(gè),C,7煙草、煙草花葉病毒、T2噬菌體中含有 的物質(zhì)，下列敘述正確的是 A核酸的種類依次是2、1、2 B核苷酸的種類依次是8、5、4 C五碳糖的種類依次是2、2、1 D含N堿基的種類依次是5、4、4,D,8mRNA上有25的腺嘌呤，35的尿嘧 啶，則轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子上腺嘌 呤占?jí)A基總數(shù)的 ,A50% B25% C30% D35%,C,轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？mRNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？,mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，開始它新的歷程翻譯。,二、遺傳信息的翻譯,遺傳信息的翻譯,1、概念：,游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。,堿基與氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是怎樣的？,mRNA：,堿基的數(shù)量,排列順序,種類,蛋白質(zhì)：,氨基酸的數(shù)量,排列順序,種類,決定,決定,決定,?種,?種,4,20種,實(shí)驗(yàn)證明：1961年英國(guó)的克里克和同事用實(shí)驗(yàn)證明了一個(gè)氨基酸是由mRNA上的3個(gè)堿基決定的，即mRNA上的3個(gè)相鄰的堿基決定一個(gè)氨基酸，把mRNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰堿基叫做三聯(lián)體密碼子,到底是如何決定的呢？,2、遺傳密碼：,遺傳學(xué)上把mRNA中決定氨基酸的不同堿基排列順序，叫做“遺傳密碼”。把其中決定一個(gè)氨基酸的相鄰的三個(gè)堿基叫做密碼子。,第1個(gè)字母 第2個(gè)字母 第3個(gè)字母 密碼子 苯丙氨酸 U U U UUU,？,精氨酸 A G G AGG,終止密碼子： 、 、_ 種類 起始密碼子： （甲硫氨酸） （ 種） _（纈氨酸） 編碼氨基酸的密碼子_種 所有生物的密碼子是 的。,61,64,一種密碼子決定一種氨基酸，但一種氨基酸可以由 不同的密碼子決定。,1種或幾種,相同,AUG,GUG,UAA,UAG,UGA,a、一種氨基酸可以和多個(gè)密碼子相對(duì)應(yīng) b、一個(gè)密碼子只和一種氨基酸相對(duì)應(yīng) c、二個(gè)密碼子（AUG、GUG）可以作為起始密碼，同時(shí)可以決定氨基酸。三個(gè)終止密碼（UAA、UAG、UGA）不決定任何氨基酸。 d、氨基酸的種類；20種 密碼子的種類：64種（61種有義密碼）,從遺傳密碼表中可看出：,c、簡(jiǎn)并性：一種氨基酸有兩種以上的密碼子的情況 。,遺傳密碼的特性：,a、有3個(gè)終止密碼，沒有對(duì)應(yīng)的氨基酸，所以，在64個(gè)遺傳密碼中，能決定氨基酸的遺傳密碼子只有61個(gè)。,b、通用性：地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。,對(duì)應(yīng)的氨基酸序列為：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸絲氨酸賴氨酸脯氨酸,1、mRNA的堿基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG, 你能寫出對(duì)應(yīng)的氨基酸序列嗎？,2、地球上幾乎所有的生物體都共用上述密碼子表。根據(jù)這一事實(shí)說明什么？,說明地球上所有的生物都有著或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系，或者生物都具有共同的遺傳語言，或者生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。,思考和討論,3、從密碼子表可以看出，一種氨基酸可能由幾個(gè)密 碼子決定，這一現(xiàn)象稱做密碼的簡(jiǎn)并性。你認(rèn)為 密碼的簡(jiǎn)并性對(duì)生物體的生存發(fā)展有什么意義？,從密碼子的簡(jiǎn)并性我們能夠認(rèn)識(shí)到： 如果密碼子中的一個(gè)堿基發(fā)生變化，可能影響到蛋白質(zhì)氨基酸的種類，也有可能蛋白質(zhì)的氨基酸種類不發(fā)生變化（例如GAU、GAC都決定天冬氨酸） 這就保證了生物遺傳的相對(duì)穩(wěn)定性。又使生物出現(xiàn)變異，從而促進(jìn)生物的發(fā)展變化。,C,已知AUG、GUG為起始密碼子，UAA、UAG、UGA為終止密碼子，某原核生物的一個(gè)信使RNA的堿基排列順序如下：A-U-U-C-G-A-U-G-A-C.(40個(gè)堿基).C-U-C-U-A-G-A-U-C-U,此信使RNA控制合成的蛋白質(zhì)含氨基酸的個(gè)數(shù)是（ ） A、20個(gè) B、15個(gè) C、 16個(gè) D、18個(gè),練一練,問題：氨基酸是怎樣運(yùn)送到核糖體上的呢？,通過tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA或運(yùn)輸RNA）從細(xì)胞質(zhì)中運(yùn)送到核糖體上,三葉草形,有臂,一端可攜帶氨基酸,有環(huán),另一端有三個(gè)堿基,tRNA的分子結(jié)構(gòu),3、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA),天冬氨酸,異亮氨酸,轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)：分子結(jié)構(gòu)呈三葉草形，其“葉柄”端能與一個(gè)特定的氨基酸結(jié)合，“葉片”端有三個(gè)特殊的堿基稱為“反密碼子”，能與mRNA上的“密碼子”相識(shí)別。反密碼子的種類：61種。