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(共49张PPT)
　基因指导蛋白质的合成
基因控制生物性状
指导
合成
蛋白质
（生命活动的主要承担着）
体现者
基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。
蛋白质（性状）
DNA（基因）
mRNA
转录
翻译
转录
翻译
教学目标
1、知识目标：
（1）概述遗传信息的转录和翻译过程。
（2）解遗传信息与“密码子”的概念。
（3）区分遗传信息、“密码子”、“反密码子”的
关系。
2、能力目标：
（1）掌握DNA中碱基、mRNA中碱基与氨基酸数量的
对应关系。
（2）运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系
3、情感目标：
理解结构与功能相适应的生物学原理。
2、细胞中RNA的种类
①________（______）：____________________________
②________（______）：__________
③__________（______）：__________
二、转录：DNA→mRNA
1、场所：______________________________
2、时期：______________ DNA A T G C
3、过程：解旋→配对→聚合→DNA恢复 mRNA ________
4、条件 ____：____________________
____：______________
____：____
____：____________________________
基因的表达：____________________________________________
一、RNA
1、DNA与RNA在分子结构上的区别
DNA（____________） RNA（________）
五碳糖 ________________ ____________
碱基 __种：____________ __种： ____________ 共__种
基本单位 __________（__种） __________（__种） 共__种
核苷酸链 __链 __链，较__，配对__________
提问回顾：
1.DNA主要存在细胞的哪里？
2.蛋白质又在细胞哪里合成？
细胞核
DNA
细胞质
核糖体
RNA
3.那么 DNA能否直接控制蛋白质
的合成？
5.为什么RNA适于作DNA
的信使？
4.DNA与蛋白质之间怎么联系？
比较RNA与DNA结构的不同
DNA RNA
结 构
基本单位
五碳糖
含氮碱基
主要存在部位
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
单链
细胞核
细胞质
小飞守角制作
（1）RNA与DNA的结构很相似，又核糖核苷酸构成，RNA也能储存遗传信息。
（3）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。
（2）RNA上的碱基也遵循“碱基互补配对原则”，以RNA为媒介可将DNA上的遗传信息传递到细胞质中。
为什么RNA适于作DNA的信使？
RNA的种类
1.信使RNA(mRNA)：
遗传信息传递的信使
3.核糖体RNA(rRNA）：
核糖体的主要成分之一
rRNA
U
A
U
A
C
A
U
G
A
C
G
A
U
mRNA
2.转运RNA(tRNA)：
识别并转运氨基酸的工具
C
U
C
tRNA
DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？
场所：
模板：
原料：
条件：
产物：
一 转录：
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。
主要在细胞核
DNA的一条链（模板链）
游离的四种核糖核苷酸
一条RNA链
酶：RNA聚合酶 能量：ATP
DNA模板链的碱基系列→RNA上的碱基序列
T
C
A
T
G
A
T
T
A
A
G
T
A
C
T
A
A
T
DNA的平面结构图
步骤1 DNA解旋：
RNA聚合酶
RNA
聚合酶
可以将DNA双链解开
A
G
T
A
C
T
A
A
T
A
G
C
U
G
A
C
G
G
U
U
U
RNA
聚合酶
DNA一条链
（模板链）
原料：游离的4种核糖核苷酸
以DNA的一条链为模板合成RNA
A
G
T
A
C
T
A
A
T
A
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
步骤2　配对：游离的核糖核苷酸根据碱基互补配对原则与DNA分子模板链中相应的脱氧核苷酸连接起来
A
G
T
A
C
T
A
A
T
A
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
步骤3 连接：RNA聚合酶（形成磷酸二酯键）
A
G
T
A
C
T
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
A
A
G
T
A
C
T
A
A
T
G
C
G
A
C
G
U
U
G
U
U
A
A
G
T
A
C
T
A
A
T
G
C
G
A
C
G
U
G
U
U
A
A
A
G
T
A
C
T
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
A
A
U
A
G
T
A
C
T
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
A
A
U
A
A
G
T
A
C
T
A
A
T
G
C
G
C
G
G
U
U
A
A
U
A
U
A
G
T
A
C
T
A
A
T
G
G
C
G
G
U
U
A
A
U
A
U
C
A
G
T
A
C
T
A
A
T
G
G
C
G
G
U
U
A
A
U
A
U
C
转录合成1条mRNA(单链)
DNA
模板链
A
G
T
A
C
T
A
A
T
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
核孔
DNA
细胞核
步骤4 释放： mRNA从模板链上脱落，通过核孔进入细胞质
中,DNA恢复双螺旋结构。
碱基配对情况
DNA
A
T
G
C
RNA
U
A
C
G
转录过程中碱基配对
有四种方式：
A与U
T与A
G与C
