生物：41基因指导蛋白质的合成-ppt课件

1、新课标人教版课件系列必修2第四章第一节基因指点蛋白质的合成教学目的教学目的 知识与技艺知识与技艺 1. 概述遗传信息的转录和翻译过程概述遗传信息的转录和翻译过程 2. 经过经过DNA和和RNA的对照掌握类比如法的对照掌握类比如法 情感态度与价值观情感态度与价值观 认同人类探求基因表达的奥妙的过程仍未终结认同人类探求基因表达的奥妙的过程仍未终结 教学重点：教学重点： 遗传信息的的转录过程遗传信息的的转录过程 教学难点：教学难点： 遗传信息的的转录过程遗传信息的的转录过程 教学方法手段教学方法手段 猜测猜测,推理的科学方法推理的科学方法 问题情境导入法，说话法，归纳总问题情境导入法，说话法，归纳总

2、结法结法基因：有遗传效应的基因：有遗传效应的DNA片段片段 1与与DNA的关系：的关系： 基因是基因是DNA的片段，但必需具有遗传效应的片段，但必需具有遗传效应指具有复制、转录、翻译、重组突变及指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能，有的调控等功能，有的DNA片段属间隔区段，片段属间隔区段，没有控制性状的作用，这样的没有控制性状的作用，这样的DNA片段就片段就不是基因。不是基因。第一课时第一课时 2与染色体的关系：与染色体的关系： 染色体是基因的载体，染色体是基因的载体， 基因在染色体上呈线性陈列基因在染色体上呈线性陈列 3与性状的关系：与性状的关系： 基因是决议生物性状的根本单位基因是

3、决议生物性状的根本单位 举例：豌豆高茎基因控制高的性状，使举例：豌豆高茎基因控制高的性状，使豌豆长到大约豌豆长到大约2米高；豌豆矮茎基因控制米高；豌豆矮茎基因控制矮的性状，使豌豆长到约矮的性状，使豌豆长到约30厘米。厘米。噬菌体约有噬菌体约有360个基因，大肠杆菌约有个基因，大肠杆菌约有7500个基因，人约有个基因，人约有35000个基因。个基因。思索：思索：染色体，染色体，DNA、基因、脱氧核甘酸，遗传信息的关系？、基因、脱氧核甘酸，遗传信息的关系？基因基因有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段控制生物性状控制生物性状在染色体上呈线性陈在染色体上呈线性陈列列DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸

4、染色体染色体每条染色体上有一个每条染色体上有一个DNA分子分子每个每个DNA分子上分子上含有许多基因含有许多基因每个基因含有许每个基因含有许多脱氧核苷酸多脱氧核苷酸染色体是染色体是DNA的的主要载体主要载体基因是有遗传效基因是有遗传效应的应的DNA片段片段基因中脱氧核苷酸基因中脱氧核苷酸的陈列顺序代表着的陈列顺序代表着遗传信息遗传信息是主要的遗传物质是主要的遗传物质是遗传物质的构造和功能单位是遗传物质的构造和功能单位基因的表达基因的表达 基因经过指点蛋白质的合成来基因经过指点蛋白质的合成来 控制性状的过程。控制性状的过程。DNA基因基因蛋白质性状蛋白质性状？第一节第一节 基因指点蛋白质的合成基

5、因指点蛋白质的合成细胞核细胞核细胞质核糖体上细胞质核糖体上 这需求经过另一种核酸这需求经过另一种核酸RNA 1、为什么、为什么RNA适于作为适于作为DNA的信使？的信使？RNARNA也是由根本单位核苷酸组成，由核糖、磷酸、也是由根本单位核苷酸组成，由核糖、磷酸、含氮碱基：含氮碱基：A A、GG、C C、U U共同组成，也能储存遗传信息。共同组成，也能储存遗传信息。在在RNARNA和和DNADNA的关系中，也遵照的关系中，也遵照“碱基互补配对原那碱基互补配对原那么么A=UA=U，G=CG=C。RNARNA普通是单链，而且比普通是单链，而且比DNADNA短，因此可以经过核孔，短，因此可以经过核孔，

