生物②必修4.1《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》PPT課件知識(shí)分享

1、生物必修4.1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成PPT課件問(wèn)題一：在現(xiàn)實(shí)生活中，我們能不能像電影問(wèn)題一：在現(xiàn)實(shí)生活中，我們能不能像電影侏羅紀(jì)公園侏羅紀(jì)公園中描述的那中描述的那樣，利用恐龍的樣，利用恐龍的DNA，使恐龍復(fù)活呢？，使恐龍復(fù)活呢？ 問(wèn)題二：如果能利用恐龍的問(wèn)題二：如果能利用恐龍的DNA使恐龍復(fù)活，你認(rèn)為主要要解決什么使恐龍復(fù)活，你認(rèn)為主要要解決什么問(wèn)題？問(wèn)題？ 電影電影侏羅紀(jì)公園侏羅紀(jì)公園片段片段基因如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄遺傳信息的轉(zhuǎn)錄遺傳信息的翻譯遺傳信息的翻譯問(wèn)題：?jiǎn)栴}：DNADNA主要主要存在細(xì)胞核中，而存在細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)合成是在細(xì)蛋白質(zhì)合成是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的，兩胞質(zhì)中進(jìn)行的

2、，兩者如何聯(lián)系起來(lái)的者如何聯(lián)系起來(lái)的呢？呢？一一 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 ( (一一) )RNARNA的結(jié)構(gòu)、分類和作用的結(jié)構(gòu)、分類和作用l當(dāng)細(xì)胞中只有當(dāng)細(xì)胞中只有RNA時(shí)，它是遺傳物質(zhì)；當(dāng)細(xì)胞時(shí)，它是遺傳物質(zhì)；當(dāng)細(xì)胞中含有中含有DNA時(shí)，時(shí)，RNA主要是負(fù)責(zé)主要是負(fù)責(zé)DNA遺傳信息遺傳信息的翻譯和轉(zhuǎn)錄。的翻譯和轉(zhuǎn)錄。DNARNA脫氧核糖脫氧核糖核糖核糖比較RNA與DNA結(jié)構(gòu)的不同 比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目DNADNARNARNA基本單位基本單位五碳糖五碳糖含氮堿基含氮堿基結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)主要存在部位主要存在部位脫氧核苷酸脫氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖脫氧核糖核糖核糖A A T T C G C

3、GA A U U C GC G雙鏈結(jié)構(gòu)雙鏈結(jié)構(gòu)多為單鏈結(jié)構(gòu)多為單鏈結(jié)構(gòu)細(xì)胞核細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)RNARNA的種類的種類信使信使 RNA(mRNA)RNA(mRNA)核糖體核糖體 RNA(rRNA)RNA(rRNA)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn) RNA(tRNA)RNA(tRNA)將將DNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄下來(lái)，以遺傳密碼的遺傳信息轉(zhuǎn)錄下來(lái)，以遺傳密碼的形式傳遞至細(xì)胞質(zhì)的核糖體上，成為蛋的形式傳遞至細(xì)胞質(zhì)的核糖體上，成為蛋白質(zhì)合成的模板。白質(zhì)合成的模板。氨基酸的運(yùn)載工具。（一種轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的運(yùn)載工具。（一種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA只能只能識(shí)別和轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。識(shí)別和轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。核糖體的組成部分核糖體的組成部分 RNA是由基本單位

4、是由基本單位核苷酸連接而成，跟核苷酸連接而成，跟DNA一樣一樣能儲(chǔ)存遺傳信息。能儲(chǔ)存遺傳信息。 RNA一般為一般為單鏈單鏈，比，比DNA短，能通過(guò)核孔，從細(xì)胞核短，能通過(guò)核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。 RNA與與DNA的關(guān)系中，也遵循的關(guān)系中，也遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”。因此以因此以RNA為媒介可將遺傳信息傳遞到細(xì)胞質(zhì)中。為媒介可將遺傳信息傳遞到細(xì)胞質(zhì)中。為什么為什么mRNA適于作適于作DNA的信使？的信使？因?yàn)樗沁z傳信息的傳遞者，所以叫做信使因?yàn)樗沁z傳信息的傳遞者，所以叫做信使RNA。它是。它是DNA的信使。的信使。mRNA為什么叫做信使RNA？它是誰(shuí)的信

