陜西省石泉縣高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 4.3.1 基因控制蛋白質(zhì)的合成課件 蘇教版必修2.ppt

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1、分析圖解，研究以下內(nèi)容： 染色體與DNA的關(guān)系 ； DNA與基因的關(guān)系； 基因與染色體的關(guān)系。,圖2,圖3,圖1,一、基因的概念,1.基因概念的由來(lái)：,,,20世紀(jì)50年代，沃森 .克里克提出DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)理論，證明了基因的化學(xué)本質(zhì)是DNA，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。,,2、基因、DNA和染色體的關(guān)系：,染色體,,1、染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成；一般情況下，每個(gè)染色體含有一個(gè)DNA分子。,2、 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，每個(gè)DNA上有許多個(gè)基因,3 染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系：,脫氧核苷酸,DNA的基本功能,1、通過(guò)復(fù)制，在后代的傳種接代中傳遞遺傳信息 2、在后

2、代的個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，使遺傳信息得以表達(dá),遺傳信息是指基因中脫氧核苷酸的排列順序,遺傳信息表達(dá)的結(jié)果是什么？,使得生物體表現(xiàn)出不同的性狀。,生物體的性狀是通過(guò)什么體現(xiàn)出來(lái)的？,蛋白質(zhì)是生物體性狀的體現(xiàn)者,基因是控制生物性狀的基本單位,基因通過(guò)指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成來(lái)體現(xiàn)生物性狀,問(wèn)題 基因能否直接控制蛋白質(zhì)的合成？為什么？,,1、DNA（基因）主要存在于哪里？ 2、蛋白質(zhì)在何處合成？,DNA,,主要存在于細(xì)胞核中,在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上進(jìn)行,,指導(dǎo),,通過(guò)RNA作為信使,蛋白質(zhì),,科學(xué)研究：,1955年有人曾用洋蔥根尖和變形蟲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如果加入RNA酶分解細(xì)胞中的RNA，蛋白質(zhì)合成就停止，而如果再加進(jìn)了從

3、酵母中提取出來(lái)的RNA，則又可重新合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。,該實(shí)驗(yàn)我們能得到什么樣的結(jié)論？,結(jié) 論 RNA與蛋白質(zhì)合成有關(guān),為什么RNA適于作DNA的信使呢?,核糖核苷酸,1 RNA的結(jié)構(gòu)、種類和功能,（1）RNA的結(jié)構(gòu)：組成單位是核糖核苷酸,圖4-1核糖與脫氧核糖,,腺嘌呤核糖核苷酸,胞嘧啶核糖核苷酸,,尿嘧啶核糖核苷酸,鳥嘌呤核糖核苷酸,通常呈單鏈,2、RNA的結(jié)構(gòu),構(gòu)成核酸的堿基共 種，核苷酸共 種。,5,8,脫氧核苷酸,核糖核苷酸,脫氧核糖,核 糖,A T C G,A U C G,通常雙螺旋結(jié)構(gòu),一般單鏈結(jié)構(gòu),細(xì)胞核,細(xì)胞質(zhì),很大,比較小,在人體內(nèi)，由A、T、C三種堿基參與構(gòu)成的核苷

4、酸共有（） A種B種 C種D種,反饋評(píng)價(jià)：,,RNA 的種類,信使 RNA mRNA,核糖體 RNA rRNA,轉(zhuǎn)運(yùn) RNA tRNA,,2、RNA的類型,信使RNA（m RNA）：轉(zhuǎn)錄遺傳信息，翻譯的 模板，即傳遞遺傳信息的作用。,轉(zhuǎn)運(yùn)RNA （t RNA ）：識(shí)別密碼子，運(yùn)輸特定 氨基酸，呈三葉草型結(jié)構(gòu)。,核糖體RNA （r RNA ）：核糖體的組成成分。,為什么RNA適于做DNA的信使呢？,它也是由基本單位核苷酸連接而成，由核糖、磷酸、堿基共同組成核苷酸，它也能儲(chǔ)存遺傳信息。,在RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”，因RNA中沒有T，DNA

