资源简介

(共48张PPT)
基因指导蛋白质的合成
发出绿色荧光
水母
直接原因
绿色荧光蛋白
绿色荧光蛋白基因
合成
指导
转基因鼠
基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。
细胞质中
的核糖体
绿色荧光蛋白
小鼠细胞
细胞核
绿色荧光蛋白基因
假说①
中间物质
传递信息
假说②
核孔0.9nm
实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
RNA
DNA
蛋白质
！
RNA充当了DNA的信使
1. RNA的结构层次基本组成元素：基本组成物质：基本组成单位：RNA(单链)：C、H、O、N、P磷酸基团、核糖、含氮碱基核糖核苷酸（4种）核苷酸链核糖P含氮碱基O1'2'3'4'5'OHHOHHHH核糖PA核糖PC核糖PG核糖PU比较项目 DNA RNA
基本单位
五碳糖
含氮碱基
结构（一般）
主要存在部位
分子大小
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
A 、T 、C 、G
A、 U、 C 、G
双链结构
多为单链结构
细胞核
细胞质
较大
较小
2. RNA与DNA结构的比较
(1)RNA也是由基本单位——核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基( C、G、A、U )共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。
(2)RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
(3)RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”；因此以mRNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。
3. RNA承担信使功能的原因
mRNA——信使RNA
携带遗传信息，蛋白质合成的模板
tRNA——转运RNA
rRNA——核糖体RNA
识别并运载氨基酸
核糖体的组成成分
核糖体RNA(rRNA）
单链
核糖体组成部分
mRNA通过_______，从________转移到________中。
核孔
细胞核
细胞质
DNA的遗传信息
RNA的遗传信息
转录
过程如何呢
阅读课本P65内容，然后总结出转录的概念、场所、条件以及过程分别是什么？
概念
场所
时期
条件
RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。
主要是在细胞核（少量细胞质）
个体生长发育的整个过程（真核细胞分裂期较少）
遗传信息的转录
模板
原料
酶
能量
DNA的一条链
以细胞中游离的4种核糖核苷酸
RNA聚合酶
ATP等
（打开氢键、形成磷酸二酯键）
（1）解旋：在能量的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开，得到模板链
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
5'
3'
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
5'
3'
ATP
不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用
转录的过程：
随机，为基因片段
不完全解开
（2）配对：游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，
确定RNA的核糖核苷酸排列顺序。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
5'
3'
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
氢键形成不需酶
DNA
RNA
G
C
C
G
T
A
A
U
配对方式:
模板链非固定不变
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
5'
3'
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
3'
5'
ATP
（3）连接：在RNA聚合酶的作用下，核糖核苷酸连接成核糖核苷酸链。
（形成磷酸二酯键）
合成方向：
特点：
边解旋边转录
RNA链的5’端→ 3’端
（4）释放：合成的mRNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复。
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
5'
3'
细胞质
细胞核
mRNA
补充：mRNA通过核孔进入细胞质中，穿过0层膜，需要消耗能量
U
A
A
C
U
G
C
C
T
A
G
G
A
U
G
T
A
RNA聚合酶
①解旋
②配对
③连接
④释放
DNA双链解开，碱基暴露出来
游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上
合成的mRNA从DNA 链上释放，而后，DNA双螺旋恢复
转录的过程
特点
精确复制的原因
意义
方向
结果
边解旋边转录
碱基互补配对原则A－U、T－A、G－C、C－G
遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备。
转录RNA（mRNA、tRNA、rRNA）
从5' 端向 3' 端延伸
遗传信息的转录
判断：DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的。（ ）
×
T
A
A
G
T
C
G
T
G
A
5′
3′
3′
5′
5′
3′
转录
模板链
A
T
T
C
A
G
C
A
C
T
A
U
U
C
A
G
C
A
C
U
DNA
RNA
非模板链
1、转录成的RNA的碱基与DNA模板链的碱基是互补配对的关系。
2、该RNA的碱基序列与DNA另一条链（非模板链）的碱基序列基本相同，区别是T替换成了U。
2.过程：
3.条件
模板：
酶：
原料：
能量：
5.产物：
DNA(基因)的一条链
游离的四种核糖核苷酸
ATP
RNA聚合酶
