高中生物基因指導蛋白質(zhì)的合成同課異構課件新人教版必修

1、第第4 4章章 基因的表達基因的表達第第1 1節(jié)節(jié) 基因指導蛋白質(zhì)的合成基因指導蛋白質(zhì)的合成 問題探討：問題探討：科學家實驗科學家實驗：19551955年，有人分別用洋蔥根尖年，有人分別用洋蔥根尖和變形蟲進行實驗。如果往洋蔥根尖細胞和和變形蟲進行實驗。如果往洋蔥根尖細胞和變形蟲中加入變形蟲中加入RNARNA酶分解細胞質(zhì)中的酶分解細胞質(zhì)中的RNA,RNA,細細胞中的蛋白質(zhì)合成就會停止。而再加進從酵胞中的蛋白質(zhì)合成就會停止。而再加進從酵母菌中提取的母菌中提取的RNARNA，則又能夠合成一定數(shù)量，則又能夠合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。的蛋白質(zhì)。 實驗結果表明：實驗結果表明： 蛋白質(zhì)合成顯然跟蛋白質(zhì)合成顯然跟

2、RNARNA有關有關材料分析材料分析基因指導蛋白質(zhì)的合成基因指導蛋白質(zhì)的合成主要在細胞核主要在細胞核在細胞質(zhì)進行在細胞質(zhì)進行通過通過RNARNARNA充當了兩者之間信使。充當了兩者之間信使。AGTCCGAU三種三種RNA示意圖示意圖信使信使RNARNA： 遺傳信息傳遞的媒介遺傳信息傳遞的媒介核糖體核糖體RNARNA： 與蛋白質(zhì)構成核糖體與蛋白質(zhì)構成核糖體轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運RNARNA： 轉(zhuǎn)運氨基酸的工具轉(zhuǎn)運氨基酸的工具DNADNA和和RNARNA的比較的比較脫氧核苷酸脫氧核苷酸脫氧核糖脫氧核糖A A、T T、G G、C C雙鏈雙鏈核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖A A、U U、G G、C C單鏈單鏈原因：1

3、、它的基本結構與12RNA一般是單鏈，而且比DNA 一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 DNA mRNATCATG T TT AAG T AC A A A T DNADNA（基因）的平面結構圖（基因）的平面結構圖轉(zhuǎn)錄的過程轉(zhuǎn)錄的過程 解旋解旋AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU轉(zhuǎn)錄的模板與原料轉(zhuǎn)錄的模板與原料AG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA 聚合酶聚合酶轉(zhuǎn)錄的條件轉(zhuǎn)錄的條件AG T AC A A A T AGCGACGGUUUU轉(zhuǎn)錄遵循的原則轉(zhuǎn)錄遵循的原則AG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T

4、 GCGACGGUUU UAAG T AC A A A T GCGACGUUGU UAAG T AC A A A T GCGACGUGU UAUAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAAG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA UAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CmRNA 細胞質(zhì)細胞質(zhì) 細胞核細胞核 核核 孔孔mRNAmRNA在細胞核中合成在細胞核中合成AG T AC A A A T GU UAU

5、UA U CDNADNAmRNAmRNAAG T AC A A A T UCAUG A UUAmRNA 細胞質(zhì)細胞質(zhì) 細胞核細胞核mRNAmRNA通過核孔進入細胞質(zhì)通過核孔進入細胞質(zhì)UCAUG A UUAmRNATCATG T TT AAG T AC A A A T AG T AC A A A T GU UAU UA U CmRNA模板鏈模板鏈非模板鏈非模板鏈模板鏈模板鏈（1）轉(zhuǎn)錄的定義：）轉(zhuǎn)錄的定義：？（2）轉(zhuǎn)錄的場所：）轉(zhuǎn)錄的場所：？（3）轉(zhuǎn)錄的模板：）轉(zhuǎn)錄的模板：？（4）轉(zhuǎn)錄的原料：）轉(zhuǎn)錄的原料：？（5）轉(zhuǎn)錄的條件：）轉(zhuǎn)錄的條件：？（6）轉(zhuǎn)錄時的堿基配對：）轉(zhuǎn)錄時的堿基配對：？（7）轉(zhuǎn)錄

