《山东省沂水县高中生物 第四章 基因的表达 4.1 基因指导蛋白质的合成课件 新人教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山东省沂水县高中生物 第四章 基因的表达 4.1 基因指导蛋白质的合成课件 新人教版必修2（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第4 4章章 基因的表达基因的表达（1 1）信使）信使RNARNA（mRNA)mRNA) 功能：将功能：将DNADNA的遗传信息转录下来，传递至细胞质的遗传信息转录下来，传递至细胞质中的核糖体上，控制蛋白质的合成。中的核糖体上，控制蛋白质的合成。（2 2）转运）转运RNARNA（tRNAtRNA) ) 功能：识别密码子，转运氨基酸。功能：识别密码子，转运氨基酸。每种每种tRNAtRNA只能只能识别并转运一种氨基酸。识别并转运一种氨基酸。（3 3）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。RNARNA的种类的种类遗传信息的转录遗传信息的转录1.1.转录：转录
2、：在细胞核内，以在细胞核内，以DNADNA的一条链为模板的一条链为模板，合成，合成RNARNA的的过程。过程。TG C AC T A A T 核孔核孔DNA双螺旋双螺旋细细胞胞质质细细胞胞核核DNA双螺旋双螺旋ACGTG A TTADNADNA双螺旋双螺旋TG C AC T A A T AGCUACGUUUDNA游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸以以DNADNA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TG C AC T A A T AGCAACGUUU细细胞胞质质细细胞胞核核TG C AC T A A T AUAGCACGUU细细胞胞质质细细胞胞核核TG C AC
3、 T A A T A UAGCACGUU细细胞胞质质细细胞胞核核TG C AC T A A T A UGAGCCGUU细细胞胞质质细细胞胞核核GA UGAGCCUUAGCCUUTG C AC T A A T 细细胞胞质质细细胞胞核核TG C AC T A A T GA UGAAGCCU细细胞胞质质细细胞胞核核TG C AC T A A T GA UGAAGCCUU细细胞胞质质细细胞胞核核TG C AC T A A T GA UGA UAGCC细细胞胞质质细细胞胞核核TG C AC T A A T GA UGA UA UCC细细胞胞质质细细胞胞核核TG C AC T A A T GA UGA U
4、A U C细细胞胞质质细细胞胞核核TG C AC T A A T GA UGA UA U CDNADNA的一条单链的一条单链mRNA细细胞胞质质细细胞胞核核TG C AC T A A T 细细胞胞质质细细胞胞核核mRNAmRNA通过核孔进入细胞质通过核孔进入细胞质ACGUG A UUADNADNA的一条单链的一条单链mRNATG C AC T A A T ACGUG A UUAmRNAmRNAmRNAmRNA通过核孔进入细胞质通过核孔进入细胞质细细胞胞质质细细胞胞核核DNADNA的一条单链的一条单链转录小结转录小结场所场所: :模板模板: :原料原料: :产物产物: :条件条件: :原则原则:
5、 :主要在细胞核主要在细胞核DNADNA的一条链的一条链游离的游离的4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸模板、原料、能量（模板、原料、能量（ATPATP）、酶（）、酶（RNARNA聚合酶）聚合酶）mRNAmRNA碱基互补配对原则碱基互补配对原则（A AU U、T TA A、 C CG G、G GC C）（与（与DNADNA模板链碱基互补，但与非模板链模板链碱基互补，但与非模板链碱基序列基本相同，只是用碱基序列基本相同，只是用U U代替代替T T。 游离在细胞质中的各种氨基酸就游离在细胞质中的各种氨基酸就以以mRNA为模板合成具有一定氨基酸为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。叫做翻译。顺序的蛋
6、白质的过程。叫做翻译。翻译：翻译：mRNA：碱基的数量碱基的数量碱基的数量碱基的数量 碱基排列顺序碱基排列顺序碱基排列顺序碱基排列顺序 碱基种类碱基种类碱基种类碱基种类蛋白质：蛋白质：氨基酸的数量氨基酸的数量氨基酸的数量氨基酸的数量氨基酸顺序氨基酸顺序氨基酸顺序氨基酸顺序 氨基酸种类氨基酸种类氨基酸种类氨基酸种类决定决定决定?种?种4种20种讨论：组成生物体蛋白质的氨基酸有组成生物体蛋白质的氨基酸有20种，而种，而RNA只有只有4种核苷酸，种核苷酸，4种碱基种碱基AGCU如何决定如何决定20种氨基酸呢？种氨基酸呢？翻译实质上是将翻译实质上是将mRNAmRNA中的碱基序列中的碱基序列翻译为翻译为
7、蛋白蛋白质的氨基酸序列质的氨基酸序列。mRNAmRNA中的碱基与氨基酸的对应关系是怎样的？中的碱基与氨基酸的对应关系是怎样的？碱基与氨基酸之间的对应关系碱基与氨基酸之间的对应关系1.1.如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸，个氨基酸，4 4种碱基能决定多种碱基能决定多少种氨基酸？少种氨基酸？ 2.2.如果如果2 2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？种氨基酸？ 3.3.一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足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以组合出构成蛋白质的2020种氨基酸？种氨基酸？4 41 14 44
