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(共33张PPT)
资料1：将苏云金杆菌抗虫蛋白基因（Bt抗虫蛋白基因）转入普通棉花，培育出的棉花植株会产生Bt抗虫蛋白。
转基因棉花（右）
Bt抗虫
蛋白基因
Bt抗虫
蛋白
控制合成
抗虫
表现性状
基因可以控制蛋白的合成，这个过程就是基因的表达。
第1节 基因指导蛋白质的合成
核糖体
DNA
蛋白质
问题探讨
核孔
实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
DNA(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
信使
寻找信使？
资料1： 1955年，戈德斯坦和普劳特观察到放射性物质标记的RNA从细胞核转移到细胞质。
资料2：1955年，布拉切特以洋葱根尖和变形虫为材料，用RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质的合成就停止。如果再加入酵母中提取的RNA，蛋白质又开始合成。
1.RNA为什么适合作DNA的信使？（结构与功能的关系）
2.RNA与DNA在化学组成和结构上的区别有哪些？
3.RNA的种类？功能？
思考：
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；单链RNA稳定性差，容易降解代谢。
4种核糖核苷酸组成，能携带遗传信息；
“碱基互补配对原则”；
RNA适合做信使的物质和结构基础
DNA
化学组成：
RNA与DNA的关系中遵循
结构
RNA与DNA在化学组成和结构上的区别
单链
转运氨基酸
转运RNA(tRNA）
核糖体RNA(rRNA）
单链
核糖体组成部分
传递遗传信息
单链
信使RNA(mRNA）
作为某些病毒的遗传物质
某些RNA具有催化作用（酶）
结合学过的内容,归纳RNA的作用还有哪些
RNA的种类及功能
遗传信息的转录过程
什么是转录？场所？转录的具体过程？转录的结果？
转录需要的原料是？模板？碱基如何配对？
遗传信息的流动方向？
U
A
A
G
U
C
C
C
T
T
G
G
A
A
A
RNA聚合酶
1 解旋
RNA聚合酶与编码蛋白质的一段DNA结合，使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。
4 释放
3 连接
合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。
1.遗传信息的转录
2 配对
通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。
（1）定义：
通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。
（2）场所：
（3）条件：
真核生物：细胞核（主要）、叶绿体和线粒体（基质）
原核生物：拟核、细胞质
原料： 4种游离的核糖核苷酸
模板： DNA的一条链的片断
能量： ATP
酶： RNA聚合酶
1.遗传信息的转录
一 遗传信息的转录
思考·讨论 遗传信息的转录过程
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？
2.与DNA复制相比，转录需要的原料和酶各有什么不同？
3.转录产生的RNA的碱基序列与其模板链的碱基序列有何异同点？
与DNA的另外一条链的碱基序列有何异同点？
都需要模板,都遵循碱基互补配对原则;
碱基互补配对原则保证遗传信息转录的准确性;
DNA转录：核糖核苷酸为原料，RNA聚合酶
DNA复制：脱氧核糖核苷酸为原料，解旋酶和DNA聚合酶
转录时，游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，该RNA的碱基序列与DNA另一条链（非模板链）的碱基序列的区别是RNA链上的碱基U。对应在非模板链上的碱基是T。
比较项目 DNA复制 DNA转录
模板
原料
碱基互补配对原则
酶
产物
DNA分子
RNA分子
DNA的两条链
DNA的一条链
四种脱氧核糖核苷酸
四种核糖核苷酸
A-T；G-C
A-U；T-A；G-C
解旋酶、DNA聚合酶等
RNA聚合酶
一 遗传信息的转录
比较项目 DNA复制 DNA转录
模板
原料
碱基互补配对原则
酶
产物
DNA
RNA
DNA的两条链
DNA的一条链
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
A-T；G-C
A-U；T-A；G-C
解旋酶、DNA聚合酶等
RNA聚合酶
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
细胞分裂间期
生长发育过程
完全解旋
只解有遗传效应片段（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
小试牛刀
1.下列关于真核细胞中转录的叙述，正确的是（　　）
A. 细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
B. 转录时RNA聚合酶的结合位点在RNA上
C. tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
D. 一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板
翻译：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序列的蛋白质，这一过程叫作翻译。