6、从细胞核转移到细胞质中。从细胞核转移到细胞质中。 信使信使RNARNAmRNA)mRNA) 功能：将功能：将DNADNA的遗传信息转录下来，传送至细胞质中的遗传信息转录下来，传送至细胞质中的核糖体上，控制蛋白质的合成。的核糖体上，控制蛋白质的合成。 转运转运RNARNAtRNA)tRNA) 种类：多种种类：多种 功能：专注性专注识别一种氨基酸的密码子、转功能：专注性专注识别一种氨基酸的密码子、转运一种氨基酸运一种氨基酸 核糖体核糖体rRNArRNA； 与核糖体的合成有关。与核糖体的合成有关。2、RNA的种类的种类RNA和和DNA的比较的比较DNARNA基本单位五碳糖含N碱基单双链？分子大小脱氧

7、核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖脱氧核糖A、T、G、C双链双链核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖A、U、G、C单链单链很大很大比较小比较小3、DNA 中的遗传信息是怎样传给中的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？的呢？(1).遗传信息的转录：遗传信息的转录：在细胞核中，以在细胞核中，以DNA的一条链为模板，的一条链为模板，按照碱基互补配对的原那么合成按照碱基互补配对的原那么合成RNA的过程，叫做转录。的过程，叫做转录。TG C AC T A A T 核孔核孔细细胞胞质质细细胞胞核核ACGTG A TTADNA双螺旋双螺旋TG C AC T A A T AGCAGACGUUU游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸以以D

8、NADNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成RNARNA细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T AGCAGACGUUU细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T AUAGCGACGUU细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T A UAGCGACGUU细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T A UAGCGCGUUAG细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶GA UGAGCGCUUAGCGCUUTG C AC T A A T A细细胞胞

9、质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T GA UGAAGCGCUUA细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T GA UGAAGCGCUUA组成组成RNARNA的核糖核苷酸一个个衔接起来的核糖核苷酸一个个衔接起来细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T GA UGA UAGCGCAU细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T GA UGA UA UCCGAG细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T GA UGA UA

10、 U CCGAG细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T GA UGA UA U CCGAG细细胞胞质质细细胞胞核核RNARNA聚合酶聚合酶TG C AC T A A T mRNAmRNA经过核孔进入细胞质经过核孔进入细胞质ACGUG A UUACGAG细细胞胞质质细细胞胞核核TG C AC T A A T mRNAmRNAmRNA经过核孔进入细胞质经过核孔进入细胞质ACGUG A UUA细细胞胞质质细细胞胞核核TG C AC T A A T mRNAmRNAmRNA经过核孔进入细胞质经过核孔进入细胞质ACGUG A UUA细细胞胞质质细细胞胞核核问题：1

11、、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？2、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基 序列有哪些异同？转录细胞核细胞核核糖核苷酸核糖核苷酸DNA的一条链的一条链mRNAATP、酶、酶GC、CG、TA、AUDNAmRNA(2)、遗传信息的翻译、遗传信息的翻译 1、 定义：定义： 在细胞质的核糖体上在细胞质的核糖体上,以游离在细胞以游离在细胞质中的各种氨基酸原料，以质中的各种氨基酸原料，以mRNA为模板合成具为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 第二课时第二课时 密码子密

12、码子ACGUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 2、遗传密码：、遗传密码： 遗传学上把遗传学上把mRNA中决议氨基酸的不同碱基陈列顺序，中决议氨基酸的不同碱基陈列顺序，叫做叫做“遗传密码。把其中决议一个氨基酸的相邻的三个遗传密码。把其中决议一个氨基酸的相邻的三个碱基成为密码子。碱基成为密码子。mRNA：蛋白质：蛋白质：决议决议决议?种?种4种20种讨论：一个氨基酸的编码至少需求多少个碱基才可以决议20种不同的氨基酸？U U A G AUA U C密码子密码子密码子三个碱基决议一个氨基酸，三个碱基决议一个氨基酸，43=6443=64密码子表U U A G AUA U C 遗传密码