5、中沒有U，所以當(dāng)RNA與DNA有關(guān)系時(shí)，U與A配對(duì)。,RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過(guò)核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。,3、RNA適于做DNA的信使的原因：,問(wèn)題： DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？ mRNA又是怎樣將獲得的信息體現(xiàn)的蛋白質(zhì)上？,基因控制蛋白質(zhì)合成的過(guò)程，可分為兩個(gè)步驟:,第一步是基因的遺傳信息傳遞給mRNA，此步可稱為“轉(zhuǎn)錄”；,第二步mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)通過(guò)指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成來(lái)表達(dá)信息，此步可稱為“翻譯”。,轉(zhuǎn)錄,翻譯,在細(xì)胞核內(nèi)，以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過(guò)程。,DNA雙鏈解旋；,游離的核糖核苷酸與模板鏈進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)；,相鄰的核糖核苷酸通過(guò)RNA

6、聚合酶連接起來(lái)；,合成的mRNA鏈從DNA鏈上釋放，DNA雙鏈恢復(fù)。,解旋酶,DNA模板鏈,游離的核糖核苷酸,堿基互補(bǔ)配對(duì),RNA聚合酶,mRNA鏈,轉(zhuǎn)錄,能量,4、轉(zhuǎn)錄,游離的核糖核苷酸,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,mRNA,1、DNARNA如何轉(zhuǎn)錄，特點(diǎn)是什么？,問(wèn)題：,2、轉(zhuǎn)錄的單位是什么？,3、DNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？,4、DNA鏈完全解開嗎？,5、在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中堿基互補(bǔ)配對(duì)原則有什么特殊情況？,遺傳信息的轉(zhuǎn)錄,場(chǎng)所：,產(chǎn)物：,模板：,原料：,條件：,堿基互補(bǔ)配對(duì)：,細(xì)胞核（主要）、線粒體、葉綠體,4種核糖核苷酸,DNA的一條鏈,mRNA,模版、原料、ATP、酶（解旋酶、

7、RNA聚合酶）,GC、CG、TA、AU,遺傳信息流動(dòng)：,時(shí)間：,生命進(jìn)程中,定義：在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板，合成 mRNA的過(guò)程。,思考與討論 1、轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有什么共同之處？ 這對(duì)保證遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄有什么意義？ 2、轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的 DNA單鏈的堿基序列有哪些異同？ 與該DNA另一條鏈的堿基序列有哪些異同？,場(chǎng)所、模板、原則相同,保證了遺傳的穩(wěn)定性,堿基互補(bǔ),排序相同，但是T換成U,小結(jié)：,課堂練習(xí)：,1構(gòu)成人體的核酸有兩種，構(gòu)成核酸的基本單位 核苷酸有多少種？堿基有多少種？ A2種 4種 B4種 4種 C5種 5種 D8種

8、5種,D,2細(xì)胞內(nèi)與遺傳有關(guān)的物質(zhì)，從復(fù)雜到簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu) 層次是 ADNA染色體脫氧核苷酸基因 B染色體脫氧核苷酸DNA基因 CDNA染色體基因脫氧核苷酸 D染色體DNA基因脫氧核苷酸,D,3下列哪一組物質(zhì)是RNA的組成成分 A脫氧核糖核酸和磷酸 B脫氧核糖、堿基和磷酸 C核糖、堿基和磷酸 D核糖、嘧啶和核酸 4DNA分子的解旋發(fā)生在 過(guò)程中 A復(fù)制 B轉(zhuǎn)錄 C翻譯 D復(fù)制和轉(zhuǎn)錄,C,D,5果蠅的遺傳物質(zhì)由 種核苷酸組成 A2 B4 C5 D8,B,6一個(gè)DNA分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種多少個(gè) mRNA A一種一個(gè) B一種多個(gè) C多種多

