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(共63张PPT)基因指导蛋白质的合成基因主要分布于哪里？蛋白质合成的场所呢？基因(DNA)的分布：主要在细胞核（真核生物）；拟核（原核生物）蛋白质的合成场所：细胞质分布和合成场所不同，那么遗传信息如何传递？如何解读？空间距离科学家实验：1955年，有人分别用洋葱根尖和变形虫进行实验。如果往洋葱根尖细胞和变形虫中加入RNA酶分解细胞质中的RNA,细胞中的蛋白质合成就会停止。而再加进从酵母菌中提取的RNA，则又能够合成一定数量的蛋白质。实验结果表明：蛋白质合成显然跟RNA有关材料分析？蛋白质DNA(基因)RNA基因如何指导蛋白质的合成？核糖体合 成01探讨RNA适于作DNA的信使的条件比较项目 DNA RNA结 构基本单位五碳糖含氮碱基主要存在部位脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核 糖A T C GA U C G通常双螺旋结构一般单链结构细胞核细胞质DNA与RNA的比较01

1. RNA一般是单链，比DNA短，能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中；3. RNA与DNA之间也遵循“碱基互补配对原则”。2. RNA由4种核糖核苷酸连接而成，像DNA一样可以储存遗传信息；因此以RNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。AUCGrRNA:能将遗传信息从细胞核传递到细胞质中核糖体的组成成分tRNA:mRNA:转运氨基酸,识别密码子RNA的种类03二遗传信息的表达转录翻译转录的概念：01转录的产物02转录的场所03转录的条件04转录的原则05转录的单位是06（一）转录转录的概念：01转录的产物02转录的场所03（一）转录在细胞核（主要)内以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成单链RNA的过程。信使RNA核糖体RNA转运RNA真核:主要在细胞核,还有线粒体、叶绿体; .转录的条件04转录的原则05转录的单位是06（一）转录DNA的一条链4种核糖核苷酸RNA聚合酶ATP碱基互补配对:(A-U T-A G-C C-G)基因模板链碱基互补配对A -- UT -- AC -- GG -- CDNARNA模板？原料？产物？酶？解旋配对连接释放RNA聚合酶TCATGTTTAAGTACAAATDNA（基因）的平面结构图解旋RNA聚合酶（一）转录AGTACAAATAGCUGACGGUUU转录的模板与原料AGTACAAATAGCUGACGGUUURNA 聚合酶转录的条件AGTACAAATAGCGACGGUUUU转录遵循的原则配对AGTACAAATAGCGACGGUUUUAGTACAAATGCGACGGUUUUA依次连接AGTACAAATGCGACGUUGUUAAGTACAAATGCGACGUGUUAUAGTACAAATGCGACGGUUAUUAGTACAAATGCGACGGUUAUUAAGTACAAATGCGCGGUUAUUAUAGTACAAATGGCGGUUAUUAUCAGTACAAATGGCGGUUAUUAUCmRNAACGTGTTATACGUGUUUAmRNATGCACAAAT细胞质细胞核核孔DNAACGUGUUUAmRNA释放（1）解旋第1步：DNA双链解开（_____________的催化），_____暴露出来；RNA聚合酶碱基该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用；（2）配对和连接第2步：游离的_______________与________________上的碱基互补配对，在________________的作用下开始mRNA的合成；核糖核苷酸DNA模板链第3步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上（_______________的催化形成________________）RNA聚合酶磷酸二酯键RNA聚合酶（3）释放第4步：合成的________从__________上释放，而后DNA_____________mRNADNA链双螺旋恢复转录的场所：转录的模板：转录的原料：转录的条件：转录时的碱基配对：转录的产物：mRNA、tRNA、rRNA。DNARNAATCGUAGCG－C、C－G、T－A、A－U遗传信息的转录小结主要细胞核。DNA分子的一条链。四种核糖核苷酸。模板、原料、能量、酶。提醒：每次转录的只是DNA分子特定的片段（并非一整个DNA）。2.与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，以4种游离的脱氧核苷酸为原料；转录则需要RNA聚合酶，以4种游离的核糖核苷酸为原料。1.转录与DNA复制有那么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则。碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。思考 讨论P663.写出以b链（模板链）为模板转录形成的mRNA碱基序列，以及b链对应的a链（非模板链）的碱基序列。DNA双链片段 a链b链 C G A A C C T C A C G C信使RNAG C T T G G A G T G C GG C U U G G A G U G C G比较mRNA和b链，以及mRNA和a链的碱基序列的差异。思考 讨论P66复制 转录场所模板原料酶能量产物配对原则配对方式主要在细胞核DNA的两条链DNA的一条链4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶ATPDNARNA比较：复制与转录A-T,T-A,C-G,G-CA-U,T-A,C-G,G-C碱基互补配对原则mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程——翻译1.翻译的概念：？UUAGAUAUCmRNA蛋白质碱 基 序 列氨基酸序列碱基氨基酸4种21种翻译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。（二）翻译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？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？3.如果3个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系？41=4种42=16种4种21种

