资源简介

(共38张PPT)
必修二 第四章 第1节
教师：
第1节 基因指导蛋白质的合成
从蚊子中吸取的恐龙血中提取出恐龙DNA，真的可以使恐龙复活吗？
电影《侏罗纪公园》中
恐龙复活的场景
问题：对真核生物来说，基因主要存在于哪里？蛋白质合成的场所呢？
基因
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
信使
1955年，布拉舍用RNA酶分解变形虫细胞中的RNA，蛋白质合成停止。
1955年，拉斯特用已标记尿嘧啶核苷酸的培养液变形虫细胞，检测发现该标记先出现在细胞核，随后出现在细胞质。
说明：蛋白质合成与RNA有关
说明：RNA先出现在细胞核，后出现在细胞质
资料1
资料2
阅读思考：能将DNA携带的遗传信息传递到细胞质中的信使分子应有何特点？
①能储存遗传信息；
②容易通过核孔，转移到细胞质中。
1.RNA的基本单位：
核糖
磷酸
碱基
A
G
U
C
腺嘌呤
鸟嘌呤
尿嘧啶
胞嘧啶
核糖核苷酸
一、RNA的结构和功能
2.RNA的结构：
①RNA是核糖核苷酸连接而成的长链；②一般由一条链构成；③比DNA短。
信使RNA
（mRNA）
转运RNA（tRNA）
核糖体RNA(rRNA）
作用:
携带遗传信息，蛋白质合成的模板
识别并运载氨基酸
核糖体的组成成分
3.RNA的种类
基因如何指导蛋白质合成？
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
阅读教材P65（结合图4-4），思考：
（1）DNA转录为RNA的场所？产物？
（2）转录所需的条件(模板、原料、能量、酶)？
（3）DNA的碱基与RNA的碱基如何互补配对？
二、遗传信息的转录过程
在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。
1.定义：
3.连接
1.解旋
2.配对
4.释放
转录的方向是？
2.过程
从RNA的5’-端到3’-端
不同基因模板链不同
▲ 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。
▲以基因为单位，作为模板的只是DNA链中的基因片段；
思考1.转录时，DNA链完全解开吗？
2.一个基因的两条链都能转录吗？
只以一条链为模板
3.不同基因的模版链是否相同？
不是，只解旋需要表达的基因片段
1.场所:
3.条件:
4.特点:
5.产物:
RNA（mRNA、tRNA、rRNA）
2.时间:
6.碱基配对方式:
A—U，T—A，G—C，C—G
二、遗传信息的转录过程
主要是细胞核
模板、原料、能量、酶
边解旋边转录
个体生长发育的整个过程
1.定义：
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。
DNA携带的遗传信息
mRNA携带的遗传信息
蛋白质
转录
翻译
碱基排序
碱基排序
氨基酸排序
三、遗传信息的翻译
阅读教材P66-P67（结合图4-6），思考：
（1）概述翻译的场所是什么？产物？
（2）概述翻译所需的条件(模板、原料、能量、酶)？
（3）mRNA上的什么信息决定翻译的起始和终止？
（4）信使RNA的碱基与转移RNA的碱基如何互补配对？
1个碱基决定1个氨基酸
2个碱基决定1个氨基酸
3个碱基决定1个氨基酸
决定4种氨基酸
决定16种氨基酸
氨基酸组合64种
2.密码子：
mRNA 上 3 个相邻的碱基决定 1 个氨基酸，每 3 个这样的碱基叫作 1 个密码子。
mRNA
5'
3'
A
密码子
密码子
密码子
密码子认读是从mRNA的5'→3'，相邻的密码子无间隔、不重叠。
缬氨酸
组氨酸
精氨酸
思考：mRNA的碱基序列与氨基酸序列之间的对应关系是怎样的？
密码子：共64个
起始密码子：编码氨基酸
UAA、UAG、UGA
因此，能编码氨基酸的密码子共62个
终止密码子：不编码氨基酸
原核生物——AUG、GUG
真核生物——AUG
讨论1.你认为密码子的简并对生物体的生存和发展有什么意义？
2.根据密码子的通用性这一事实，你能想到什么？
①增强密码子的容错性。②密码子的使用频率。
说明当今生物可能有着共同的起源。
分析密码子的特性
①专一性
②简并性
③通用性
一种密码子决定一种氨基酸。
绝大多数氨基酸都有几个密码子。
地球上几乎所有的生物都共用同一套密码子。
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
色
组
甲硫
精
半胱
半胱
脯
谷
丝
如何精准运送过来的？
tRNA
每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运
功能特性
3'
5'
结合氨基酸的部位
碱基配对
mRNA