6、的產(chǎn)物：）轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物：？在細胞核中，以在細胞核中，以DNA的的一條鏈一條鏈為模板合成為模板合成mRNA的的過程。細胞核細胞核。DNA分子的一條鏈分子的一條鏈。四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸。模板、原料、模板、原料、ATP（能量）、酶。（能量）、酶。 A T C GDNA RNA U A G CmRNA。按照堿基配對原則，1、寫出以b鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成的mRNA堿基序列，2、寫出b鏈對應的a鏈的堿基序列。DNA雙鏈雙鏈片段片段a鏈鏈b鏈鏈C G A A C C T C A C G C信使信使RNA比較比較mRNA和和b鏈，以及鏈，以及mRNA和和a鏈的堿基序列的差異。鏈的堿基序列的差異。G C T

7、T G G A G T G C GGCUUGGAGUGCG1、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的另一條鏈的堿基序列有哪些異同？ 2、轉(zhuǎn)錄與DNA復制有什么共同之處？這對保證遺傳信息的準確轉(zhuǎn)錄有什么意義？思考與討論思考與討論DNA復制和轉(zhuǎn)錄的對比復制和轉(zhuǎn)錄的對比對比項目復制轉(zhuǎn)錄場所模板原料產(chǎn)物遵循原則細胞核細胞核兩條母鏈兩條母鏈脫氧核苷酸脫氧核苷酸DNA分子分子(2個，相同個，相同)堿基互補配對堿基互補配對細胞核細胞核一條母鏈一條母鏈核糖核苷酸核糖核苷酸mRNA(1個個)堿基互補配對堿基互補配對問題情境 轉(zhuǎn)錄后進入細胞質(zhì)的mRNA仍是堿基序列，而不

8、是蛋白質(zhì)，那么mRNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸酸的種類數(shù)目和排列順序呢？ mRNA如何將遺傳信息翻譯成蛋白質(zhì)。UCAUG A UUAmRNA二、遺傳信息的翻譯二、遺傳信息的翻譯RNA RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)AA1AA2AA3AA4AA5AA6AA7AA8AA9AA10AA11AA12AA13AA14AA15AA16AA17AA18AA19AA20思考：思考： mRNAmRNA的四種堿基如何決定的四種堿基如何決定2020種氨基酸種氨基酸? ? 堿基和氨基酸之間的對應關系是怎樣的堿基和氨基酸之間的對應關系是怎樣的? ?A U C GA AC CU UG GA AC CU UG G 氨基酸

9、氨基酸A AC CU UG GA AC CU UG G 氨基酸氨基酸A AC CU UG GA AC CU UG G 氨基酸氨基酸4 (A.U.C.G)4 (A.U.C.G)4 (A.U.C.G)A AA UA CA GC AC UC CC GU AU UU CU GG AG UG CG GA U CG第一個第一個字母字母第二個字母第二個字母第三個第三個字母字母U UC CA AG GU U苯苯 丙丙 氨氨 酸酸絲絲 氨氨 酸酸酪酪 氨氨 酸酸半半 胱胱 氨氨 酸酸U U苯苯 丙丙 氨氨 酸酸絲絲 氨氨 酸酸酪酪 氨氨 酸酸半半 胱胱 氨氨 酸酸C C亮亮 氨氨 酸酸絲絲 氨氨 酸酸終終 止止

10、終終 止止A A亮亮 氨氨 酸酸絲絲 氨氨 酸酸終終 止止色色 氨氨 酸酸G GC C亮亮 氨氨 酸酸脯脯 氨氨 酸酸組組 氨氨 酸酸精精 氨氨 酸酸U U亮亮 氨氨 酸酸脯脯 氨氨 酸酸組組 氨氨 酸酸精精 氨氨 酸酸C C亮亮 氨氨 酸酸脯脯 氨氨 酸酸谷谷 氨氨 酰酰 胺胺精精 氨氨 酸酸A A亮亮 氨氨 酸酸脯脯 氨氨 酸酸谷谷 氨氨 酰酰 胺胺精精 氨氨 酸酸G GA A異異 亮亮 氨氨 酸酸蘇蘇 氨氨 酸酸天天 冬冬 酰酰 胺胺絲絲 氨氨 酸酸U U異異 亮亮 氨氨 酸酸蘇蘇 氨氨 酸酸天天 冬冬 酰酰 胺胺絲絲 氨氨 酸酸C C異異 亮亮 氨酸氨酸蘇蘇 氨氨 酸酸賴賴 氨氨 酸酸