RNA(mRNA、tRNA、rRNA)
1.概念：
以DNA一条链为模板，合成RNA的过程
7.遗传信息传递方向：
A-U T-A G-C C-G
4.配对原则：
DNA　　 RNA
解旋 配对 连接 释放
(解旋断开氢键，合成磷酸二酯键)
8.场所：
9.发生时期：
个体生长发育的整个过程
细胞核、线粒体、叶绿体、拟核
6.转录的方向：
子链的5 端 → 3 端
子链的5 端 → 3 端
子链的5 端 → 3 端
DNA复制 转录
时间
场所 解旋
模板
原料
酶
配对方式
特点
方向
产物
意义
细胞分裂前的间期
生长发育全过程
完全解旋
只解旋有遗传效应片段（基因）
DNA的两条链均为模板
DNA的一条链为模板
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
解旋酶、 DNA聚合酶等
RNA聚合酶等
A-T、 T—A、C—G 、 G—C
A-U、 C—G 、T—A、 G—C
半保留复制，边解旋边复制
边解旋边转录
2个子代DNA分子
mRNA、tRNA、rRNA
使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性
遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备
主要在细胞核或拟核，少部分在线粒体、叶绿体、质粒
新链从5’端3’端延伸
新链从5’端3’端延伸
转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质，那么，mRNA上的遗传信息如何传递到蛋白质上呢？
碱基4种：A、U、C、G
组成蛋白质氨基酸：21种
mRNA
蛋白质
如何决定
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
1个氨基酸
1个氨基酸
4种
4种
4种
4种
4种
1个氨基酸
4种
(1)定义：
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基
(3)识别：
mRNA
5'
3'
G
U
G
G
A
A
C
C
U
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
决定
缬氨酸
决定
组氨酸
决定
精氨酸
怎么判断？
1.密码子
(2)位置：
mRNA上
UUU
CGA
AAG
第一个碱基 第二个碱基 第三个
碱基
U C A G U 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、硒代半胱氨酸 色氨酸 U
C
A
G
C 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 U
C
A
G
A 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 U
C
A
G
G 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸、甲硫氨酸(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 U
C
A
G
密码子共64个
终止
密码子
UAA、UAG、UGA
UGA是终止密码子，但在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸
起始
密码子
真核生物：
GUG编码缬氨酸，不作为起始密码子。
能编码氨基酸的密码子共62个
AUG：甲硫氨酸
GUG：甲硫氨酸
密码子的通用性：
密码子的简并性
一种氨基酸可以由1种或多种不同的密码子决定
不同的生物密码子基本相同，即共用一套密码子
密码子的专一性
一种密码子决定1种氨基酸
①专一性：一般情况下，1种密码子决定 1 种氨基酸。
②简并性：一种氨基酸可由 1或多 种密码子决定，可以增强密码子的容错性
地球上几乎所有生物都共用一套密码子，说明地球上生物有共同起源。
可以减少有害突变。简并性使得那些由于基因突变造成的使密码子中碱基被改变，仍然能编码原来氨基酸的可能性大为提高。
③通用性：
(4)特点：
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
3'
5'
特异性结合氨基酸的部位
碱基配对
mRNA
5'
3'
A
C
U
密码子
U
G
A
反密码子
3.运输氨基酸的工具——tRNA
(1)形态：
RNA单链经过折叠，形成三叶草结构
(2)功能：
识别密码子并转运特定的氨基酸
①一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
②一种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运
(3)特点：
形成氢键
(4)种类：
反密码子，共61或62种
氨基酸与tRNA是否是一一对应的关系呢？
读反密码子的方向：3’→5’
氨基酸与转运RNA结合，这个过程要消耗能量。
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。
——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
——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
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
——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’
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
——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
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
——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
位点2
形成肽键
——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
