必修2：4.1 基因指导蛋白质的合成(新人教版)

核糖体
U U A G A U A U C mRNA与核糖体结
亮氨酸
A A U U U A G A U A U C
tRNA上的反密码子与 mRNA上的密码子互补配对 .
亮氨酸
天门冬 酰氨
A A U C U A U U A G A U A U C
tRNA 将氨基酸转运到 mRNA上的 相应位置 .
转录和DNA复制都是以DNA为模板并严 格按碱基互补 配对原则进行的。
碱基互补配对原则能够保证遗传信息准确 无误地传递下去，从而保证了遗传的稳定性。
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？ 转录成的RNA碱基序列与模板DNA单 链的碱基序列互补配对。与DNA的另一条 链的碱基序列相同（但DNA单链上的T换 成U）。
缩合
亮氨酸 天门冬 酰氨
A A U C U A U U A G A U A U C
两个氨基酸分子缩合
亮氨酸
天门冬 酰氨
异亮氨酸
C U A U A G U U A G A U A U C
核糖体随着 mRNA滑动,另一个tRNA上的碱基与mRNA 上的密码子配对.
亮氨酸
ห้องสมุดไป่ตู้
天门冬 酰氨
异亮氨酸
U A G C U A U U A G A U A U C
蛋白质
_______来_____性状！
基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。
问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？
通过上一章的学习，我们知道，基因 是有遗传效应的DNA片段，DNA主要 存在于 细胞核 中，而蛋白质的合成是 在 细胞质（核糖体）中进行的。那么， DNA携带的遗传信息是怎样传递到细胞 质中去的呢？当遗传信息到达细胞质后， 细胞又是怎样解读的呢？
问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？
转运RNA(tRNA)
亮氨酸
天冬氨酸
异亮氨酸
氨基酸（原料） 转运 RNA（tRNA)
（运载工具）
C U A
思考：
一种tRNA只能 携带一种氨酸?
甲硫氨酸
？
U A C
反密码子
A U G G A U A U C
mRNA
核糖体
细胞质中的mRNA
细胞质
U U A G A U A U C mRNA
逻辑推理： 一个碱基决定一个氨基酸，有 4 种 两个碱基决定一个氨基酸，有 16 种 三个碱基决定一个氨基酸，有 64 种
密码子： mRNA上 决定一个 密码子 氨基酸的 三个相邻的 U U A 碱基。
mRNA
三个碱基决定一个氨基酸，43=64
密码子 密码子
G A U A U C
密 码 子 表 课 本 六 五 页
基因控制蛋白质合成的过程
数量
DNA的遗传信息
转录
6n
mRNA的遗传信息
翻译
3n
蛋白质的氨基酸排列顺序
n
练习
4. 某基因中含有1200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 ( B ) A．198个 B．199个 C．200个 D．201个
基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数 ＝ 6 ： 3 ： 1
U U A G A U A U C
mRNA
:
• 遗传密码的特性： 1、有3个终止密码，没有对应的氨基酸， 所以，在64个遗传密码中，能决定氨基酸 的遗传密码子只有 61 个。
2、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套 密码子表。 3、简并性：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2、3、4个或多至 6个编码。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。
游离在细胞质中的各种氨基酸就 以mRNA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。
mRNA： 碱基的数量
决定
排列顺序
决定
种类
4 ?种 20 种 ? 种
决定
蛋白质：氨基酸的数量
排列顺序
种类
讨论：组成生物体蛋白质的氨基酸有20种，而
RNA只有4种核苷酸，4种碱基AGCU如何决定 20种氨基酸呢？
1.构成人体的核酸有两种，构成人体核 酸的基本单位－－核苷酸有（ ） D A.2种 B.4种 C.5种 D.8种 2、烟草、烟草花叶病毒中，所含的 核苷酸种类和碱基种类各有多少？ 8、 5； 4、 4。
问题：
DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？
在细胞核中，以DNA的一条链为 模板，按照碱基互补配对的原则合成 RNA的过程，叫做转录。
碱基互补配对： G－C、C－G、U－A、A－U 遗传信息流动： mRNA
蛋白质
遗 传 信 息 的 转 、 翻 译
转录 场所 模板 细胞核 DNA的一条链 四种核糖核苷酸
翻译 细胞质的核糖体
信使RNA为模板
20种氨基酸
原料 条件
产物 原则
特定的酶和ATP
单链的信使RNA
DNA的一条链与 mRNA配对
细 胞 核 中
G
A A T C A A T A G U U A G U U A U C
细 胞 核 中
mRNA
G
mRNA通过核孔进入细胞质
细胞核
A A T C T A T A G U U A G A U A U C
mRNA
U U A G A U A U C
mRNA
细胞质
问题：
1、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？
一个个氨基酸分子缩合成链状结构
亮氨酸
天门冬 酰氨
异亮氨酸
U A G U U A G A U A U C
tRNA离开，再去转运新的氨基酸
U U A G A U A U C
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的 蛋白质 .