8、42 216164 43 36464，足足有余，足足有余逻辑推理：逻辑推理：一个碱基决定一个氨基酸，有一个碱基决定一个氨基酸，有 种种两个碱基决定一个氨基酸，有两个碱基决定一个氨基酸，有 种种三个碱基决定一个氨基酸，有三个碱基决定一个氨基酸，有 种种 41664三个碱基决定一个氨基酸，三个碱基决定一个氨基酸，43=64U U A G AUA U CmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子：密码子：mRNA上上决定一个决定一个氨基酸的氨基酸的三个相邻的三个相邻的碱基。碱基。 密码子表查法密码子表查法 例例:CCU 脯氨酸 1.1.密码子总数是密码子总数是 种，但决定氨种，但决定氨基酸的密码子是基
9、酸的密码子是 种。种。2.2.一种密码子决定一种密码子决定 种氨基酸，但种氨基酸，但一种氨基酸可以由一种氨基酸可以由 种不同的密码子种不同的密码子决定。简并性决定。简并性 第一个字母第二个字母第三个字母UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸终终 止止终终 止止半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸终终 止止色氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸
10、精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸（起始）（起始）苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸（起始）（起始）丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG6461一一一种或多种一种或多种3.所有生物使用同一套密码。通用性密码子简并性意义：密码子简并性意义
11、： 如果密码子中的一个碱基发生变化，决定的氨如果密码子中的一个碱基发生变化，决定的氨基酸的种类可能不变（例如基酸的种类可能不变（例如GAUGAU、GACGAC都决定天冬氨都决定天冬氨酸），保证了生物遗传的酸），保证了生物遗传的相对稳定性相对稳定性。 几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。翻译的速度。 密码子通用性密码子通用性 说明所有生物可能有说明所有生物可能有共同的起源共同的起源或或生命在本质上是统一的生命在本质上是统一的。遗传密码的特性：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
12、以，在64个遗传密码中，能决定氨基酸个遗传密码中，能决定氨基酸的遗传密码子只有的遗传密码子只有 个。个。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？612、通用性：地球上、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套几乎所有的生物共用一套密码子表。密码子表。3、简并性：、简并性：遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外，其余氨基酸有有一个密码子外，其余氨基酸有2、3、4个或多至个或多至6个编码。个编码。在一定程度上能防止由于碱基的改变而在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。导致的遗传信息的改变。转运转运RNA(tR
13、NA)3端端天冬天冬氨酸氨酸AC U反密码子反密码子异亮异亮氨酸氨酸AUG反密码子反密码子呈三叶草形，其一端能是携带氨基酸的部位，另一端有呈三叶草形，其一端能是携带氨基酸的部位，另一端有3 3个碱基。每个个碱基。每个tRNAtRNA的这三个碱基可以与的这三个碱基可以与mRNAmRNA上的密码上的密码子互补配对，因而叫子互补配对，因而叫反密码子反密码子。A U G G AUA U CmRNAmRNA？甲硫氨酸CUA反密码子核糖体核糖体3 3、tRNAtRNA的种类与决定氨基酸的密码子的种类与决定氨基酸的密码子的种类是一一对应的。的种类是一一对应的。tRNAtRNA有多种？有多种？1 1、一种、一
14、种tRNAtRNA可以携带几种氨基酸可以携带几种氨基酸? ?2 2、一种氨基酸只能由一种、一种氨基酸只能由一种tRNAtRNA携带吗携带吗? ?只能携带一种（专一性）只能携带一种（专一性）只能携带一种（专一性）只能携带一种（专一性）一种氨基酸可由一种或几种转运一种氨基酸可由一种或几种转运一种氨基酸可由一种或几种转运一种氨基酸可由一种或几种转运RNARNARNARNA来运输。来运输。来运输。来运输。tRNAtRNAtRNAtRNA有有有有61616161种。种。种。种。UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质细胞质中的细胞质中的mRNAmRNAUCAUG A UUAA A U 亮氨亮氨酸酸A
15、C U 天门冬天门冬酰氨酰氨 核糖体核糖体mRNAmRNA与核糖体结合与核糖体结合. .UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨 tRNAtRNA上的反密码子与上的反密码子与 mRNAmRNA上的密码子互补配对上的密码子互补配对 .UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 tRNAtRNA 将氨基酸转运到将氨基酸转运到 mRNAmRNA上的上的 相应位置相应位置 . .UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 两个氨基酸分子缩合两个氨基酸分
16、子缩合脱水缩合脱水缩合UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 核糖体随着核糖体随着 mRNAmRNA滑动滑动, ,另一个另一个tRNAtRNA上的碱基与上的碱基与mRNAmRNA上的上的密码子配对密码子配对. . UCAUG A UUA 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 一个个氨基酸分子缩合成链状结构一个个氨基酸分子缩合成链状结构UCAUG A UUA 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 t tRNARNA离开，再去转运新的氨基酸离开，再去转运新的氨基酸UCAUG A