43=64种后来科学家又通过一步步的推测和实验，证明了确实mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，最终破解了64个遗传密码子。密码子密码子密码子概念：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。GAGUCAUGCmRNA2.密码子：不决定氨基酸，不是密码子第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基U C A GU 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C亮氨酸 丝氨酸 终止 终止、硒代半胱氨酸 A亮氨酸 丝氨酸 终止 色氨酸 GC 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 U亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 C亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 A亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 GA 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 U异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 C异亮氨酸 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 A甲硫氨酸（起始） 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 GG 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 U缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 C缬氨酸 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 A缬氨酸、甲硫氨酸（起始） 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 G第1个碱基 第2个碱基 第3个碱基 密码子苯丙氨酸 U U U UUU精氨酸 A G G AGG第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基U C A GU 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C亮氨酸 丝氨酸 终止 终止、硒代半胱氨酸 A亮氨酸 丝氨酸 终止 色氨酸 GC 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 U亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 C亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 A亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 GA 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 U异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 C异亮氨酸 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 A甲硫氨酸（起始） 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 GG 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 U缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 C缬氨酸 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 A缬氨酸、甲硫氨酸（起始） 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 G终止密码子： 、 、____ __种类 起始密码子： （甲硫氨酸）、（ 种） _____（缬氨酸、甲硫氨酸）编码氨基酸的密码子______种64UAAGUGAUGUGA（硒代半胱氨酸）62UAG一种密码子决定____种氨基酸，一种氨基酸由_________密码子决定。1种或几种11.从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？2.几乎所有的生物体都共用上述密码子。根据这一事实，你能想到什么？当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸，在一定程度上保证了遗传的稳定性；当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以提高翻译的速度。说明当今生物可能有着共同的起源。思考 讨论P67密码子的特点:专一性:一种密码子只决定一种氨基酸；简并性:一种氨基酸可对应一种或多种密码子；通用性:地球上几乎所有生物都共用一套密码子（遗传密码）。AUAGAUAUCmRNA蛋白质氨基酸如何识别密码子并被转运到相应位置？甲硫氨酸酪氨酸终止按照密码子表将mRNA上的碱基序列翻译成蛋白质的氨基酸序列ACUUGA转运RNA(tRNA)mRNA5 3 遗传信息的翻译 P67问题：知道碱基和氨基酸的对应关系后，谁能胜任这个对应工作呢？（完成这个工作，要求既能“懂”碱基的语言，也能“懂”氨基酸的语言）5 3 ①结构：tRNA链经过折叠，像三叶草的叶形，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基，这3个碱基可以与mRNA上的密码子配对，叫作反密码子。结合氨基酸的部位密码子反密码子OHAAC碱基配对③种类：62种，与决定氨基酸的密码子一 一对应。