《基因指导蛋白质的合成》第二课时参考课件1

真核细胞中复制、转录、 3、真核细胞中复制、转录、翻译的比较
DNA复制 DNA复制 时间 场所 模板 原料 酶 能量 原则 特点 产物
细胞分裂间期 细胞核 细胞核
转录
生长发育过程
翻译
生长发育过程 细胞质 mRNA为模板 mRNA为模板 二十种氨基酸 特定的酶等 ATP mRNA与tRNA配对 mRNA与tRNA配对 GA-U, G-C
从密码子表可以看出， c、从密码子表可以看出，一种氨基酸可能由几个密 码子决定，这一现象称做密码的简并性。 码子决定，这一现象称做密码的简并性。你认为密 码的简并性对生物体的生存发展有什么意义？ 码的简并性对生物体的生存发展有什么意义？ 从密码子的简并性我们能够认识到： 从密码子的简并性我们能够认识到： 如果密码子中的一个碱基发生变化， 如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响 到蛋白质氨基酸的种类， 到蛋白质氨基酸的种类，也有可能蛋白质的氨基酸 种类不发生变化（例如GAU GAC都决定天冬氨酸 GAU、 都决定天冬氨酸） 种类不发生变化（例如GAU、GAC都决定天冬氨酸） 这就保证了生物遗传的相对稳定性 相对稳定性。 这就保证了生物遗传的相对稳定性。又使生物 出现变异，从而促进生物的发展变化。 出现变异，从而促进生物的发展变化。
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？ 通过tRNA（转运RNA或运输RNA RNA或运输RNA） 通过tRNA（转运RNA或运输RNA）从细胞质中 tRNA 运送到核糖体上
转运RNA(tRNA) 3、转运RNA(tRNA) tRNA的分子结构 tRNA的分子结构
核糖体
U U A G A U A U C
亮氨酸
A A U U U A G A U A U C
亮氨酸
天门冬 氨酸
A A U C U A U U A G A U
A U C
肽键
天门冬 亮氨酸 氨酸
A A U C U A U U A G A U A U C
天门冬 亮氨酸 异亮氨酸 氨酸
C U A U A G U U A G A U A U C
遗传密码的特性： 遗传密码的特性：
个终止密码，没有对应的氨基酸，所以， a、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 64个遗传密码中， 个遗传密码中 61个 61个。 b、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子 通用性： 表。 c、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况 。 简并性：
多个特定氨基酸 顺序的蛋白质
遗传信息
遗传密码
生物性状
DNA的碱基数 mRNA的碱基数 的碱基数、 的碱基数、 4、DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基 酸数三者之家有何数量关系？ 酸数三者之家有何数量关系？ n 翻译 3n 转录 3n 3n DNA
DNA的碱基数：mRNA的碱基数：蛋白质中氨基酸数＝ DNA的碱基数：mRNA的碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6n:3n:n 的碱基数 的碱基数
遗传信息的流动过程
转录 mRNA 翻译 蛋白质
DNA 基因) (基因)
（遗传的中心法则） 遗传的中心法则）
基因指导蛋白质合成的全过程
思考、讨论、 思考、讨论、练习
基因控制蛋白质合成的最终结果是什么？ 1、基因控制蛋白质合成的最终结果是什么？ 蛋白质是生物性状的体现者， 蛋白质是生物性状的体现者，基因通过控制蛋 白质的合成从而控制了生物的性状。 白质的合成从而控制了生物的性状。 2、生物表现出多样性的根本原因和直接原因是什么？ 生物表现出多样性的根本原因和直接原因是什么？ 直接原因：蛋白质的种类及其多样， 直接原因：蛋白质的种类及其多样，体现了不 同的性状。 同的性状。 根本原因：DNA分子上的脱氧核苷酸的排列顺 根本原因：DNA分子上的脱氧核苷酸的排列顺 序不同。 序不同。
C U A
反密码子
U A G
反密码子
4、翻译过程
甲硫氨酸
？
U A C
反密码子 密码子
A U G G A U A U C
mRNA
核糖体
氨基酸
异亮氨酸
天门冬氨酸
亮氨酸
转运RNA 转运RNA
A A U
C U A
U A G
亮氨酸
天门冬氨酸
异亮氨酸
A A U C U A
反密码子
U A G
细胞质
U U A G A U A U C mRNA
思考和讨论
mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG,你 的碱基序列是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG, a、mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG,你 能写出对应的氨基酸序列吗？ 能写出对应的氨基酸序列吗？ 对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸－谷氨酸－ 对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸－谷氨酸－丙氨 半胱氨酸－脯氨酸－丝氨酸－赖氨酸－ 酸－半胱氨酸－脯氨酸－丝氨酸－赖氨酸－脯氨酸 地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。 b、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。 根据这一事实说明什么？ 根据这一事实说明什么？ 说明地球上所有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语言，或者生命 关系，或者生物都具有共同的遗传语言， 在本质上是统一的。 在本质上是统一的。
遗传信息的翻译