17、 UUA 亮氨酸亮氨酸 天门冬天门冬酰氨酰氨 异亮氨酸异亮氨酸以以mRNAmRNA为模板形成有一定氨基酸顺序的蛋白质为模板形成有一定氨基酸顺序的蛋白质翻译场所：场所：场所：场所：产物：产物：产物：产物：模板：模板：模板：模板：原料：原料：原料：原料：条件：条件：条件：条件：主要在细胞质中核糖体。主要在细胞质中核糖体。线粒体和叶绿体中核糖体线粒体和叶绿体中核糖体mRNA蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸ATP、酶、酶 、转运转运RNARNA（tRNAtRNA）碱基互补配对：碱基互补配对：碱基互补配对：碱基互补配对： GC、CG、U UA A、A AU U遗传信息流动：遗传信息流动：遗传信息流动：遗传信息流
18、动： mRNA蛋白质蛋白质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的一条链的一条链信使信使RNA为模板为模板四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸20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特定氨基酸顺序的特定氨基酸顺序的蛋白质蛋白质DNA的一条链与的一条链与mRNA配对配对mRNA与与tRNA配对配对A密密码子子精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸转运运RNAG信使信使RNAGGDNA双双链练习：练习：1、根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的、根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：
19、规律，在下面表格数码中填入相应的字母： CCCAAT C GU C G2。“密码子密码子”是指：（是指：（ ） A、核酸上特定排列顺序的碱基、核酸上特定排列顺序的碱基 B、 DNA特定排列顺序的碱基特定排列顺序的碱基 C、信使、信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻上决定一个氨基酸的三个相邻 的碱基的碱基 D、转运、转运RNA上决定一个氨基酸的三个相邻上决定一个氨基酸的三个相邻 的碱基的碱基3。一个运转。一个运转RNA的一端碱基为的一端碱基为CGA，此运转，此运转 RNA运载的氨基酸是：运载的氨基酸是：( ) A、精氨酸、精氨酸(CGA) B、 丝氨酸丝氨酸(AGU) C、 谷氨酸谷氨酸(GAG
20、) D、 丙氨酸丙氨酸(GCU)CD练习练习4. 4. 某基因中含有某基因中含有12001200个碱基，则由它控制个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是 ( ( ) ) A198个个 B199个个 C200个个 D201个个B基因中碱基数：基因中碱基数：mRNAmRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数中碱基数：蛋白质中氨基酸数6 6 ： 3 3 ： 1 1练习5、某、某DNA片段所转录的片段所转录的mRNA中中U%28%，A%18%，则个，则个DNA片段中片段中T%和和G%分别占分别占（ ）。）。A.46%,54% B.23%,27% C.27%,
21、23% D.46%,27%BA1T2T1A2G1C1C2G212AmUmGmCmmRNA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配对配对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mRNA4种核糖核苷酸种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸模板、原料、能量、酶（翻译还需模板、原料、能量、酶（翻译还需tRNAtRNA）mRNA肽链肽链AU、TACGDNARNARNA蛋白质蛋白质AU、CG、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细胞分裂间期细胞分裂间期主要是细胞核主要是细胞核DNADNA
22、的两条链的两条链4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸解旋酶解旋酶DNADNA聚合酶等聚合酶等ATPA-T、G-C半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制2 2个子代个子代DNADNA分子分子生长发育过程生长发育过程主要是细胞核主要是细胞核DNADNA的一条链的一条链4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸RNARNA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，DNADNA仍保留仍保留1 1个个mRNAmRNA生长发育过程生长发育过程核糖体核糖体mRNAmRNA2020种氨基酸种氨基酸特定的酶特定的酶ATP密码子与反密码子密码子与反密码子配对（配对（A-U, G-C）肽链肽链1 1个个mRNAmRNA分子可结合分子可结合多个核糖体，提高合多个核糖体，提高合成蛋白质的速度成蛋白质的速度基因控制蛋白质合成的过程基因控制蛋白质合成的过程DNADNA的遗传信息的遗传信息mRNAmRNA的遗传信息的遗传信息蛋白质的氨基酸排列顺序蛋白质的氨基酸排列顺序转录转录转录转录翻译翻译翻译翻译数量数量n3n6n