9、個(gè) D無(wú)數(shù)種無(wú)數(shù)個(gè),C,7煙草、煙草花葉病毒、T2噬菌體中含有 的物質(zhì)，下列敘述正確的是 A核酸的種類依次是2、1、2 B核苷酸的種類依次是8、5、4 C五碳糖的種類依次是2、2、1 D含N堿基的種類依次是5、4、4,D,8mRNA上有25的腺嘌呤，35的尿嘧 啶，則轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子上腺嘌 呤占?jí)A基總數(shù)的 ,A50% B25% C30% D35%,C,轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？mRNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？,mRNA通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，開始它新的歷程翻譯。,二、遺

10、傳信息的翻譯,遺傳信息的翻譯,1、概念：,游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。,堿基與氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是怎樣的？,mRNA：,堿基的數(shù)量,排列順序,種類,蛋白質(zhì)：,氨基酸的數(shù)量,排列順序,種類,,決定,,決定,,決定,?種,?種,4,20種,實(shí)驗(yàn)證明：1961年英國(guó)的克里克和同事用實(shí)驗(yàn)證明了一個(gè)氨基酸是由mRNA上的3個(gè)堿基決定的，即mRNA上的3個(gè)相鄰的堿基決定一個(gè)氨基酸，把mRNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰堿基叫做三聯(lián)體密碼子,到底是如何決定的呢？,2、遺傳密碼：,遺傳學(xué)上把mRNA中決定氨基酸的不同堿基排列順序，叫做“遺傳密碼”。把其中決

11、定一個(gè)氨基酸的相鄰的三個(gè)堿基叫做密碼子。,,第1個(gè)字母 第2個(gè)字母 第3個(gè)字母 密碼子 苯丙氨酸 U U U UUU,,,,？,,,精氨酸 A G G AGG,終止密碼子： 、 、_____ 種類 起始密碼子： （甲硫氨酸） （ 種） _______（纈氨酸） 編碼氨基酸的密碼子______種 所有生物的密碼子是 的。,61,64,一種密碼子決定一種氨基酸，但一種氨基酸可以由 不同的密碼子決定。,1種或幾種,相同,,AUG,GUG,UAA,UAG,UGA,a、一種氨基酸可以和多個(gè)密碼子相對(duì)應(yīng) b、一個(gè)密碼子只和一種氨基酸相對(duì)應(yīng) c、二

12、個(gè)密碼子（AUG、GUG）可以作為起始密碼，同時(shí)可以決定氨基酸。三個(gè)終止密碼（UAA、UAG、UGA）不決定任何氨基酸。 d、氨基酸的種類；20種 密碼子的種類：64種（61種有義密碼）,從遺傳密碼表中可看出：,c、簡(jiǎn)并性：一種氨基酸有兩種以上的密碼子的情況 。,遺傳密碼的特性：,a、有3個(gè)終止密碼，沒有對(duì)應(yīng)的氨基酸，所以，在64個(gè)遺傳密碼中，能決定氨基酸的遺傳密碼子只有61個(gè)。,b、通用性：地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。,對(duì)應(yīng)的氨基酸序列為：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸絲氨酸賴氨酸脯氨酸,1、mRNA的堿基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG, 你能寫出對(duì)應(yīng)

13、的氨基酸序列嗎？,2、地球上幾乎所有的生物體都共用上述密碼子表。根據(jù)這一事實(shí)說(shuō)明什么？,說(shuō)明地球上所有的生物都有著或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系，或者生物都具有共同的遺傳語(yǔ)言，或者生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。,思考和討論,3、從密碼子表可以看出，一種氨基酸可能由幾個(gè)密 碼子決定，這一現(xiàn)象稱做密碼的簡(jiǎn)并性。你認(rèn)為 密碼的簡(jiǎn)并性對(duì)生物體的生存發(fā)展有什么意義？,從密碼子的簡(jiǎn)并性我們能夠認(rèn)識(shí)到： 如果密碼子中的一個(gè)堿基發(fā)生變化，可能影響到蛋白質(zhì)氨基酸的種類，也有可能蛋白質(zhì)的氨基酸種類不發(fā)生變化（例如GAU、GAC都決定天冬氨酸） 這就保證了生物遺傳的相對(duì)穩(wěn)定性。又使生物出現(xiàn)變異，從而促進(jìn)生物的發(fā)展變化。,C,已知A