5'
3'
G
A
U
反密码子
功能
转运氨基酸：依靠tRNA的3’端-OH。
识别密码子：依靠tRNA的反密码子。
A
C
U
3.运输氨基酸的工具——tRNA
RNA链经过折叠，形成三叶草形（含有氢键）。
结构
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
第1步
mRNA进入细胞质，与核糖体结合。
4.翻译的过程
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
携带甲硫氨酸的tRNA,通过与碱基AUG互补配对，进入位点1
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
第2步
携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
第3步
位点1
位点2
氨基酸脱水缩合形成肽键
C
A
C
色
甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
第4步
核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。原位点1的tRNA离开核糖体，原位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
终止密码子
无tRNA与之配对
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
肽链释放，核糖体从mRNA上解离，翻译结束
mRNA
正在合成的肽链
（最终肽链一样）
核糖体
意义：
少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质
翻译方向
1.场所:
3.条件:
4.特点:
5.产物:
多肽链
2.时间:
6.碱基配对方式:
A－U、U－A、G－C、C－G
三、遗传信息的翻译
核糖体
模板、原料、能量、酶、工具
一条mRNA上可结合多个核糖体，同时合成多条肽链
个体生长发育的整个过程
7.遗传信息传递的方向:
mRNA→氨基酸序列
基因表达过程中的数量关系
基因中的6个碱基
mRNA中的3个碱基（1个密码子）
多肽链中的1个氨基酸
注意：无特别说明，不考虑终止密码
真核生物 原核生物
先转录，后翻译
边转录边翻译
思考：真、原核细胞基因的表达有什么区别？
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
四、中心法则
1957年，克里克提出中心法则
①具有RNA复制功能的生物（烟草花叶病毒）
翻译
蛋白质
RNA
复制
对中心法则补充：
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
补充后的中心法则：
逆转录
复制
①具有逆转录功能的生物（HIV）
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
逆转录
复制
RNA
基因指导蛋白质的合成
DNA
转录
mRNA
翻译
蛋白质
逆转录
转录
tRNA
rRNA
工具
核糖体
复制
复制
脱氧核苷酸序列
核糖核苷酸序列
氨基酸序列
物质
信息
能量
生命是物质、能量和信息的统一体
DNA RNA
组成元素相同 C、H、O、N、P
基本单位不同 脱氧核苷酸 核糖核苷酸
组成成分不完全相同 五碳糖 脱氧核糖 核糖
含氮碱基 A、G、C、T A、G、C、U
分布不同 主要在细胞核 主要在细胞质
空间结构不同 规则的双螺旋结构 通常呈单链
DNA与RNA的比较
DNA的复制、转录和翻译的比较
项目 复制 转录 翻译
场所
条件 模板
原料
能量
酶
产物
原则
细胞核（主要场所）
细胞核（主要场所）
核糖体
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
4种游离的脱氧核苷酸
4种游离的核糖核苷酸
21种游离的氨基酸
ATP
ATP
ATP
解旋酶
DNA聚合酶
RNA聚合酶
DNA
RNA
多肽
碱基互补配对
A-T T-A G-C C-G
碱基互补配对
A-U T-A G-C C-G
碱基互补配对
A-U U-A G-C C-G
特定的酶
种类 mRNA tRNA rRNA
名称 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA
分布
功能
示 意 图
共同点
细胞核、细胞质
细胞质（主要）
与蛋白质结合成核糖体
翻译的直接模板
翻译时运载氨基酸
组成核糖体
①都是转录产物 ②基本单位相同 ③都与翻译过程有关
三种RNA的比较

展开更多......

收起↑