5、使？ (二二) 轉(zhuǎn)錄的具體過(guò)程轉(zhuǎn)錄的具體過(guò)程問(wèn)題問(wèn)題2：DNA的的遺傳信息是怎樣傳遺傳信息是怎樣傳給給mRNA的呢？的呢？( (一一) )轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄在在_內(nèi)，以內(nèi)，以DNADNA的的_為為_， 按照按照_的原則合成的原則合成_的過(guò)程。的過(guò)程。細(xì)胞核細(xì)胞核一條鏈一條鏈模板模板堿基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)RNARNA（1 1）DNADNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？（2 2）DNADNA鏈完全解開嗎？鏈完全解開嗎？（3 3）在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中堿基互補(bǔ)配對(duì)原則有什么特殊）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？情況？ A AU U、T TA A、 G GC C、 C CG G思考思考: :轉(zhuǎn)錄

6、與轉(zhuǎn)錄與DNADNA復(fù)制有什么異同點(diǎn)復(fù)制有什么異同點(diǎn)? ?轉(zhuǎn)錄與轉(zhuǎn)錄與DNA分子復(fù)制的區(qū)別分子復(fù)制的區(qū)別 復(fù)制復(fù)制 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄時(shí)間時(shí)間場(chǎng)所場(chǎng)所原料原料模板模板條件條件配對(duì)原則配對(duì)原則特點(diǎn)特點(diǎn)產(chǎn)物產(chǎn)物意義意義有絲分裂間期和減數(shù)有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期第一次分裂間期生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程主要在細(xì)胞核，少部分在線粒體和葉綠體主要在細(xì)胞核，少部分在線粒體和葉綠體TATA、 GCGCAUAU、 CGCG邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄邊解旋邊轉(zhuǎn)錄兩個(gè)雙鏈兩個(gè)雙鏈DNA分子分子一條單鏈一條單鏈mRNA復(fù)制遺傳信息，使遺傳信復(fù)制遺傳信息，使遺傳信息從親代傳給子代息從親代傳

7、給子代傳遞遺傳信息，為傳遞遺傳信息，為翻譯做準(zhǔn)備翻譯做準(zhǔn)備四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸DNA的兩條鏈的兩條鏈DNA中的一條鏈中的一條鏈模板、原料、模板、原料、ATP、酶、酶（）轉(zhuǎn)錄的定義：（）轉(zhuǎn)錄的定義： （）轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所：（）轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所： （）轉(zhuǎn)錄的模板：（）轉(zhuǎn)錄的模板：（）轉(zhuǎn)錄的原料：（）轉(zhuǎn)錄的原料：（）轉(zhuǎn)錄的條件：（）轉(zhuǎn)錄的條件：（）轉(zhuǎn)錄時(shí)的堿基配對(duì)（）轉(zhuǎn)錄時(shí)的堿基配對(duì):（ 7 7）轉(zhuǎn)錄的結(jié)果：）轉(zhuǎn)錄的結(jié)果：在細(xì)胞核中以在細(xì)胞核中以DNA的一條鏈為模板的一條鏈為模板,按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則原則，合成按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則原則，合成mRNA的過(guò)程的過(guò)程細(xì)胞核細(xì)胞核DNA的

8、一條鏈的一條鏈四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶和需要酶和ATP堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則（A=U，G=C）mRNA鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)2、構(gòu)成人體的核酸有兩種、構(gòu)成人體的核酸有兩種,構(gòu)成核酸的基本單位構(gòu)成核酸的基本單位-核苷酸有多少種核苷酸有多少種?堿基有多少種堿基有多少種?( ) A.2種種 4種種 B.4種種 4種種 C.5種種 5種種 D.8種種 5種種3、下列哪一組物質(zhì)是、下列哪一組物質(zhì)是RNA的組成成分的組成成分( ) A.脫氧核糖核酸和磷酸脫氧核糖核酸和磷酸 B.脫氧核糖脫氧核糖堿基堿基和磷酸和磷酸 C.核糖核糖堿基堿基和磷酸和磷酸 D.核糖核糖嘧啶嘧啶和核酸