11、精精 氨氨 酸酸A A甲甲 硫硫 氨氨 酸酸（起（起 始）始）蘇蘇 氨氨 酸酸賴賴 氨氨 酸酸精精 氨氨 酸酸G GG G纈纈 氨氨 酸酸丙丙 氨氨 酸酸天天 冬冬 氨氨 酸酸甘甘 氨氨 酸酸U U纈纈 氨氨 酸酸丙丙 氨氨 酸酸天天 冬冬 氨氨 酸酸甘甘 氨氨 酸酸C C纈纈 氨氨 酸酸丙丙 氨氨 酸酸谷谷 氨氨 酸酸甘甘 氨氨 酸酸纈纈 氨氨 酸酸（起（起 始）始）丙丙 氨氨 酸酸谷谷 氨氨 酸酸甘甘 氨氨 酸酸G GA AC CG GU UG GA AU UU UA AmRNA 氨基酸 氨基酸 氨基酸密碼子：密碼子：mRNAmRNA上決定氨基酸的三個上決定氨基酸的三個相鄰相鄰的堿基的堿基

12、密碼子密碼子遺傳密碼的特性：遺傳密碼的特性：2 2、共共6464個遺傳密碼，個遺傳密碼，其中有其中有3 3個終止密個終止密碼碼，沒有對應的氨，沒有對應的氨基酸?；帷Ｄ軟Q定氨基能決定氨基酸的遺傳密碼子只酸的遺傳密碼子只有有6161個個。3 3、通用性、通用性：地球上：地球上幾乎所有的生物共幾乎所有的生物共用一套密碼子表。用一套密碼子表。1 1、簡并性、簡并性：一種氨基酸有兩種以上的密碼子的情況：一種氨基酸有兩種以上的密碼子的情況 。在一定程度上能防止由于堿基的改變而導致的遺傳信息的改變。在一定程度上能防止由于堿基的改變而導致的遺傳信息的改變。mRNAC CA AC CG GU UG G A A

13、 U UU UA A U U A A A AU UA AC CU UA AAUG GUGUAA UAG UGA甲硫氨酸甲硫氨酸終止密碼子終止密碼子纈氨酸纈氨酸 起始密碼子起始密碼子編碼氨基酸的密碼子有編碼氨基酸的密碼子有6161種種氨基酸氨基酸氨基酸 氨基酸問題： mRNA進入細胞質(zhì)后與核糖體結合，合成生產(chǎn)蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”，那么游離在細胞之中的氨基酸是如何運到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的呢？ACGUG A UUA異亮氨酸甲硫氨酸谷氨酸亮氨酸t(yī)RNA“搬運工搬運工”1、細胞中的、細胞中的tRNA有多少種？有多少種？61種種2、tRNA和氨基酸轉(zhuǎn)運有何對應關系？和氨基酸轉(zhuǎn)運有何對應關系？每種每種t

14、RNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸。只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸。每種氨基酸可由一種或幾種每種氨基酸可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運。轉(zhuǎn)運。反密碼子與mRNA上的密碼子堿基互補配對專一性：UA C甲硫氨酸甲硫氨酸AC U 天門冬天門冬酰氨酰氨 核糖體核糖體mRNA mRNA 與核糖體結合與核糖體結合. .UACGUG A UUAU AU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天門冬天門冬酰氨酰氨 tRNA tRNA 上的反密碼子與上的反密碼子與 mRNAmRNA上的密碼子互補配對上的密碼子互補配對 .ACGUG A UUAU AUU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天門冬天門冬酰氨酰氨AUG 異亮氨酸異亮氨酸 t

