基因指导蛋白质的合成.ppt

细胞内与遗传有关的物质或结构，从复杂到简单的是 ADNA染色体脱氧核苷酸基因 B染色体脱氧核苷酸DNA基因 CDNA染色体基因脱氧核苷酸 D染色体DNA基因脱氧核苷酸,D,第4章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成,授课人：黄晓君,电影 侏罗纪公园,电影 侏罗纪公园,思考：电影中的科学家用什么使已 灭绝的恐龙复活的？,利用恐龙的DNA使恐龙的基因表达出来,表现恐龙的特性,使恐龙的复活。,复习回顾： 生物的形态特征和生理特征叫什么？ 性状的承担者和体现者是什么？ 性状是由什么决定的？,那么，从恐龙化石中提取出恐龙DNA ，真的可以使恐龙复活吗？,性状,蛋白质,基因,基因,遗传物质的结构单位和功能单位,温故知新,核糖核酸,脱氧核糖核酸,核糖核苷酸,脱氧（核糖）核苷酸,一般为单链,一般为双链,主要存在于细胞质中,主要存在于细胞核中,元素：C、H、O、N、P 核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、U,元素： C、H、O、N、P 脱氧核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、T,遗传信息的储存、传递与表达,？,1、DNA与RNA的主要区别,RNA 的种类,1、信使 RNA(mRNA),3、核糖体 RNA(rRNA),2、转运 RNA(tRNA),作为DNA的信使，将DNA的遗传信息转录下来，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,2、RNA的种类和功能,短小精悍,3、RNA适合做DNA信使的原因,3、过程：,4、条件,1、转录：,2、场所：,6、产物：,5、碱基配对：,问题二：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA？,7、遗传信息的传递方向：,阅读课本P63第三段-P64思考讨论,在细胞核中以DNA的一条链为模板,按碱基互补配对原则，合成RNA的过程。,二、DNA的转录过程,A,G,T,A,C,A,A,A,T,DNA的平面结构图,DNA,RNA聚合酶,（1）解旋：DNA双链解开,碱基得以暴露,DNA与RNA的碱基互补配对,AU GC CG TA,（2）配对：细胞中游离的核糖核苷酸与DNA一条链（模板链）上的碱基按照碱基互补配对原则，形成氢键结合。,（3）连接：在RNA聚合酶的作用下，依次连接，形成一个mRNA分子,AU GC CG TA,AU GC CG TA,AU GC CG TA,AU GC CG TA,AU GC CG TA,AU GC CG TA,AU GC CG TA,AU GC CG TA,形成的mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上,RNA,DNA,细胞质,细胞核,核孔,mRNA在细胞核中合成,DNA,细胞质,细胞核,（4）脱离：合成的mRNA从DNA链上释放，通过核孔进入细胞质，然后DNA双链恢复,3、过程：,4、条件,酶： 能量： 模板： 原料：,RNA聚合酶,DNA分子的一条单链,4种游离的核糖核苷酸（A G C U ),ATP,1、转录：,在细胞核中以DNA的一条链为模板,按碱基互补配对原则，合成RNA的过程。,2、场所：,主要在细胞核,6、产物：,mRNA,5、碱基配对：,A-U、T-A、G-C、C-G,解旋配对连接脱离,7、遗传信息的传递方向：,DNAmRNA,三、转录小结,DNA遗传信息如何准确的把传给mRNA？,碱基互补配对原则 DNA RNA A-U T-A G-C C-G,场所: 模板: 原料: 条件: 产物: 特点: 原则:,主要是细胞核,DNA上基因的一条链,四种游离核糖核苷酸(A、G、C、U）,需要酶和ATP,单链的mRNA,边解旋边转录,碱基互补配对原则 （A=U,T=A; G=C,C=G）,转录小结,-A-T-G-A-C-T-G-G-A-T-C-T-T-A-A- -T-A-C-T-G-A-C-C-T-A-G-A-A-T-T-,U-A-C-U-G-A-C-C-U-A-G-A-A-U-U,1.请同学们根据刚才学的知识画出由以下DNA片段指导合成的mRNA,情况一 以链为模板,情况一 以链为模板,A-U-G-A-C-U-G-G-A-U-C-U-U-A-A,2.复制与转录的比较,细胞核（主要），少数在线粒体和叶绿体,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,RNA聚合酶,ATP,ATP,子代DNA,RNA（tRNA、rRNA）和mRNA,CG、GC、TA、AU,CG、GC、TA、AT,有丝分裂间期和减数分裂前的间期,生长发育过程,边解旋边复制，半保留复制,边解旋边转录,复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代,传递遗传信息，为翻译做准备,DNA,RNA,课本P77识图作答题（1）、（2）,思考1、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？ 思考2、转录形成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链有哪些异同？