14、UG、GUG為起始密碼子，UAA、UAG、UGA為終止密碼子，某原核生物的一個(gè)信使RNA的堿基排列順序如下：A-U-U-C-G-A-U-G-A-C.(40個(gè)堿基).C-U-C-U-A-G-A-U-C-U,此信使RNA控制合成的蛋白質(zhì)含氨基酸的個(gè)數(shù)是（ ） A、20個(gè) B、15個(gè) C、 16個(gè) D、18個(gè),練一練,問(wèn)題：氨基酸是怎樣運(yùn)送到核糖體上的呢？,通過(guò)tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA或運(yùn)輸RNA）從細(xì)胞質(zhì)中運(yùn)送到核糖體上,三葉草形,有臂,一端可攜帶氨基酸,有環(huán),另一端有三個(gè)堿基,tRNA的分子結(jié)構(gòu),3、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA),天冬氨酸,異亮氨酸,轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)：分子結(jié)構(gòu)呈三葉草形

15、，其“葉柄”端能與一個(gè)特定的氨基酸結(jié)合，“葉片”端有三個(gè)特殊的堿基稱為“反密碼子”，能與mRNA上的“密碼子”相識(shí)別。反密碼子的種類：61種。,小飛守角制作,若某肽鏈的第一個(gè)氨基酸的密碼子為AUG， 那么控制這個(gè)氨基酸的DNA模板鏈上相應(yīng)的 三個(gè)堿基的順序應(yīng)為 AUAC BAUG CATG DTAC,D,D,一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的3個(gè)堿基為CGA，此RNA 運(yùn)載的氨基酸是 A酪氨酸（UAC） B谷氨酸（GAG） C精氨酸（CGA） D丙氨酸（GCU）,細(xì)胞質(zhì),4、過(guò)程,,核糖體,mRNA與核糖體結(jié)合,1、起始階段,,tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì) .,,

16、tRNA將氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到mRNA上的相應(yīng)位置,翻譯過(guò)程,,,兩個(gè)氨基酸分子縮合,,縮合,翻譯過(guò)程,,亮氨酸,,核糖體隨著mRNA滑動(dòng).另一個(gè)tRNA上的堿基與mRNA上的密碼子配對(duì).,翻譯過(guò)程,,亮氨酸,,,一個(gè)個(gè)氨基酸分子縮合成鏈狀結(jié)構(gòu),,翻譯過(guò)程,,,亮氨酸,天門冬酰氨,,tRNA離開，再去轉(zhuǎn)運(yùn)新的氨基酸,翻譯過(guò)程,,,亮氨酸,天門冬酰氨,異亮氨酸,,以mRNA為模板形成了有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì),翻譯過(guò)程,在細(xì)胞質(zhì)中，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。,mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中與核糖體結(jié)合；, 攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入核糖體和mRNA上的密碼子進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)；, 相鄰兩個(gè)

17、氨基酸通過(guò)肽鍵連接；, 核糖體移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子，使其他tRNA攜帶氨基酸能進(jìn)入其中而不斷合成多肽鏈；, 重復(fù)，直到核糖體讀取到mRNA的終止密碼，翻譯結(jié)束。,細(xì)胞質(zhì)核糖體,mRNA,核孔,tRNA,密碼子配對(duì),氨基酸,多肽,終止密碼,小結(jié)：,,,,,,場(chǎng)所：,產(chǎn)物：,模板：,原料：,條件：,細(xì)胞質(zhì)（核糖體）,mRNA,蛋白質(zhì),氨基酸,ATP、酶,、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）,堿基互補(bǔ)配對(duì)：,,GC、CG、UA、AU,遺傳信息流動(dòng)：,,,時(shí)間：,生命進(jìn)程中,(3)圖中合成多肽鏈的原料來(lái)自 和 。,(2)該過(guò)程不可能發(fā)生在 A、神經(jīng)細(xì)胞 B、肝細(xì)胞 C、成熟的紅細(xì)胞 D、脂肪細(xì)胞,,(1)

