山东省沂水县高中生物 第四章 基因的表达 4.1 基因指导蛋白质的合成课件 新人教版必修2.ppt

第4章基因的表达 第1节基因指导蛋白质的合成 1 信使RNA mRNA 功能 将DNA的遗传信息转录下来 传递至细胞质中的核糖体上 控制蛋白质的合成 2 转运RNA tRNA 功能 识别密码子 转运氨基酸 每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸 3 核糖体 rRNA 与核糖体的合成有关 RNA的种类 遗传信息的转录 1 转录 在细胞核内 以DNA的一条链为模板 合成RNA的过程 核孔 DNA双螺旋 细胞质 细胞核 DNA双螺旋 DNA双螺旋 DNA 游离的核糖核苷酸 以DNA的一条链为模板合成RNA 细胞质 细胞核 细胞质 细胞核 细胞质 细胞核 细胞质 细胞核 细胞质 细胞核 细胞质 细胞核 细胞质 细胞核 细胞质 细胞核 细胞质 细胞核 细胞质 细胞核 细胞质 细胞核 DNA的一条单链 mRNA 细胞质 细胞核 细胞质 细胞核 mRNA通过核孔进入细胞质 DNA的一条单链 mRNA mRNA通过核孔进入细胞质 细胞质 细胞核 DNA的一条单链 转录小结 场所 模板 原料 产物 条件 原则 主要在细胞核 DNA的一条链 游离的4种核糖核苷酸 模板 原料 能量 ATP 酶 RNA聚合酶 mRNA 碱基互补配对原则 A U T A C G G C 与DNA模板链碱基互补 但与非模板链碱基序列基本相同 只是用U代替T 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 叫做翻译 翻译 mRNA 碱基的数量 碱基排列顺序 碱基种类 蛋白质 氨基酸的数量 氨基酸顺序 氨基酸种类 决定 决定 决定 种 种 4种 20种 讨论 组成生物体蛋白质的氨基酸有20种 而RNA只有4种核苷酸 4种碱基AGCU如何决定20种氨基酸呢 翻译实质上是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列 mRNA中的碱基与氨基酸的对应关系是怎样的 碱基与氨基酸之间的对应关系 1 如果1个碱基决定1个氨基酸 4种碱基能决定多少种氨基酸 2 如果2个碱基编码一个氨基酸 最多能编码多少种氨基酸 3 一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基 才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸 41 4 42 16 43 64 足足有余 逻辑推理 一个碱基决定一个氨基酸 有种两个碱基决定一个氨基酸 有种三个碱基决定一个氨基酸 有种 4 16 64 三个碱基决定一个氨基酸 43 64 密码子 mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 密码子表查法例 CCU 脯氨酸 1 密码子总数是种 但决定氨基酸的密码子是种 2 一种密码子决定种氨基酸 但一种氨基酸可以由种不同的密码子决定 简并性 64 61 一 一种或多种 3 所有生物使用同一套密码 通用性 密码子简并性意义 如果密码子中的一个碱基发生变化 决定的氨基酸的种类可能不变 例如GAU GAC都决定天冬氨酸 保证了生物遗传的相对稳定性 几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度 密码子通用性说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的 遗传密码的特性 1 有3个终止密码 没有对应的氨基酸 所以 在64个遗传密码中 能决定氨基酸的遗传密码子只有个 问题 氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢 61 2 通用性 地球上几乎所有的生物共用一套密码子表 3 简并性 遗传密码中 除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外 其余氨基酸有2 3 4个或多至6个编码 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 转运RNA tRNA 3 端 天冬氨酸 异亮氨酸 呈三叶草形 其一端能是携带氨基酸的部位 另一端有3个碱基 每个tRNA的这三个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对 因而叫反密码子 甲硫氨酸 核糖体 3 tRNA的种类与决定氨基酸的密码子的种类是一一对应的 tRNA有多种 1 一种tRNA可以携带几种氨基酸 2 一种氨基酸只能由一种tRNA携带吗 只能携带一种 专一性 一种氨基酸可由一种或几种转运RNA来运输 tRNA有61种 细胞质 细胞质中的mRNA 核糖体 mRNA与核糖体结合 U C A U G A U U A A A U 亮氨酸 A C U 天门冬酰氨 tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对 U C A U G A U U A A A U 亮氨酸 A C U 天门冬酰氨 A U G 异亮氨酸 tRNA将氨基酸转运到mRNA上的相应位置 U C A U G A U U A A A U 亮氨酸 A C U 天门冬酰氨 A U G 异亮氨酸 两个氨基酸分子缩合 脱水缩合 A A U 亮氨酸 A C U 天门冬酰氨 A U G 异亮氨酸 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 亮氨酸 A C U 天门冬酰氨 A U G 异亮氨酸 一个个氨基酸分子缩合成链状结构 亮氨酸 天门冬酰氨 A U G 异亮氨酸 tRNA离开 再去转运新的氨基酸 亮氨酸 天门冬酰氨 异亮氨酸 以mRNA为模板形成有一定氨基酸顺序的蛋白质 翻译 场所 产物 模板 原料 条件 主要在细胞质中核糖体 线粒体和叶绿体中核糖体 mRNA 蛋白质 氨基酸 ATP 酶 转运RNA tRNA 碱基互补配对 G C C G U A A U 遗传信息流动 细胞核 细胞质的核糖体 DNA的一条链 信使RNA为模板 四种核糖核苷酸 20种氨基酸 特定的酶和ATP 单链的信使RNA 特定氨基酸顺序的蛋白质 DNA的一条链与mRNA配对 mRNA与tRNA配对 A 密码子 精氨酸 氨基酸 转运RNA G 信使RNA G G DNA双链 练习 1 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 2 密码子 是指 A 核酸上特定排列顺序的碱基B DNA特定排列顺序的碱基C 信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基D 转运RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基3 一个运转RNA的一端碱基为CGA 此运转RNA运载的氨基酸是 A 精氨酸 CGA B 丝氨酸 AGU C 谷氨酸 GAG D 丙氨酸 GCU C D 练习 4 某基因中含有1200个碱基 则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是 A 198个B 199个C 200个D 201个 B 基因中碱基数 mRNA中碱基数 蛋白质中氨基酸数 6 3 1 练习 5 某DNA片段所转录的mRNA中U 28 A 18 则个DNA片段中T 和G 分别占 46 54 B 23 27 C 27 23 D 46 27 B 细胞核 细胞质的核糖体 DNA的一条链 mRNA 4种核糖核苷酸 20种氨基酸 模板 原料 能量 酶 翻译还需tRNA mRNA 肽链 A U T AC G DNA RNA RNA 蛋白质 A U C G 细胞分裂间期 主要是细胞核 DNA的两条链 4种脱氧核苷酸 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 主要是细胞核 DNA的一条链 4种核糖核苷酸 RNA聚合酶等 ATP A U T AG C C G 边解旋边转录 DNA仍保留 1个mRNA 生长发育过程 核糖体 mRNA 20种氨基酸 特定的酶 ATP 密码子与反密码子配对 A U G C 肽链 1个mRNA分子可结合多个核糖体 提高合成蛋白质的速度 基因控制蛋白质合成的过程 数量 n 3n 6n