[名校联盟]内蒙古海拉尔三中高一生物《4.1基因指导蛋白质的合成》课件.ppt

第一节基因指导蛋白质的合成 生物的性状是由控制的性状是由体现的 基因 蛋白质 基因通过指导蛋白质的合成来控制性状的过程 即基因的表达 第一节基因指导蛋白质的合成 推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使 科学家发现此物质就是RNA DNA的遗传信息如何传给RNA 问题 DNA主要存在细胞核中 而蛋白质合成是在细胞质中的核糖体上进行的 两者如何联系起来的呢 请你作出推测 核糖与脱氧核糖 DNA与RNA在化学组成的区别 一遗传信息的转录 1 RNA的结构和种类 DNA与RNA分子结构的比较 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖 C5H10O4 核糖 C5H10O5 ATCG AUCG 通常呈双链结构 通常呈单链结构 细胞核 细胞质 信使RNA mRNA 核糖体RNA rRNA 转运RNA tRNA RNA的种类 tRNA的结构示意图 mRNA为什么叫做信使RNA 它是谁的信使 因为它是遗传信息的传递者 所以叫做信使RNA 它是DNA的信使 为什么mRNA适于作DNA的信使 3 RNA适于作DNA信使的原因 RNA也是由四种核苷酸连接而成 也能储存遗传信息 RNA一般为单链 比DNA短 能通过核孔 从细胞核转移到细胞质中 RNA与DNA的关系中 也遵循碱基互补配对原则 二 转录的过程 问题2 DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢 1 转录的具体过程 DNA的平面结构图 转录动态过程示意图 以DNA的一条链为模板合成RNA DNA一条链 游离的核糖核苷酸 DNA与RNA的碱基互补配对 A U T C C G T A RNA聚合酶 组成RNA的核糖核苷酸一个个连接起来 形成mRNA DNA上的遗传信息就传递到mRNA上 RNA DNA一条链 二 转录的过程 2 转录的定义 在细胞核中以DNA的一条链为模板 按碱基互补配对原则 合成RNA的过程 以基因为单位转录 3 转录的场所 主要在细胞核 4 转录的条件 模板 DNA的一条链 原料 四种核糖核苷酸 酶 DNA解旋酶RNA聚合酶等 能量 ATP 5 转录的结果 形成mRNA DNA上的遗传信息传递给了mRNA 6 转录的特点 单链转录边解旋边转录特定的碱基互补配对方式 A U G C T A C G 思考与讨论 DNA的复制和转录有何异同之处 细胞核 只解有遗传效应的片段 只有DNA的一条链 四种核糖核苷酸 DNA解旋酶RNA聚合酶 ATP A UG CT AC G RNA 细胞核 完全解旋 DNA的两条链 四种脱氧核苷酸 DNA解旋酶 DNA聚合酶 ATP A TC GT AG C 子代DNA 复制与转录的比较 转录得到的RNA仍是碱基序列 而不是蛋白质 那么 RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类 数量和排列顺序呢 mRNA如何将信息翻译成蛋白质 mRNA通过核孔进入细胞质中 与核糖体结合 开始它新的历程 翻译 二 遗传信息的翻译 1 翻译的概念 游离在细胞质中的各种氨基酸 以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 称为遗传信息的翻译 思考与讨论 DNA和RNA都只含有4种碱基 而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种 这4种碱基是怎样决定蛋白质的20种氨基酸的 碱基与氨基酸之间的对应关系如何 4种碱基只能决定4种氨基酸 41 4 4种碱基最多只能编码16种 42 16 三个碱基决定一个氨基酸能决定64种 43 64 足够有余 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 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 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 4种碱基几个一组能决定20种氨基酸 2 密码子 遗传密码 1 概念 mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 2 密码子的特点数目共64种 61种密码子决定20种氨基酸 其中2种为起始密码子 AUG甲硫氨酸 GUG缬氨酸 一个密码子决定一个特定的氨基酸 有的氨基酸可能有一个以上的密码子 3种终止密码子 UAA UAG UGA 特点 简并性 一种氨基酸可以有多种密码子 通用性 所有生物公用同一套遗传密码 游离在细胞质中的氨基酸 是怎样运送到合成蛋白质的 生产线 上的 谁来担任 搬运工 tRNA 搬运工 一共有多少种tRNA 反密码子与密码子相互配对 转运的氨基酸由配对的密码子决定 每种tRNA只能识别并转运一种特定的氨基酸 有61种 第1步mRNA进入细胞质 与核糖体结合 携带甲硫氨酸的tRNA 通过与碱基AUG互补配对 进入位点1 第2步携带组氨酸的tRNA以同样方式进入位点2 第3步甲硫氨酸通过与组氨酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上 第4步核糖体读取下一个密码子 原占据位点1的tRNA离开核糖体 占据位点2的tRNA进入位点1 一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2 继续肽链的合成 重复步骤2 3 4 直至核糖体读取到mRNA的终止密码 细胞质 蛋白质合成过程动态示意图 核糖体 肽键 亮氨酸 亮氨酸 肽键 亮氨酸 天门冬氨酸 亮氨酸 天门冬氨酸 异亮氨酸 3 翻译的过程 2 翻译的场所 3 翻译时的条件 4 翻译的产物 核糖体 蛋白质 模板 mRNA 原料 游离的氨基酸 工具 tRNA 酶能量 ATP 1 翻译的具体过程 已讲 一个mRNA分子上结合多个核糖体 同时合成多条多肽链 在细胞质中 翻译是一个快速的过程 在370C时 细菌细胞内合成肽链的速度约为每秒连接15个氨基酸 通常 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 因此 少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质 在细胞核中 以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程 以信使RNA为模板 合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 细胞核 细胞质的核糖体 DNA的一条链 信使RNA DNA mRNA mRNA 蛋白质 含A U C G的4种核糖核苷酸 合成蛋白质的20种氨基酸 信使RNA 有一定氨基酸排列顺序的多肽 进一步加工为蛋白质 转录和翻译的比较 总结 基因的表达过程是在细胞中完成的 DNA分子 R