【高中生物】基因指導蛋白質的合成課件 高一下學期生物人教版必修2

生長在太平洋西北部的一種水母能發(fā)出綠色熒光，這是因為水母的DNA上有一段長度為5.17×103個堿基對的片段——綠色熒光蛋白基因。綠色熒光蛋白基因綠色熒光蛋白控制合成基因的表達4-1基因的表達DNA？蛋白質基因如何指導蛋白質合成？問題探討DNA(基因）主要存在于細胞核中蛋白質的合成在細胞質中的核糖體上進行DNARNA組成元素相同C、H、O、N、P基本單位不同脫氧核苷酸核糖核苷酸組成成分不完全相同五碳糖脫氧核糖核糖含氮堿基A、G、C、TA、G、C、U分布不同主要在細胞核主要在細胞質空間結構不同規(guī)則的雙螺旋結構通常呈單鏈①能夠儲存遺傳信息它的分子結構與DNA很相似，也是由基本單位——核苷酸連接而成，也能儲存遺傳信息。②容易轉移到細胞質RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔轉移到細胞質中。遺傳信息的轉錄推測為什么RNA適于作DNA的信使？實驗1：1955年Brachet用洋蔥根尖和變形蟲進行了實驗；發(fā)現(xiàn)若加入RNA酶降解細胞中的RNA，則蛋白質合成就停止，若再加入從酵母中提取的RNA，則又可以重新合成一些蛋白質。

如何證明RNA參與基因的表達？實驗2：1961年南非生物學家布倫納等科學家經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，用噬菌體侵染細菌，在培養(yǎng)基中添加含14C標記的尿嘧啶，培養(yǎng)一段時間后，把細菌裂解離心，分離出RNA與核糖體。分離出來的RNA有14C標記，將分離得到的RNA分別與細菌的DNA和噬菌體的DNA雜交，發(fā)現(xiàn)RNA只能與噬菌體DNA形成雙鏈雜交分子?；蛉绾沃笇У鞍踪|合成？DNARNA蛋白質轉錄翻譯mRNA（信使RNA）rRNAtRNA核糖體RNA(rRNA）核糖體組成部分作用攜帶遺傳信息，蛋白質合成的模板識別并運載氨基酸核糖體的組成成分主要的RNA種類第1步：在RNA聚合酶、ATP的作用下，DNA雙螺旋鏈解開，堿基暴露出來。遺傳信息的轉錄第2步：游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補配對，在RNA聚合酶的作用下開始mRNA的合成。遺傳信息的轉錄第3步：新結合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上。遺傳信息的轉錄第4步：合成的mRNA從DNA鏈上釋放。而后，DNA雙螺旋恢復。遺傳信息的轉錄概念：時間:主要場所:條件:RNA是在細胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫作轉錄個體生長發(fā)育的整個過程細胞核模板：原料：能量：酶：DNA的一條鏈4種游離的核糖核苷酸ATPRNA聚合酶（打開氫鍵、形成磷酸二酯鍵）遺傳信息的轉錄

堿基互補配對A－U、T－A、G－C、C－G原則產(chǎn)物特點RNA（mRNA、tRNA、rRNA）邊解旋邊轉錄遺傳信息傳遞的方向DNA→RNA遺傳信息從DNA傳遞到RNA上。轉錄的意義mRNA的延伸方向從5’-端到3’-端遺傳信息的轉錄★寫出以b鏈為模板轉錄形成的mRNA堿基序列★寫出b鏈對應的a鏈的堿基序列DNA雙鏈片段a鏈b鏈CGAACCTCACGC信使RNA轉錄成的RNA序列，與DNA兩條單鏈的堿基序列有什么聯(lián)系？GCUUGGAGUGCG轉錄成的RNA的堿基序列與b鏈（DNA模板鏈）的堿基序列是互補配對的；轉錄成的RNA的堿基序列與a鏈（編碼鏈）的堿基序列的區(qū)別是RNA鏈上的堿基U，對應在非模板鏈上的堿基是T。GCTTGGAGTGCG思考1：轉錄時，DNA鏈完全解開嗎？不是，只解旋需要表達的基因片段思考2：一個基因的兩條鏈都能轉錄嗎？只以一條鏈為模板思考3：不同基因的模版鏈是否相同？不同基因模板鏈不同▲DNA兩條鏈中只有一條鏈是轉錄的模板鏈，到底哪條鏈是模板鏈不是固定不變的。▲以基因為單位，作為模板的只是DNA鏈中的基因片段；DNA復制轉錄時間場所解旋模板原料酶配對方式特點方向產(chǎn)物意義間期生長發(fā)育過程完全解旋只解有遺傳效應片段（基因）DNA的兩條鏈均為模板DNA的一條鏈為模板四種游離脫氧核苷酸四種游離核糖核苷酸解旋酶、