15、RNA tRNA 將氨基酸轉(zhuǎn)運到將氨基酸轉(zhuǎn)運到 mRNAmRNA上的上的 相應位相應位置置 . .ACGUG A UUAU AUACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天門冬天門冬酰氨酰氨AUG 異亮氨酸異亮氨酸 兩個氨基酸分子脫水縮合兩個氨基酸分子脫水縮合縮合縮合ACGUG A UUAU AUACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天門冬天門冬酰氨酰氨AUG 異亮氨酸異亮氨酸 核糖體隨著核糖體隨著 mRNAmRNA滑動滑動. . 另一個另一個 tRNA tRNA 上的堿基與上的堿基與mRNAmRNA上的上的 密碼子配對密碼子配對. . ACGUG A UU

16、AU AUACGUG A UUA甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天門冬天門冬酰氨酰氨AUG 異亮氨酸異亮氨酸 一個個氨基酸分子縮合成鏈狀結構一個個氨基酸分子縮合成鏈狀結構ACGUG A UUAU AU甲硫氨甲硫氨酸酸CU A 天門冬天門冬酰氨酰氨AUG 異亮氨酸異亮氨酸 t tRNARNA離開，再去轉(zhuǎn)運新的氨基酸離開，再去轉(zhuǎn)運新的氨基酸ACGUG A UUAU AU 甲硫氨甲硫氨酸酸 天門冬天門冬酰氨酰氨 異亮氨酸異亮氨酸以以mRNAmRNA為模板形成了有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)為模板形成了有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì) . . ACGUG A UUAU AU一個一個mRNA分子同時結合多個核糖體分子同時結

17、合多個核糖體意義：少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)分子就可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)2.翻譯的場所： 3.翻譯時的模板：4.翻譯的原料：5.肽鏈由各相鄰的氨基酸通過 連接形成。 6.翻譯的條件: 7.翻譯時的堿基配對：8.產(chǎn)物: 肽鍵 A U C GmRNA t RNA U A G 細胞質(zhì)的核糖體mRNA游離的氨基酸模板、原料、能量、酶、工具蛋白質(zhì)(肽鏈)1.翻譯的概念： 課本P64階段階段項目項目轉(zhuǎn)錄（有解旋轉(zhuǎn)錄（有解旋）翻譯（無解旋）翻譯（無解旋）定義定義場所場所模板模板遺傳信息傳遺傳信息傳遞的方向遞的方向原料原料產(chǎn)物產(chǎn)物實質(zhì)實質(zhì)在細胞核中，以在細胞核中，以DNADNA的的一條

18、鏈為模板一條鏈為模板合成合成mRNAmRNA的過程。的過程。以以信使信使RNARNA為模板，合為模板，合成具有一定氨基酸順序成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程的蛋白質(zhì)的過程細胞核細胞核細胞質(zhì)的細胞質(zhì)的核糖體核糖體DNADNA的一條鏈的一條鏈信使信使RNARNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)4 4種核糖核苷酸種核糖核苷酸氨基酸氨基酸信使信使RNARNA一定氨基酸排列順序的多肽是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是遺傳信息的表達是遺傳信息的表達GAGUC A UGCmRNA轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 錄錄AGAGTCTG CT C CC AG A G T DNA翻翻 譯譯蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)纈氨酸纈氨酸組

19、氨酸組氨酸精氨酸精氨酸總結：基因指導蛋白質(zhì)的合成總結：基因指導蛋白質(zhì)的合成復制復制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯時間時間分裂間期生長發(fā)育的整個過程場所場所細胞核細胞核核糖體模板模板DNA兩條母鏈DNA的一條鏈mRNA原料原料 游離脫氧核苷酸4種 游離核糖核苷酸4種氨基酸約20種條件條件模板、原料、能量、酶模板、原料、能量、酶模板、原料、能量、酶配對A-T、T-AA-U、T-AA-U、U-A產(chǎn)物產(chǎn)物兩個相同的DNA一個mRNA多肽蛋白質(zhì)信息信息傳遞傳遞DNA DNADNA RNARNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯復制1、遺傳密碼的組成是（、遺傳密碼的組成是（ ）A、由、由A、T、G、C四種堿基中任何三個做四種堿基中任何三個做排列組合。排列組合。B、由、由A、U、G、C四種堿基中任何三個四種堿基中任何三個做排列組合。做排列組合。C、由、由A、T、G、C、U五種堿基中任何三五種堿基中任何三個做排列組合。個做排列組合。