②特点：1种tRNA只能识别并转运1种氨基酸这个tRNA携带的氨基酸是 ？亮氨酸密码子与反密码子的比较：密码子 反密码子位置种类特点功能mRNA上tRNA上64种62种一种密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或几种密码子决定。一种tRNA只转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。编码(决定)氨基酸与密码子配对，将氨基酸运输到相应位置核糖体起始密码密码子密码子密码子密码子终止密码对翻译过程的理解：UACUAGAAUACAGUCACCGGAUmRNA甲硫氨酸UAUCUGUAC密 码 子反密码子碱基互补配对起始密码遗传信息的翻译 P68UAC甲硫氨酸组氨酸G U G色氨酸A C C第1步:______进入细胞质，与_______结合。携带甲硫氨酸的tRNA ，通过与碱基AUG________，进入位点____。AGUCCAUAAGGUmRNAmRNA核糖体遗传信息的翻译 P68AGUCCAUAAGGU色氨酸A C CUAC甲硫氨酸第1步:______进入细胞质，与_______结合。携带甲硫氨酸的tRNA ，通过与碱基AUG________，进入位点____。mRNA核糖体互补配对1第2步:携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点_____。2组氨酸G U G遗传信息的翻译 P68AGUCCAUAAGGU组氨酸G U G色氨酸A C CUAC甲硫氨酸第1步:______进入细胞质，与_______结合。携带甲硫氨酸的tRNA ，通过与碱基AUG________，进入位点____。mRNA核糖体互补配对1第2步:携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点_____。2肽键第3步:甲硫氨酸与这个氨基酸形成_____，从而转移到位点_____的tRNA上。2肽键遗传信息的翻译 P68AGUCCAUAAGGU组氨酸G U GUAC甲硫氨酸第4步: _______沿______移动，读取下一个密码子，原占位点___的tRNA离开核糖体，原位点___的tRNA进入位点__，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点___，继续肽链的合成。核糖体mRNA1212色氨酸A C C遗传信息的翻译 P68AGUCCAUAAGGU组氨酸色氨酸A C C甲硫氨酸X X XXXX随着________的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来，以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的____________，合成才告终止。核糖体终止密码子遗传信息的翻译 P68AGUCCAUAAGGU甲硫氨酸组氨酸色氨酸XXX遗传信息的翻译—— 小结 P681.概念：2.场所：3.条件：4.产物：5.原则：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。核糖体模板：原料：能量：工具：酶具有一定氨基酸序列的蛋白质（肽链）碱基互补配对（A-U，U-A，C-G，G-C）6.遗传信息传递的方向：RNA→蛋白质提醒：肽链合成后，通常经过盘曲折叠，才能形成特定空间结构和功能的蛋白质分子。mRNA21种氨基酸ATPtRNA遗传信息的翻译 P69在细胞质中，翻译是一个快速的过程。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。①由该图能不能得出翻译的方向（核糖体移动的方向）呢？由肽链_____→肽链_____的方向进行短长（从左到右）②这样合成的多条肽链的氨基酸序列是否相同？相同。因为是以同一个mRNA为模板翻译出来的。三中心法则三、中心法则 P691957年，克里克率先提出遗传信息传递的一般规律——中心法则。遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；复制转录翻译蛋白质DNARNA也可以从DNA流向RNA ，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。随着研究的深入，科学家对中心法则进行补充：资料：1.1965年，科学家在某种RNA病毒中发现了RNA复制酶，RNA复制酶能催化RNA的复制。2.1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现了逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。逆转录复制在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)01写出以下生物的遗传信息的传递过程：能分裂的细胞(分生区)及DNA病毒(噬菌体等)遗传信息的传递02具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)04高度分化的细胞(洋葱表皮细胞)03写出以下生物的遗传信息的传递过程：基因的表达过程中碱基与氨基酸的数量关系A—C—U—G—G—A—U—C—UmRNA：苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸肽链：DNA：A—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—A肽键 肽键（假设以B链为模板进行转录）A链B链转录翻译基因中的碱基数：mRNA中的碱基数：蛋白质中的氨基酸数 ＝6∶3∶1课堂反馈：一、概念检测1. 基因的表达包括遗传信息的转录和翻译两个过程。判断下列相关表述是否正确。（1）DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的。（ ）（2）一个密码子只能对应一种氨基酸，一种氨基酸必然有多个密码子。（ ）××课堂反馈：2. 密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始和终止。密码子是指 （ ）A. 基因上3个相邻的碱基B. DNA上3个相邻的碱基C. tRNA上3个相邻的碱基D. mRNA上3个相邻的碱基D

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