9、和核酸DC1、DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄有何異同之處？的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄有何異同之處？3 DNA 分子的解旋發(fā)生在分子的解旋發(fā)生在 _過(guò)程中過(guò)程中( ) A 復(fù)制復(fù)制 B 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 C 翻譯翻譯 D 復(fù)制和轉(zhuǎn)錄復(fù)制和轉(zhuǎn)錄4 一個(gè)一個(gè)DNA 分子轉(zhuǎn)錄出多少種多少個(gè)分子轉(zhuǎn)錄出多少種多少個(gè)mRN A ( ) A一一 種一個(gè)種一個(gè) B一一 種多個(gè)種多個(gè) C多多 種多個(gè)種多個(gè) D 無(wú)數(shù)種無(wú)數(shù)個(gè)無(wú)數(shù)種無(wú)數(shù)個(gè)DC類別類別項(xiàng)目項(xiàng)目復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄場(chǎng)所場(chǎng)所解旋解旋模板模板原料原料酶酶能量能量堿基堿基配對(duì)配對(duì)產(chǎn)物產(chǎn)物細(xì)胞核細(xì)胞核只解有遺傳效應(yīng)的片段只解有遺傳效應(yīng)的片段只有只有DNA的一條鏈的一條鏈四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸D

10、NA解旋酶、解旋酶、RNA聚合酶聚合酶ATPA-UG-CT-AC-GmRNA細(xì)胞核細(xì)胞核完全解旋完全解旋DNA的兩條鏈的兩條鏈四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶ATPA-TC-GT-AG-C子代子代DNA 轉(zhuǎn)錄得到的轉(zhuǎn)錄得到的RNARNA仍是堿基序列，而不是蛋白仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，質(zhì)。那么，RNARNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)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？中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？mRNAmRNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？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、

11、遺傳信息的翻譯二、遺傳信息的翻譯 遺傳學(xué)上把以遺傳學(xué)上把以信使信使RNARNA為模板，合成具有為模板，合成具有一定氨基酸順序一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程叫做的蛋白質(zhì)的過(guò)程叫做翻譯翻譯。 堿基與氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系堿基與氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系DNADNA和和RNARNA都只含有都只含有4 4種堿基，而組成生物種堿基，而組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸有體蛋白質(zhì)的氨基酸有2020種。這種。這4 4種堿基是怎種堿基是怎樣決定蛋白質(zhì)的樣決定蛋白質(zhì)的2020種氨基酸的？種氨基酸的？翻譯翻譯: :4種堿基只能決定種堿基只能決定4種氨基酸，種氨基酸，4 41 1=4=4。二個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸最多只能編碼二個(gè)堿基編碼

12、一個(gè)氨基酸最多只能編碼16種，種，42=16。三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸只能決定三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸只能決定6464種，種，4 43 3=64=64，足夠有余。，足夠有余。如果一個(gè)氨基酸的編碼至少需要多少個(gè)堿基，才足以組合如果一個(gè)氨基酸的編碼至少需要多少個(gè)堿基，才足以組合出構(gòu)成蛋白質(zhì)的出構(gòu)成蛋白質(zhì)的2020種氨基酸？種氨基酸？如果如果2 2個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？如果如果1 1個(gè)堿基決定個(gè)堿基決定1 1個(gè)氨基酸，個(gè)氨基酸，4 4種堿基能決定多少種氨基酸種堿基能決定多少種氨基酸密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子UCAUG A U

13、UAmRNA 密碼子：密碼子：mRNAmRNA上決定氨基酸的三個(gè)相鄰上決定氨基酸的三個(gè)相鄰 的堿基。的堿基。密碼子密碼子 tRNA“搬運(yùn)工搬運(yùn)工” 游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸，是怎樣運(yùn)送游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸，是怎樣運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線生產(chǎn)線-核糖體核糖體”上？上？AC U 天門冬天門冬酰氨酰氨一共有多少種tRNA?反密碼子反密碼子與密碼子相互配對(duì)與密碼子相互配對(duì),轉(zhuǎn)運(yùn)的氨轉(zhuǎn)運(yùn)的氨基酸由配對(duì)的密碼子決定基酸由配對(duì)的密碼子決定每種每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種特定的氨基酸一種特定的氨基酸!決定氨基酸的密碼子有決定氨基酸的密碼子有61種種,所以所以tRNA 有有61種