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
实质
mRNA——碱基序列
蛋白质——氨基酸序列
碱基4种
氨基酸21种
二、 遗传信息的翻译
mRNA上的4种碱基怎么决定蛋白质的21种氨基酸？
决定一个 氨基酸碱基个数 决定 氨基酸种类 图示
1个
2个
3个
氨基酸
AUCG
4
氨基酸
AUCG
4
AUCG
4
氨基酸
AUCG
4
AUCG
4
AUCG
4
4
42＝16
43＝64
（一）翻译的概念
遗传密码子的验证
1961年,克里克对T4噬菌体DNA上的一个基因进行处理，使DNA增加或减少碱基。
通过这样的方法他们发现加入或减少1个和2个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正常功能的蛋白质，而加入或减少3个碱基时却可以合成正常功能的蛋白质。
（二）密码子与反密码子（书本P70）
实验证明: mRNA中3个碱基编码1个氨基酸，称三联体密码子
同时表明: 遗传密码从一个固定的起点开始,以非重叠的方式阅读,编码之间没有分隔符。
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密码子
密码子
密码子
遗传密码对应规则的发现
1961-1962年，尼伦伯格（M.W.Nirenberg，1927～）和马太（H.Matthaei） 的实验 ：
第一个遗传密码子被破译！
（二）密码子与反密码子
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
一种氨基酸可以由 不同的密码子决定。
1种或多种
1.专一性
2.简并性
特性
一种密码子决定一种氨基酸。
你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？
1.增加容错性
2.保证翻译的速度
根据这一事实，你能想到什么？
思考·讨论
所有生物可能有共同的起源
资料1：将苏云金杆菌抗虫蛋白基因（Bt抗虫蛋白基因）转入普通棉花，培育出的棉花植株会产生Bt抗虫蛋白。
资料2：噬菌体侵染大肠杆菌，将自己的基因整入大肠杆菌的基因组中，胁迫其生产自身的蛋白质。
几乎所有的生物体都共用一套密码子（通用性）
思考：为什么同样的一个基因在不同的生物中表达出相同的蛋白质呢？
（二）密码子与反密码子
3'
5'
碱基配对
mRNA
5'
3'
A
C
U
密码子
1. 一个tRNA转运____种氨基酸
2 一种氨基酸可以由______tRNA运输。
1
一种或
多种
注意：终止密码子不决定氨基酸，不需转运，无对应的反密码子
U
G
A
反密码子
氨基酸结合位点
（二）密码子与反密码子
-
24
（三）蛋白质翻译过程
1.mRNA上的什么信息决定翻译的起始和终止？
2.核糖体与mRNA结合部位会形成几个tRNA结合位点？
3.翻译合成的肽链能承担相应的生物学功能吗？
模型构建（结合下面讨论题及P68页内容构建翻译过程动态模型）
-
25
小结：
场所：
产物：
模板：
原料：
条件：
细胞质（核糖体）
mRNA
多肽，经加工后成为成熟的蛋白质
氨基酸
ATP、酶、tRNA
碱基互补配对：
G－C、C－G、U－A、A－U
遗传信息流动：
mRNA
蛋白质
（三）蛋白质翻译过程
一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链
意义
少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质，保证蛋白质合成的高效性。
正在合成的肽链
核糖体
mRNA
核糖体在mRNA上的移动 方向/翻译方向？
合成方向
多聚核糖体上形成的多条肽链相同吗？
（三）蛋白质翻译过程
①RNA为什么适合作DNA的信使？RNA与DNA在化学组成和结构上的区别有哪些？RNA的种类？功能？
②什么是转录？场所？转录的具体过程？转录的结果？转录需要的原料是？模板？碱基如何配对？遗传信息的流动方向？
③转录产生的RNA的碱基序列与其模板链的碱基序列有何异同点？与DNA的另外一条链的碱基序列有何异同点？
④翻译的概念为？过程是怎样的？什么是密码子？密码子有什么特性？什么是反密码子？密码子与氨基酸的对应关系是怎样的？
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
提出者：克里克（F.Crick）
内容
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。
克里克（F.Crick）
（四）中心法则
资料
一些RNA病毒（烟草花叶病毒）的遗传信息可以从RNA流向RNA，体内存在RNA复制酶，实现RNA复制；
一些RNA病毒（HIV病毒）的遗传信息可以从RNA流向DNA，存在RNA逆转录酶，RNA逆转录合成DNA。
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
复制
RNA
逆转录
中心法则图解（虚线表示少数生物的遗传信息的流向）
HIV病毒
烟草花叶病毒模式图
（四）中心法则
-
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生命是物质、能量和信息的统一体
A
密码子
精氨酸
氨基酸
tRNA
G
mRNA
G
G
DNA
双链
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
小试牛刀

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