13、的特性：遗传密码的特性： 1、有、有3个终止密码，没有对应的氨基酸，个终止密码，没有对应的氨基酸，所以，在所以，在64个遗传密码中，能决议氨基酸个遗传密码中，能决议氨基酸的遗传密码子只需的遗传密码子只需61个。个。 2、通用性：地球上几乎一切的生物共用一、通用性：地球上几乎一切的生物共用一套密码子表。套密码子表。 3、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况子的情况 。在一定程度上能防止由于碱基。在一定程度上能防止由于碱基的改动而导致的遗传信息的改动。的改动而导致的遗传信息的改动。问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？

14、AC U 天冬酰氨反密码子反密码子AUG异亮异亮氨酸氨酸反密码子反密码子3.3.转运转运RNA(tRNA)RNA(tRNA)：分子构造呈三叶草形，其：分子构造呈三叶草形，其“叶柄端能与一个特定的氨基酸结合，叶柄端能与一个特定的氨基酸结合，“叶片端叶片端有三个特殊的碱基称为有三个特殊的碱基称为“反密码子，能与反密码子，能与mRNAmRNA上上的的“密码子相识别。反密码子的种类：密码子相识别。反密码子的种类：6161种。种。UCAUG A UUAmRNA细胞质中的细胞质中的mRNAmRNA4.翻译的过程翻译的过程 核糖体核糖体UCAUG A UUAA A U 亮氨酸AC U 天门冬酰氨mRNAmR

15、NA与核糖体结合与核糖体结合. . 核糖体核糖体UCAUG A UUAA A U 亮氨酸AC U 天门冬酰氨 tRNA上的反密码子与上的反密码子与 mRNA上的密码子互补配对上的密码子互补配对 . 核糖体核糖体UCAUG A UUAA A U 亮氨酸AC U 天门冬酰氨AUG 异亮氨酸 tRNA将氨基酸转运到将氨基酸转运到 mRNA上的相应位置上的相应位置 . 核糖体核糖体UCAUG A UUAA A U 亮氨酸AC U 天门冬酰氨AUG 异亮氨酸 两个氨基酸分子脱水缩合两个氨基酸分子脱水缩合 核糖体核糖体UCAUG A UUAA A U 亮氨酸AC U 天门冬酰氨AUG 异亮氨酸 核糖体随着

16、核糖体随着 mRNA滑动滑动.另一个另一个 tRNA上的碱基与上的碱基与mRNA上的上的 密码密码子配对子配对. 核糖体核糖体UCAUG A UUA 亮氨酸AC U 天门冬酰氨AUG 异亮氨酸 一个个氨基酸分子缩合成链状构造一个个氨基酸分子缩合成链状构造 核糖体核糖体UCAUG A UUA 亮氨酸AC U 天门冬酰氨AUG 异亮氨酸tRNAtRNA分开，再去转运新的氨基酸分开，再去转运新的氨基酸 核糖体核糖体UCAUG A UUA 亮氨酸 天门冬酰氨 异亮氨酸以以mRNAmRNA为模板构成了有一定氨基酸顺序的蛋白质为模板构成了有一定氨基酸顺序的蛋白质. . 翻译小结翻译小结场所场所:模板模板:

17、原料原料:条件条件:产物产物:原那么原那么:细胞质的核糖体上细胞质的核糖体上以信使以信使RNA为模板为模板二十种氨基酸二十种氨基酸需求酶和需求酶和ATP多个多肽或蛋白质多个多肽或蛋白质密码子与反密码子配对密码子与反密码子配对,既碱基互补配对原那么既碱基互补配对原那么A=U，G=CmRNA(密码子密码子)翻译翻译 蛋白质蛋白质小结：基因控制蛋白质合成的过程小结：基因控制蛋白质合成的过程翻翻 译译转录转录翻译翻译场所场所模板模板原料原料条件条件产物产物信息流向信息流向原则原则细胞核细胞核细胞质的核糖体细胞质的核糖体DNA的一条链的一条链以信使以信使RNA为模板为模板四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸20