C与G
转录过程
解旋→配对→聚合→释放与恢复
边
解
旋
边
转
录
复 制 转 录
时间
场 所
解 旋
模 板
原 料
酶
能 量
碱基配对
产 物
生长发育过程
主要是细胞核
主要是细胞核
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
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
解旋酶、
DNA聚合酶
RNA聚合酶
ATP
ATP
A—T T—A
G—C C—G
A—U T—A
G—C C—G
子代DNA
RNA
有丝分裂间期和减数
第一次分裂前的间期
基因的表达：____________________________________________
一、RNA
1、DNA与RNA在分子结构上的区别
DNA（____________） RNA（________）
五碳糖 ________________ ____________
碱基 __种：____________ __种： ____________ 共__种
基本单位 __________（__种） __________（__种） 共__种
核苷酸链 __链 __链，较__，配对__________
2、细胞中RNA的种类
①________（______）：____________________________
②________（______）：__________
③__________（______）：__________
二、转录：DNA→mRNA
1、场所：______________________________
2、时期：______________ DNA A T G C
3、过程：解旋→配对→聚合→DNA恢复 mRNA _________
4、条件 ____：____________________
____：______________
____：____
____：____________________________
蛋白质（性状）
DNA（基因）
mRNA
转录
翻译
DNA（基因）
mRNA
脱氧核糖核酸
脱氧核糖C5H10O4
核糖核酸
核糖C5H10O5
4
A、G、C、T
4
A、G、C、U
5
脱氧核苷酸
4
核糖核苷酸
4
8
双
单
短
无或不完全
信使RNA
mRNA
将遗传信息从DNA传递给蛋白质
转运RNA
tRNA
运输氨基酸
核糖体RNA
rRNA
构成核糖体
主要在细胞核中，线粒体、叶绿体
除细胞分裂期外
U A C G
模板
DNA（基因）的一条链
原料
4种核糖核苷酸
能量
ATP
酶
RNA聚合酶（催化解旋和聚合）
三、翻译：mRNA→蛋白质（多肽）
1、场所：_____________________________________________
2、时期：________
3、条件 ____：______
____：___________
____、___、_____
4、密码子：存在于______上的决定__________的____________
①共有___种 ___种→___种氨基酸（__起始密码子）
___种___________
②特点 _______：____________________________
_______：____________________________
5、tRNA：________：可与mRNA上的______互补配对
一种tRNA_________________种氨基酸，tRNA共有___种
6、过程①核糖体与mRNA结合后移动，移至___________时开始翻译
②核糖体与mRNA结合的部位会形成___个tRNA的结合位点，tRNA相继携带
氨基酸进入结合位点，其上的_________与_______互补配对
③前一氨基酸通过与后一氨基酸形成_____而转移到后一个tRNA上
④_______沿_______移动，读取下一个密码子，前一个tRNA离开
⑤重复上述过程，直至读取到___________时，核糖体脱离，翻译结束
⑥少量mRNA分子可以迅速合成出大量蛋白质的原因：______________________________________________________________
RNA上的碱基序列→氨基酸序列
游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
二 翻译：
场所：
模板：
原料：
条件：
产物：
细胞质中（核糖体）
mRNA
各种氨基酸
酶、ATP
多肽或蛋白质
mRNA如何把信息传给蛋白质？
思考一下：
组成生物体蛋白质的氨基酸：
信使RNA的碱基：
21种
4种
如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种。
如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定___种。
4
16
64
如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种。
就4种碱基如何决定20种氨基酸呢？
实验验证：1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由mRNA的3个相邻碱基决定，即三联体密码子。
信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。
密码子:
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密码子
密码子
密码子
据图表思考：
1、密码子共有 种，决定氨基酸合成蛋白质的密码子有 种。
2、有 种终止密码子，它是多肽链停止合成的信号,不编码任何氨基酸。
3、有 种起始密码子，它是多肽链开始合成的信号，也编码一个氨基酸。
4、查查亮氨酸有 种密码子。
64
61
3
2
6
密码子的特性：
1、简并性：
一种氨基酸有两种或两种以上的对应密码子的情况 。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。（但是除终止密码子外，一种密码子对应一种氨基酸）。
2、通用性：
地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。说明生物是由共同的原始祖先进化而来的,彼此之间存在着亲缘关系.