DNA聚合酶等RNA聚合酶等A-T、T—A、C—G

、G—CA-U、C—G、T—A、G—C半保留復制，邊解旋邊復制邊解旋邊轉錄2個子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA使遺傳信息從親代傳遞給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性遺傳信息從DNA傳遞到RNA（mRNA）上，為翻譯做準備主要在細胞核或擬核，少部分在線粒體、葉綠體、質粒新鏈從5’端-3’端延伸新鏈從5’端-3’端延伸概念：DNA攜帶的遺傳信息mRNA攜帶的遺傳信息蛋白質轉錄翻譯堿基序列堿基序列氨基酸序列遺傳信息的翻譯游離在細胞質中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質，這一過程稱為翻譯。1個堿基決定1個氨基酸2個堿基決定1個氨基酸3個堿基決定1個氨基酸決定4種氨基酸決定16種氨基酸氨基酸組合64種堿基與氨基酸的對應關系定義：密碼子mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基識別：mRNA5'3'GUGGAACCU密碼子密碼子密碼子密碼子認讀是從mRNA的5'→3',相鄰的密碼子無間隔、不重疊決定纈氨酸決定組氨酸決定精氨酸遺傳信息的翻譯完成大書4-1基因的表達第一個堿基第二個堿基第二個堿基第二個堿基第二個堿基第三個堿基第三個堿基UCAGGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸酪氨酸酪氨酸終止終止半胱氨酸半胱氨酸終止、硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸(起始)蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸天冬酰胺天冬酰胺賴氨酸賴氨酸絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸UCAGG纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG密碼子共64個終止密碼子UAA、UAG、UGAUGA是終止密碼子，但在特殊情況下可編碼硒代半胱氨酸起始密碼子真核生物：GUG編碼纈氨酸，不作為起始密碼子。能編碼氨基酸的密碼子共62個AUG：甲硫氨酸GUG：甲硫氨酸密碼子的通用性：密碼子的簡并性一種氨基酸可以由1種或多種不同的密碼子決定不同的生物密碼子基本相同，即共用一套密碼子密碼子的專一性一種密碼子決定1種氨基酸從密碼子表可以看出，像苯丙氨酸，亮氨酸這樣，絕大多數(shù)氨基酸都有幾個密碼子，這一現(xiàn)象稱作密碼子的簡并性。你認為密碼子的簡并對生物體的生存發(fā)展有什么意義？當密碼子中有一個堿基改變時，由于密碼的簡并性，可能并不會改變其對應的氨基酸，性狀不變。（了解）當某種氨基酸使用頻率高時，幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸，可以保證翻譯的速度。問題探討幾乎所有的生物體都共用上述密碼子（通用性），根據(jù)這一事實，你能想到什么？地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。說明所有生物可能有共同的起源或生命在本質上是統(tǒng)一的。問題探討RNA鏈經(jīng)過折疊，形成三葉草形。比mRNA小，RNA單鏈經(jīng)過折疊形成4環(huán)4臂，環(huán)的部分沒有堿基互補配對，臂的部分由于堿基互補配對形成氫鍵。形態(tài)識別、轉運氨基酸功能3'5'結合氨基酸的部位堿基配對mRNA5'3'

氨基酸與tRNA是一一對應的嗎？運輸氨基酸的工具——tRNA遺傳信息的翻譯每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸每種氨基酸可由一種或幾種tRNA轉運功能特性位于tRNA上，其實質是與密碼子發(fā)生堿基互補配對的3個相鄰的堿基，有61或62種。反密碼子3'5'結合氨基酸的部位堿基配對mRNA5'3'ACUGAU反密碼子運輸氨基酸的工具——tRNA遺傳信息的翻譯UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA第1步mRNA進入細胞質，與核糖體結合。遺傳信息的翻譯——過程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA位點1攜帶甲硫氨酸的tRNA,通過與堿基AUG互補配對，進入位點1遺傳信息的翻譯——過程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA位點1位點2第2步攜帶某個氨基酸的tRNA以同樣的方式進入位點2遺傳信息的翻譯——過程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA第3步位點1位點2氨基酸脫水縮合形成肽鍵CAC色甲硫氨酸與這個氨基酸形成肽鍵，從而轉移到位點2的tRNA上遺傳信息的翻譯——過程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA位點1位點2第4步核糖體沿mRNA移動，讀取下一個密碼子。原位點1的tRNA離開核糖體，原位點2的tRNA進入位點1,一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點2,繼續(xù)肽鏈的合成遺傳信息的翻譯——過程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA位點1位點2形成肽鍵遺傳信息的翻譯——過程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA位點1位點2核糖體移動讀取下一個密碼子遺傳信息的翻譯——過程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA位點1位點2

形成肽鍵遺傳信息的翻譯——過程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA位點1位點2核糖體移動讀取下一個密碼子終止密碼子無tRNA與之配對遺傳信息的翻譯UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA肽鏈釋放，核糖體從mRNA上解離，翻譯結束遺傳信息的翻譯概念：時間:場所:條件:個體生長發(fā)育的整個過程核糖體模板：原料：能量：酶：工具

：

遺傳信息的轉錄游離在細胞質中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白。ATP多種酶mRNA21種游離氨基酸t(yī)RNA

堿基互補配對A－U、U－A、G－C、C－G原則產(chǎn)物特點多肽鏈一條mRNA上可結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈遺傳信息傳遞的方向mRNA→氨基酸序列遺傳信息的轉錄正在合成的肽鏈（最終肽鏈一樣）核糖體mRNA少量