18、种氨基酸种氨基酸特定的酶和特定的酶和ATP单链的信使单链的信使RNA特定氨基酸顺序特定氨基酸顺序的蛋白质的蛋白质DNA的一条链与的一条链与mRNA配对配对mRNA与与tRNA配对配对DNA RNARNA 蛋白质蛋白质DNA 片段片段转转录录RNA翻翻译译蛋白质蛋白质遗传信息传送方向遗传信息传送方向逆转录逆转录中心法那中心法那么么 对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸谷氨酸丙氨对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸脯氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸脯氨酸酸1、知一段、知一段mRNA的碱基序列是的碱基序列是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG,他能写出对应的氨基酸序列？他能

19、写出对应的氨基酸序列？2、地球上几乎一切的生物体都共用上述密码子表。根据这一、地球上几乎一切的生物体都共用上述密码子表。根据这一现实阐明什么？现实阐明什么？ 阐明地球上一切的生物都有着或远或近的亲缘关阐明地球上一切的生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有共同的遗传言语，或者生命在系，或者生物都具有共同的遗传言语，或者生命在本质上是一致的。本质上是一致的。思索和讨论：思索和讨论：3、生物表现出多样性的根本缘由和直接缘由是什、生物表现出多样性的根本缘由和直接缘由是什么？么？ 根本缘由：根本缘由：DNA分子上的脱氧核苷酸的分子上的脱氧核苷酸的陈列顺序不同。陈列顺序不同。 直接缘由：氨基酸的种类

20、，数目和陈列顺直接缘由：氨基酸的种类，数目和陈列顺序不同，肽链的空间构造不同。序不同，肽链的空间构造不同。思索和讨论思索和讨论 DNA的碱基数：的碱基数：mRNA的碱基数：密码子：蛋白质的碱基数：密码子：蛋白质中氨基酸数中氨基酸数6n:3n:n:n。 6:3:1:14、DNA的碱基数、的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？三者之间有何数量关系？ 阐明：由于基因中存在又终止密码子等片段，实践上基阐明：由于基因中存在又终止密码子等片段，实践上基因因DNA上所含有的碱基数要大于上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目或氨基酸数目小于小于n。因此普

21、通标题中带有。因此普通标题中带有“至少或至少或“最多字样。最多字样。nDNA3n3n3n转录转录翻译翻译信使信使RNA蛋白质蛋白质小结：小结：基因指点蛋白质的合成基因指点蛋白质的合成1、RNA和和DNA的区别的区别一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录2、为什么、为什么RNA适于作为适于作为DNA的信使？的信使？二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译3、RNA的种类的种类4、遗传信息的转录过程。、遗传信息的转录过程。2、遗传密码、遗传密码1、翻译的定义、翻译的定义3、反密码子、反密码子4、翻译的过程、翻译的过程DNA上的基因上的基因mRNA的的蛋白质的氨基酸序列蛋白质的氨基酸序列 遗传信息遗传信息

22、遗传密码遗传密码生物性状生物性状转录转录翻译翻译真核细胞中复制、转录、翻译的比较真核细胞中复制、转录、翻译的比较DNA复制复制转录转录翻译翻译时间时间场所场所模板模板原料原料酶酶能量能量原则原则特点特点产物产物（遗传信息）（遗传信息）（遗传密码）（遗传密码）（生物性状）（生物性状）细胞分裂间期细胞分裂间期细胞核细胞核DNA的两条链均为模板的两条链均为模板四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸DNA聚合酶等聚合酶等ATPA-T、G-C半保管复制半保管复制边解旋边复制边解旋边复制2个子代个子代DNA分子分子生长发育过程生长发育过程细胞核细胞核基因的一条链为模板基因的一条链为模板四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸RNA聚合酶等聚合酶等ATPA-U、T-AG-C ，C-G边解旋边转录边解旋边转录1