14、種密碼子與反密碼子密碼子與反密碼子A A U亮氨酸亮氨酸AC U天冬氨酸天冬氨酸一種一種tRNAtRNA只能攜帶一種氨基酸只能攜帶一種氨基酸? ?一種氨基酸只能由一種一種氨基酸只能由一種tRNAtRNA攜帶攜帶? ?AUG異亮氨酸異亮氨酸翻譯的具體過(guò)程翻譯的具體過(guò)程：1.翻譯的場(chǎng)所： 2.翻譯時(shí)的模板：3.翻譯的原料：4.翻譯的條件:5.翻譯的工具:6.翻譯的產(chǎn)物:核糖體核糖體mRNAmRNA游離的氨基酸游離的氨基酸t(yī)RNAtRNA肽鏈肽鏈酶酶，ATP、模板、原料、模板、原料2.2.地球上幾乎所有的生物都共用一套密碼子，這一事實(shí)地球上幾乎所有的生物都共用一套密碼子，這一事實(shí) 說(shuō)明地球上的所有生

15、物都有著或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系，說(shuō)明地球上的所有生物都有著或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系，或者生物都具有相同的遺傳語(yǔ)言，或者生命在本質(zhì)上是或者生物都具有相同的遺傳語(yǔ)言，或者生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一。統(tǒng)一。3.從密碼的簡(jiǎn)并性我們能認(rèn)識(shí)到；如果密碼子中的一個(gè)從密碼的簡(jiǎn)并性我們能認(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)氨基酸的種類不發(fā)生變化（有可能蛋白質(zhì)氨基酸的種類不發(fā)生變化（GAUGAC都決定天冬氨酸），這就保證了生物遺傳的相對(duì)穩(wěn)定都決定天冬氨酸），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)展進(jìn)化性，又使生

16、物出現(xiàn)變異，從而促進(jìn)生物的發(fā)展進(jìn)化。DNA(DNA(基因基因) )蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNARNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯基基因因指指導(dǎo)導(dǎo)蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)合合成成的的過(guò)過(guò)程程翻譯的過(guò)程從基因的表達(dá)過(guò)程可以看出：從基因的表達(dá)過(guò)程可以看出：DNADNA（基因）中脫氧核苷酸的排列順序決定（基因）中脫氧核苷酸的排列順序決定了信使了信使RNARNA中中 的排列順序，進(jìn)而決定的排列順序，進(jìn)而決定 的的排列順序，最終決定了排列順序，最終決定了 的的結(jié)構(gòu)和功能特異性。結(jié)構(gòu)和功能特異性。核糖核苷酸核糖核苷酸/密碼子密碼子氨基酸氨基酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)階段階段項(xiàng)目項(xiàng)目轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯定義定義場(chǎng)所場(chǎng)所模板模板遺傳信息傳遺傳信息傳遞的方向遞的

17、方向原料原料產(chǎn)物產(chǎn)物實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)在細(xì)胞核中，以在細(xì)胞核中，以DNADNA的一的一條鏈為模板合成條鏈為模板合成mRNAmRNA的過(guò)的過(guò)程。程。以信使以信使RNARNA為模板，合成具為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程的過(guò)程細(xì)胞核細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)的核糖體細(xì)胞質(zhì)的核糖體DNADNA的一條鏈的一條鏈信使信使RNARNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)含含A A、U U、C C、G G的的4 4種核種核糖核苷酸糖核苷酸合成蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的2020種氨基種氨基酸酸信使信使RNARNA有一定氨基酸排列順序的多肽，有一定氨基酸排列順序的多肽，進(jìn)一步加工為蛋白質(zhì)進(jìn)一步加工為蛋白質(zhì)是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是遺傳信