18、圖中所示屬于基因控制蛋白質(zhì)合成過(guò)程中的 步驟，該步驟發(fā)生在細(xì)胞的部分,C,1、下圖為人體內(nèi)蛋白質(zhì)合成的一個(gè)過(guò)程。據(jù)圖分析回答,體外食物攝取,人體細(xì)胞自身合成,翻譯,核糖體 (細(xì)胞質(zhì)),基因控制蛋白質(zhì)合成的過(guò)程,DNA的遺傳信息,,mRNA的遺傳信息,,蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序,轉(zhuǎn)錄,翻譯,小飛守角制作,某基因中含有1200個(gè)堿基，則由它控制合成的一條肽鏈的最多含有肽鍵的個(gè)數(shù)是 ( ) A198個(gè) B199個(gè) C200個(gè) D201個(gè),B,基因中堿基數(shù)：mRNA中堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù) 6 ： 3 ： 1,ACUGGAUC U,mRNA,tRNA,UGA CCU AGA,

19、蘇氨酸甘氨酸絲氨酸,,轉(zhuǎn)錄,翻譯,蛋白質(zhì),,密碼子,ACU GGA UCU,DNA,ACTGGATC T TGACCTAGA,肽鍵 肽鍵,,,,3、真核細(xì)胞中復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較,細(xì)胞分裂間期,細(xì)胞核,DNA的兩條鏈均為模板,四種脫氧核苷酸,DNA聚合酶等,ATP,A-T、G-C,半保留復(fù)制 邊解旋邊復(fù)制,2個(gè)子代DNA分子,生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程,細(xì)胞核,基因的一條鏈為模板,四種核糖核苷酸,RNA聚合酶等,ATP,A-U、T-A G-C ，C-G,邊解旋邊轉(zhuǎn)錄,1個(gè)信使RNA,生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程,細(xì)胞質(zhì),mRNA為模板,二十種氨基酸,特定的酶等,ATP,mRNA與tRNA配對(duì) A-U, G-C,多

20、個(gè)特定氨基酸順序的蛋白質(zhì),課堂練習(xí)：,1DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯分別形成 ADNA、RNA、蛋白質(zhì) BRNA、DNA、多肽 CRNA、DNA、核糖體 DRNA、DNA、蛋白質(zhì),A,2遺傳密碼位于 A蛋白質(zhì)分子上 BDNA分子上 CRNA分子上 D信使RNA分子上,D,3一條多肽鏈中有氨基酸1000個(gè)，則作為合成 該多肽的模板信使RNA和用來(lái)轉(zhuǎn)錄信使RNA 的DNA分子分別至少要有堿基多少個(gè) A3000個(gè)和3000個(gè) B1000個(gè)和2000個(gè) C3000個(gè)和6000個(gè) D2000個(gè)和4000個(gè),C,基因中堿基數(shù)：mRNA中堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù) 6 ： 3 ： 1,4某DNA片段所轉(zhuǎn)錄的mRNA中U%28%，A%18%，則個(gè)DNA片段中T%和G%分別占（ ）。,A. 46%,54% B.23%,27% C.27%,23% D.46%,27%,B,= (Am+Um)% = (Gm+Cm)%,A,,,密碼子,精氨酸,氨基酸,,,,tRNA,,G,,mRNA,,G,,,,G,DNA 雙鏈,,,,,,,,,,,,,,,5根據(jù)在蛋白質(zhì)生物合成中遺傳信息傳遞的規(guī)律，在下面表格數(shù)碼中填入相應(yīng)的字母：,C,C,C,A,A,T,C,G,U,C,G,