,都遵循碱基互补配对原则,A-U,mRNA上有25的腺嘌呤，35的尿嘧啶，则转录该mRNA的DNA分子模板链上腺嘌呤占该链碱基总数的 ,A50% B25% C30% D35%,D,变式： 转录该mRNA的DNA分子上腺嘌呤占碱基总数的_.,C,烟草、烟草花叶病毒、T2噬菌体中含有 的物质，下列叙述正确的是 A核酸的种类依次是2、1、 B核苷酸的种类依次是8、 、4 C五碳糖的种类依次是2、 、1 D含N碱基的种类依次是5、4、4,D,2,1,5,2,1,4,4、细胞中不能合成蛋白质的是（ ） A. 胰腺细胞 B. 肠黏膜细胞 C. 哺乳成熟红细胞 D. 白细胞,C,5、如图是DNA转录过程中的一个片段，其核苷酸的种类有（ ） CTTA GAAU A. 4种 B. 5种 C. 6种 D. 8种,C,转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，mRNA上的碱基序列如何决定蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序的呢？或者说mRNA如何将其从DNA模板链上获得的信息体现到能直接表现出生物体的性状的蛋白质上的呢？,思考,问题三：mRNA如何将遗传信息翻译成蛋白质？,9/12 9 11 5/ 2 9 15 12 15 7 25,赋值：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1315.26 字母：A B C D E F G H I J K L MOZ,左边方框是字母赋值表。请你按照赋值表把下面数字信息翻译成英文单词，其中单词间用/隔开,I Like Biology,DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定蛋白质的20种氨基酸的？ 逻辑推理： 如果1个碱基决定1个氨基酸， 如果2个碱基编码一个氨基酸 如果3个碱基编码一个氨基酸,思考与讨论,414 不行,4216，不行,4364，足足有余,A U G G A A G C A U G U C C G A G C A A G C C G,mRNA,氨基酸序列,思考：碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的？,密码子：,mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基,连续的,不重叠,决定氨基酸的密码子共有多少种？,氨基酸有多少种?,（三联体）,第1个字母 第2个字母 第3个字母 密码子 苯丙氨酸 U U U UUU,？,精氨酸 A G G AGG,1、请找出起始密码子与终止密码子。,AUG、GUG（编码）,UAA、UAG、UGA（不编码）,2、已知一段mRNA的碱基序列如 AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG, 你能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,3、地球上几乎所有的生物体都共有上述密码子表。根据这一事实你能想到什么？,地球上所有的生物具有共同的遗传语言，共用一套遗传密码（通用性），具有或远或近的亲缘关系。,P65思考与讨论？,保证了生物遗传的相对稳定性。,思考：当某DNA碱基发生改变，是否一定会导致生物性状发生改变？,因为发生改变的碱基可能有以下两种情况： 该碱基位于DNA无遗传效应的片段上； 该碱基改变后形成的密码子与原来的密码子决定同一种氨基酸。,4、从密码子中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做密码子的简并性。你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？,NO,GAU GAC,天冬氨酸,地球上所有的生物共用一套遗传密码（通用性）,遗传密码的特性：,简并性,小结,遗传密码的特性： 1.密码子总数是 种， 但决定氨基酸的密码子 是 种。其中有_ 终止密码，没有对应的 氨基酸。2个密码子（AU G、GUG）可以作为起始 密码子（翻译开始）， 同时可以决定氨基酸。 2._ ：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。,3.简并性：,61,64,3个,通用性,一种密码子决定一种氨基酸；一种氨基酸有两种以上的密码子的情况 。,转运RNA（tRNA）,搬运工,思考：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）”上的呢？,图4-5 tRNA的结构示意图,转运RNA（tRNA）,反密码子,三叶草形,有臂,一端可携带氨基酸,有环,另一端有三个碱基，能与mRNA上的密码子互补配对，称为反密码子。,tRNA的分子结构,ks5u精品课件,mRNA,tRNA,反密码子,密码子,天冬氨酸,反密码子,异亮 氨酸,亮氨酸,1、tRNA上有很多个碱基，其中只有3个碱基作为反密码子；,2、一种tRNA只能携带 氨基酸，一种氨基酸可由_ tRNA携带（密码子的简并性）；,一种,一种或多种,3、反密码子有 种，tRNA有 种。,61,61,注意：,2、场所：,细胞质的核糖体上,3、条件,4、“搬运工”：,tRNA (转运RNA ),能量： 多种酶 模板： 原料： 原则：,mRNA,20种氨基酸,ATP,5、过程,多肽链,6、产物：,7、遗传信息传递方向：,mRNA蛋白质,（脱离，盘曲折叠形成蛋白质）,1、概念：,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。