翻译
场所： 细胞质（核糖体）
模板： mRNA
原料： 氨基酸
条件： ATP、酶 、转运RNA（tRNA） 产物： 蛋白质
DNA
主要在 细胞核
指导
蛋白质的合成
在细胞 质进行
通过RNA
问题：为什么RNA适于作DNA的信使？
RNA和DNA的比较
DNA RNA 核糖核苷酸 核糖 A、U、G、C 单链 比较小
基本单 位 五碳糖 含N碱基 单双链？ 分子大 小
脱氧核苷酸 脱氧核糖 A、T、G、C 双链 很大
RNA有三种：
①信使RNA——mRNA(messenger RNA )： 将DNA的遗传信息转录下来，传递至细胞质 的核糖体上，成为蛋白质合成的模板。 ②转运RNA——tRNA(transfer RNA)：这 种RNA担负的是氨基酸的运载工具。 ③核糖体RNA——rRNA。 核糖体的组成部分
从恐龙化石中提取出恐龙 DNA ， 真的可以使恐龙复活吗？
基因(Gene)
问：什么是基因？基因的功能是什 么？基因与染色体的关系。
肤色 眼皮单双 血型
有遗传效应的DNA片段
基因
控制生物 性状
在染色体上呈 线性排列
性状的形成离不开 基因控制生物性状
指导 合成
体现者
________(特别是酶)的
作用 基因_________蛋白质
特定氨基酸顺序的 蛋白质 mRNA与 tRNA配对
练习：
1、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：
DNA 双链 信使RNA
G C
C G C
C G G C
精氨酸
T A A U A
转运RNA
氨基酸 密码子
G
C ） 2。“密码子”是指：（ A、核酸上特定排列顺序的碱基 B、 DNA特定排列顺序的碱基 C、信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻 的碱基 D、转运RNA上决定一个氨基酸的三个相邻 的碱基 3。一个运转RNA的一端碱基为CGA，此运转 RNA运载的氨基酸是：( D ) A、精氨酸(CGA) B、 丝氨酸(AGU) C、 谷氨酸(GAG) D、 丙氨酸(GCU)
思考： （1）DNA的两条链都能转录吗？ （2）DNA链完全解开吗？ （3）在转录过程中碱基互补配对原则 有什么特殊情况？
DNA 解旋，以一条链为模板合成RNA
DNA的 一条链
A A T C A A T A G
细 胞 核 中
G
DNA 解旋，以一条链为模板合成RNA DNA的
一条链
A A T C A A T A G
转录
场所： 细胞核 模板： DNA的一条链 原料： 核糖核苷酸 条件： ATP、酶 产物： mRNA 碱基互补配对：G－C、C－G、T－A、A－U
遗传信息流动：DNA
mRNA
练习： A ） 1、 “遗传信息”是指：（ A、 基因的脱氧核苷酸排列顺序 B、DNA的碱基对排列顺序 C、信使RNA的核苷酸排列顺序 D、蛋白质的氨基酸排列顺序
A A T C A A T A G U U A G U U
细 胞 核 中
G
A A T C A A T A G U U A G U U A
细 胞 核 中
G
A A T C A A T A G U U A G U U A U 细 胞 核 中 G
A A T C A A T A G U U A G U U A U C
2、图为DNA转录过程中的一段示意图，此段中 共有几种核苷酸（ C） A．４种 B．５种 C．６种 D．８种
3、已知一段信使RNA上有12个A和G，该信使 RNA上共有30个碱基，那么转录成信使RNA 的这一段DNA分子中应有C和T（ D ） A、12 B、18 C、24 D、30
4、一个双链DNA分子中碱基A占30%，其转录成 的信使RNA上的U为35%，则信使RNA上的碱 基A为（ D ） A、30% B、35% C、40% D、25%