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
——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
位点2
形成肽键
——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
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
①概念：
②场所：
③条件：
④产物：
⑤遗传信息传递方向：
a、模板：
b、原料：
c、能量：
d、酶：
d、转运工具：
e、碱基互补配对：
以mRNA为模板，合成有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
细胞质的核糖体
mRNA
21种氨基酸
tRNA
ATP
具有特定氨基酸顺序的蛋白质(肽链）
RNA→蛋白质
A－U、U－A、C－G、G－C
mRNA-tRNA
多种酶
1、如何快速高效地进行翻译呢？
多聚核糖体现象
一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。
2、多条肽链的氨基酸序列是否相同？
相同，因为其模板相同。
3、翻译能够精确进行的原因是什么？
①mRNA为翻译提供了精确的模板；
②通过mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子的碱基互补配对，保证了翻译能够准确地进行。
4、翻译合成的肽链就具有相应的生物学功能吗？
不具有，还需要加工。
5、翻译的方向？
由肽链_____→肽链_____的方向进行
短
长
（从右到左）
真核生物
先转录，后翻译
DNA
mRNA
RNA聚合酶
边转录边翻译
原核生物
DNA复制 转录 翻译
时间 场所
模板
原料
酶
能量
原则
特点
产物
方向
信息传递
细胞分裂前的间期
生长发育全过程
主要是细胞核、线粒体、叶绿体
细胞质
DNA的两条链
基因特定的一条链
mRNA
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
21种氨基酸
解旋酶，DNA聚合酶
RNA聚合酶
多种酶
ATP
ATP
ATP
子代DNA分子
mRNA、tRNA、rRNA
肽链（蛋白质）
A-T,T-A,C-G,G-C
A-U,T-A, C-G,G-C
A-U,U-A,C-G,G-C
半保留复制
边解旋边复制
边解旋边转录
一个mRNA可结合多个核糖体同时合成多条肽链
DNA→DNA
DNA→RNA
mRNA→蛋白质
从短肽链到长肽链
5’端-3’端延伸
5’端-3’端延伸
基因表达过程中的数量关系
基因中的3个碱基对
mRNA中的3个碱基（1个密码子）
多肽链中的1个氨基酸
对应
对应
如mRNA上有n个碱基，转录时产生它的基因片段中至少有________个碱基，该mRNA指导合成蛋白质中至多有________个氨基酸。
DNA碱基总数：mRNA碱基数：多肽链氨基酸数=
6：3：1
2n
n/3
注意：无特别说明，不考虑终止密码
1957年，克里克率先提出遗传信息传递的一般规律——中心法则。
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
随着研究的深入，科学家对中心法则做出了补充。
1965年，科学家在RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，它能对RNA进行复制。1970年，在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。
遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA ，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。
RNA
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
逆转录
RNA
的复制
逆转录病毒(如艾滋病病毒)
01
请写出以下生物的遗传信息的传递过程：
能分裂的细胞(分生区)及DNA病毒(噬菌体等)遗传信息的传递
02
RNA复制病毒(如烟草花叶病毒)
04
高度分化的细胞(洋葱表皮细胞、神经元细胞)
03
生物种类 遗传信息的传递过程
DNA生物 原核生物
真核生物 DNA病毒 以RNA作为遗传物质的生物 一般RNA病毒
逆转录病毒 (HIV)
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DNA
RNA
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蛋白质
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RNA
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蛋白质
逆转录
转录
DNA
RNA
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蛋白质
复制
RNA
各种生物的遗传信息传递过程
在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。
10．如图表示真核生物核DNA遗传信息传递的部分过程。据图回答问题：
(1)①、③表示的遗传信息传递过程依次是________、________。
(2)②过程发生的场所是________________ ，③过程中可能存在的碱基互补配对方式是_______________________
(3)DNA与RNA分子在组成上，除碱基不同外，另一个主要区别是___ __。
(4)若②过程形成的mRNA含有1000个碱基，其中鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基总数的60%，则该DNA片段至少含有腺嘌呤和胸腺嘧啶的碱基对_ _个。
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细胞核、叶绿体、线粒体
A－U、U－A、C－G、G－C
400
五碳糖不同

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