,A-U、U-A、G-C、C-G,三、遗传信息的翻译（P6667）,ks5u精品课件,mRNA,tRNA,氨基酸,核糖体,核糖体,肽键,翻译过程：,H2O,-H2O,甲硫氨酸,组氨酸,甲硫氨酸,组氨酸,mRNA 和肽链被释放到细胞质中。,一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链！,翻译是一个快速的过程，一个mRNA分子上可以结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。,意义：P67第二段,少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。,基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数 6 ： 3 ： 1,小结,基因表达,转录,翻译,1.列表比较遗传信息、密码子、反密码子,DNA,mRNA,tRNA,遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基排列顺序，叫做“遗传密码”。,脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序,直接决定mRNA中碱基排列顺序，间接决定氨基酸的排列顺序,mRNA上3个相邻的碱基,直接决定氨基酸的排列顺序,与密码子互补的三个碱基,识别密码子,2.填表比较与蛋白质合成相关的计算,3n,n,m,n-m,n-m,DNA碱基数:mRNA碱基数:氨基酸个数 =,6 :3 :1,说明：因为mRNA中存在终止密码子等片段，实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n，或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。,3、真核细胞中复制、转录、翻译的比较（作业）,课堂小结,1、一条多肽链中有氨基酸1 00个，则作为合成该多 肽链模板的信使RNA和用来转录该信使RNA的基因分子分别至少有碱基多少个？ A. 3 00个和3 00个 B. 1 00个和3 00个 C. 1 00个和4 00个 D. 3 00个和6 00个,D,2、一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数及转录此mRNA的基因中碱基数至少依次为 （ ） A33 11 66 B36 12 72 C12 36 72 D11 36 66,B,3.从单尾金鱼卵细胞中提取 RNA 注入双尾金鱼受精卵中，发育成的双尾金鱼中有一些出现了单尾性状，这些RNA 最可能是（ ） A遗传物质 BtRNA CmRNA DrRNA,C,4.某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是( ) A在 RNA 聚合酶作用下 DNA 双螺旋解开 BDNARNA 杂交区域中 A 应与 T 配对 CmRNA 翻译只能得到一条肽链 D该过程发生在真核细胞中,A,边转录边翻译原核细胞,3、真核细胞中复制、转录、翻译的比较,有丝分裂间期和减数第一次分裂前间期,细胞核,DNA的两条链均为模板,四种脱氧核苷酸,DNA解旋酶、DNA聚合酶等,ATP,A-T、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,细胞核,基因的一条链为模板,四种核糖核苷酸,RNA聚合酶等,ATP,A-U、T-A G-C、C-G,边解旋边转录,RNA（tRNA、mRNA和rENA）,生长发育过程,细胞质,mRNA为模板,二十种氨基酸,特定的酶等,ATP,mRNA与tRNA配对 A-U, G-C,肽链（多肽）或蛋白质,？,甲硫氨酸,核糖体,密码子,模拟翻译过程,假设：你们是tRNA，请根据自己的反密码子，把相应的氨基酸搬到核糖体上,核糖体,细胞质中的mRNA与核糖体结合。,细胞质中,tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对。,细胞质中,tRNA将氨基酸转运到 mRNA上的相应位置。,甲硫氨酸,细胞质中,甲硫氨酸,细胞质中,两个氨基酸分子脱水缩合,甲硫氨酸,细胞质中,甲硫氨酸转移到位点2的tRNA上,细胞质中,甲硫氨酸,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。,核糖体转移到位点2的tRNA上，前面的tRNA离开，再去转运新的氨基酸,甲硫氨酸,组氨酸,一个个氨基酸分子缩合成链状结构,细胞质中,甲硫氨酸,组氨酸,tRNA离开，再去转运新的氨基酸,细胞质中,以mRNA为模板形成了有一定氨基酸序列的肽链。,细胞质中,翻译的过程,4、翻译过程,基因指导蛋白质合成视频,思维拓展,思维拓展,影片侏罗纪公园中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的恐龙全部遗传信息即DNA，竟然使绝迹6500万年的史前庞然大物复生。,A,密码子,精氨酸,氨基酸,tRNA,G,mRNA,G,G,DNA 双链,课堂练习 根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：,C,C,C,A,A,T,C,G,U,C,G,