,小飛守角制作,若某肽鏈的第一個(gè)氨基酸的密碼子為AUG， 那么控制這個(gè)氨基酸的DNA模板鏈上相應(yīng)的 三個(gè)堿基的順序應(yīng)為 AUAC BAUG CATG DTAC,D,D,一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的3個(gè)堿基為CGA，此RNA 運(yùn)載的氨基酸是 A酪氨酸（UAC） B谷氨酸（GAG） C精氨酸（CGA） D丙氨酸（GCU）,細(xì)胞質(zhì),4、過程,核糖體,mRNA與核糖體結(jié)合,1、起始階段,tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì) .,tRNA將氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到mRNA上的相應(yīng)位置,翻譯過程,兩個(gè)氨基酸分子縮合,縮合,翻譯過程,亮氨酸,核糖體隨著mRNA滑動(dòng).另一個(gè)tRNA上的堿基與mRNA上的密碼子配對(duì).,翻譯過程,亮氨酸,一個(gè)個(gè)氨基酸分子縮合成鏈狀結(jié)構(gòu),翻譯過程,亮氨酸,天門冬酰氨,tRNA離開，再去轉(zhuǎn)運(yùn)新的氨基酸,翻譯過程,亮氨酸,天門冬酰氨,異亮氨酸,以mRNA為模板形成了有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì),翻譯過程,在細(xì)胞質(zhì)中，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。,mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中與核糖體結(jié)合；, 攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入核糖體和mRNA上的密碼子進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)；, 相鄰兩個(gè)氨基酸通過肽鍵連接；, 核糖體移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子，使其他tRNA攜帶氨基酸能進(jìn)入其中而不斷合成多肽鏈；, 重復(fù)，直到核糖體讀取到mRNA的終止密碼，翻譯結(jié)束。,細(xì)胞質(zhì)核糖體,mRNA,核孔,tRNA,密碼子配對(duì),氨基酸,多肽,終止密碼,小結(jié)：,場(chǎng)所：,產(chǎn)物：,模板：,原料：,條件：,細(xì)胞質(zhì)（核糖體）,mRNA,蛋白質(zhì),氨基酸,ATP、酶,、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）,堿基互補(bǔ)配對(duì)：,GC、CG、UA、AU,遺傳信息流動(dòng)：,時(shí)間：,生命進(jìn)程中,(3)圖中合成多肽鏈的原料來自 和 。,(2)該過程不可能發(fā)生在 A、神經(jīng)細(xì)胞 B、肝細(xì)胞 C、成熟的紅細(xì)胞 D、脂肪細(xì)胞,(1)圖中所示屬于基因控制蛋白質(zhì)合成過程中的 步驟，該步驟發(fā)生在細(xì)胞的部分,C,1、下圖為人體內(nèi)蛋白質(zhì)合成的一個(gè)過程。據(jù)圖分析回答,體外食物攝取,人體細(xì)胞自身合成,翻譯,核糖體 (細(xì)胞質(zhì)),基因控制蛋白質(zhì)合成的過程,DNA的遺傳信息,mRNA的遺傳信息,蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序,轉(zhuǎn)錄,翻譯,小飛守角制作,某基因中含有1200個(gè)堿基，則由它控制合成的一條肽鏈的最多含有肽鍵的個(gè)數(shù)是 ( ) A198個(gè) B199個(gè) C200個(gè) D201個(gè),B,基因中堿基數(shù)：mRNA中堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù) 6 ： 3 ： 1,ACUGGAUC U,mRNA,tRNA,UGA CCU AGA,蘇氨酸甘氨酸絲氨酸,轉(zhuǎn)錄,翻譯,蛋白質(zhì),密碼子,ACU GGA UCU,DNA,ACTGGATC T TGACCTAGA,肽鍵 肽鍵,3、真核細(xì)胞中復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較,細(xì)胞分裂間期,細(xì)胞核,DNA的兩條鏈均為模板,四種脫氧核苷酸,DNA聚合酶等,ATP,A-T、G-C,半保留復(fù)制 邊解旋邊復(fù)制,2個(gè)子代DNA分子,生長(zhǎng)發(fā)育過程,細(xì)胞核,基因的一條鏈為模板,四種核糖核苷酸,RNA聚合酶等,ATP,A-U、T-A G-C ，C-G,邊解旋邊轉(zhuǎn)錄,1個(gè)信使RNA,生長(zhǎng)發(fā)育過程,細(xì)胞質(zhì),mRNA為模板,二十種氨基酸,特定的酶等,ATP,mRNA與tRNA配對(duì) A-U, G-C,多個(gè)特定氨基酸順序的蛋白質(zhì),課堂練習(xí)：,1DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯分別形成 ADNA、RNA、蛋白質(zhì) BRNA、DNA、多肽 CRNA、DNA、核糖體 DRNA、DNA、蛋白質(zhì),A,2遺傳密碼位于 A蛋白質(zhì)分子上 BDNA分子上 CRNA分子上 D信使RNA分子上,D,3一條多肽鏈中有氨基酸1000個(gè)，則作為合成 該多肽的模板信使RNA和用來轉(zhuǎn)錄信使RNA 的DNA分子分別至少要有堿基多少個(gè) A3000個(gè)和3000個(gè) B1000個(gè)和2000個(gè) C3000個(gè)和6000個(gè) D2000個(gè)和4000個(gè),C,基因中堿基數(shù)：mRNA中堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù) 6 ： 3 ： 1,4某DNA片段所轉(zhuǎn)錄的mRNA中U%28%，A%18%，則個(gè)DNA片段中T%和G%分別占（ ）。,A. 46%,54% B.23%,27% C.27%,23% D.46%,27%,B,= (Am+Um)% = (Gm+Cm)%,A,密碼子,精氨酸,氨基酸,tRNA,G,mRNA,G,G,DNA 雙鏈,5根據(jù)在蛋白質(zhì)生物合成中遺傳信息傳遞的規(guī)律，在下面表格數(shù)碼中填入相應(yīng)的字母：,C,C,C,A,A,T,C,G,U,C,G,