3、不间断性：
4、不重叠性：
既然信使RNA上的密码子决定氨基酸，那么对应的氨基酸如何找到它所在的位置？需要什么工具把氨基酸运转过来？最后有谁来合成蛋白质？
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密码子
密码子
密码子
转运RNA(tRNA)与反密码子
1、tRNA种类很多，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
2、tRNA链经过折叠，像三叶草的叶形。一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基。
3、3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，成为反密码子。
4、如某个氨基酸对应多种密码子，所以也对应多种tRNA（反密码子）。
三叶草形
可与mRNA上的密码子互补配对
结合氨基酸的部位
碱基配对
反密码子
一种tRNA只能识别、运输一种氨基酸
tRNA（反密码子）有几种？20？64？61？
61
终止密码子没有对应的tRNA
一种tRNA→_____种氨基酸、_____种密码子
一种氨基酸→_______种tRNA（反密码子）
一或多
一
一
③ ② ①
碱基顺序 ①② ③
翻译的过程
翻译的过程
核糖体在移动
mRNA不动
在细胞质中翻译是一个快速的过程，少量mRNA分子可以迅速合成出大量蛋白质？
原因：
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。(合成的肽链相同）
肽链短
肽链长
肽链合成方向
三、翻译：mRNA→蛋白质（多肽）
1、场所：_____________________________________________
2、时期：________
3、条件 ____：______
____：___________
____、___、_____
4、密码子：存在于______上的决定__________的____________
①共有___种 ___种→___种氨基酸（__起始密码子）
___种___________
②特点 _______：__________________________
_______：____________________________
5、tRNA：________：可与mRNA上的______互补配对
一种tRNA_________________种氨基酸，tRNA共有___种
6、过程
①核糖体与mRNA结合后移动，移至___________时开始翻译
②核糖体与mRNA结合的部位会形成___个tRNA的结合位点，tRNA相继携带
氨基酸进入结合位点，其上的_________与_______互补配对
③前一氨基酸通过与后一氨基酸形成_____而转移到后一个tRNA上
④_______沿_______移动，读取下一个密码子，前一个tRNA离开
⑤重复上述过程，直至读取到___________时，核糖体脱离，翻译结束
⑥少量mRNA分子可以迅速合成出大量蛋白质的原因：______________________________________________________________
核糖体（细胞质基质、内质网、线粒体、叶绿体等）
任何时期
模板
mRNA
原料
21种氨基酸
能量
酶
tRNA
mRNA
1个氨基酸
3个相邻碱基
64
61
21
含
3
终止密码子
简并性
一种氨基酸可对应多种密码子
通用性
几乎所有生物共用一张密码子表
反密码子
密码子
只能识别、运输一
61
起始密码子
2
反密码子
密码子
肽键
mRNA
核糖体
终止密码子
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
基因表达的过程
转录
CAT GCA
GTA CGT
DNA
mRNA
GUA CGU
翻译
GCA
多肽
缬氨酸－精氨酸
tRNA
（模板链）
CAU
数量关系：（不考虑终止密码子）
1个氨基酸→___个mRNA碱基
　　　　 →___个DNA碱基
　 →___个密码子
　　　　 →___个tRNA
3
6
1
1
（氨基酸自行查表）
注意计算中的“最多”与“最少”分析：
（1）翻译时，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。同样基因和DNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
（2）如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质最多有n/3个氨基酸。
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
复
制
基因的表达：
真核细胞：转录主要发生在细胞核内，翻译发生在细胞质中核糖体内。所以转录和翻译不在同一空间，也不在同一时间。
原核细胞：转录和翻译都发生在细胞质内。所以转录和翻译在同一空间，也在同一时间。即可以同时进行，边转录边翻译。
复制 转录 翻译
时间
场所
模板
原料
条件
配对方式
产物
信息传递
特点
间期
生长发育的整个过程
主要细胞核
主要细胞核
细胞质（核糖体）
DNA两条母链
DNA的一条链
mRNA
模板、原料、
能量、酶
模板、原料、
能量、酶
模板、原料、
能量、酶
四种
四种
四种
两个相同的DNA
RNA
多肽→蛋白质
DNA→ DNA
DNA→ RNA
RNA→蛋白质
半保留复制，
边解旋边复制
边解旋边转录
一个mRNA分子可
与多个核糖体结合
游离脱氧核苷酸4种
游离核糖核苷酸4种
氨基酸约21种
DNA
mRNA
蛋白质
转录
翻译
脱氧核苷酸序列
决定
核糖核苷酸序列
决定
氨基酸序列
遗传信息
决定
遗传密码
决定
基因
表现出性状
在细胞核内进行转录
在细胞质中进行翻译
A
密码子
精氨酸
氨基酸
转运RNA
G
信使RNA
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
模板链
1． tRNA与mRNA碱基互补配对现象可出现在真核细胞的（ ）
A．细胞核中 B． 核糖体上 C．核膜上 D．核孔处
2．下列对tRNA的描述，正确的是（ ）
A．每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸
B．每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它
C．转运RNA能识别信使RNA上的密码子
D．转运RNA转运氨基酸到细胞核内
3．下列关于密码子的叙述中，错误的是（ ）
A．一种氨基酸可能有多种与之对应的密码子
B．GTA肯定不是密码子
C．每种密码子都有与之对应的氨基酸
D．信使RNA上的GCA在人细胞中和猪细胞中决定的是同一种氨基酸
B
C
C
4．一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则该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，依次为（ ）
A．33、11 B．36 、12
C． 12 、36 D． 11 、36
5．已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是（ ）
A．12 B．24 C．18 D．30
6．一个基因中的碱基A＋T为70%，其转录成的信使RNA上的U为25%，则信使RNA上的碱基A为（ ）
A．10% B．25%
C．45% D．以上三者都错
B
D
C
谢谢各位！

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