定义： 1、定义： 在细胞质中的核糖体上, 在细胞质中的核糖体上,以游离在细胞质中的 各种氨基酸为原料， mRNA为模板合成具有一定氨 为模板合成具有 各种氨基酸为原料，以mRNA为模板合成具有一定氨 基酸种类、数量和排列顺序以及空间结构的蛋白质 基酸种类、数量和排列顺序以及空间结构的蛋白质 顺序以及空间结构 的过程，称为翻译。 的过程，称为翻译。 翻译
到底是如何决定的呢？ 到底是如何决定的呢？
实验证明：1961年英国的克里克和同事用实 实验证明：1961年英国的克里克和同事用实 验证明了一个氨基酸是由mRNA上的3个碱基决定的， 验证明了一个氨基酸是由mRNA上的3个碱基决定的， mRNA上的 即mRNA上的3个相邻的碱基决定一个氨基酸，把 mRNA上的3个相邻的碱基决定一个氨基酸， 上的 mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基叫做三联体 mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基叫做三联体 上决定一个氨基酸的 密码子
已知一段信使RNA上有12 RNA上有12个 该信使RNA 7、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 上共有30个碱基，那么转录成信使RNA的这一段DNA分 30个碱基 RNA的这一段DNA 子中应有C 子中应有C和T（ A、12 ）个 B、18 B、 C、24 C、 D、30 D、
一个双链DNA分子中碱基A 30%， DNA分子中碱基 8、一个双链DNA分子中碱基A占30%，其转录成的 信使RNA上的U 35%，则信使RNA上的碱基A RNA上的碱基 信使RNA上的U为35%，则信使RNA上的碱基A为（ ） RNA上的 A、30% B、 B、35% C、 C、40% D、 D、25%
说明：因为基因中存在终止密码子等片段， 说明：因为基因中存在终止密码子等片段，实 际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n, 6n,或氨 际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n,或氨 基酸数目小于n 因此一般题目中带有“至少” 基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或 最多”字样。 “最多”字样。
遗传密码： 2、遗传密码：
遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基排列 遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基排列 mRNA 顺序，叫做“遗传密码” 顺序，叫做“遗传密码”。把其中决定一个氨基酸 相邻的三个碱基叫做密码子。 叫做密码子 的相邻的三个碱基叫做密码子。
密码子 密码子 密码子
U U A G A U A U C mRNA
肽键
天门冬 亮氨酸 异亮氨酸 氨酸
C U A U A G U U A G A U A U C
天门冬 亮氨酸 氨酸 异亮氨酸
U A G U U A G A U A U C
肽链
U U A G A U A U C
肽链合成完毕后， 肽链合成完毕后，一条或几条肽链通过一定 的空间构建方式组成一种或多种具有特定空间结 构的蛋白质，从面表现出生物体特定的性状 性状。 构的蛋白质，从面表现出生物体特定的性状。 蛋白质
DNA的两条链均为模板 DNA的两条链均为模板 基因的一条链为模板 四种脱氧核苷酸 DNA聚合酶等 DNA聚合酶等 ATP A - T 、 G- C 半保留复制 边解旋边复制 2个子代DNA分子 个子代DNA分子 DNA 四种核糖核苷酸 RNA聚合酶等 RNA聚合酶等 ATP A - U 、 T- A G-C ， C-G 边解旋边转录 1个信使RNA 个信使RNA
组成人的核酸的碱基和核苷酸各共有（ 5、组成人的核酸的碱基和核苷酸各共有（ ） A、 5、 5 C、 8、 5 B、 B、 5、 8 D、 D、 4、 4
6、组成噬菌体的核酸的碱基和核苷酸各共有（ ） 组成噬菌体的核酸的碱基和核苷酸各共有（ A、 5、 5 C、 8、 5 B、 B、 5、 8 D、 D、 4、 4
碱基与氨基酸之间的对应关系
DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体 DNA和RNA都只含有4种碱基， 都只含有 蛋白质的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定 蛋白质的氨基酸有20种 20 蛋白质的20种氨基酸的？ 20种氨基酸的 蛋白质的20种氨基酸的？ 如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决 如果1个碱基决定1个氨基酸， 定多少种氨基酸？ 41＝4，不行 定多少种氨基酸？ 如果2个碱基编码一个氨基酸， 如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码 16， 42＝16，不行 多少种氨基酸？ 多少种氨基酸？ 一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才 一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基， 足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？ 20种氨基酸 足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？ 64， 43＝64，足足有余
三叶草形 有臂 有环
一端可携带氨基酸 另一端有三个碱基
转运RNA(tRNA)：分子结构呈三叶草形， 转运RNA(tRNA)：分子结构呈三叶草形，其 RNA(tRNA) 叶柄”端能与一个特定的氨基酸结合， 叶片” “叶柄”端能与一个特定的氨基酸结合，“叶片” 端有三个特殊的碱基称为“反密码子” 端有三个特殊的碱基称为“反密码子”，能与 mRNA上的 密码子”相识别。反密码子的种类： 上的“ mRNA上的“密码子”相识别。反密码子的种类： 61种 61种。 天冬 异亮 酰氨 氨酸
遗 传 密 码 表
从遗传密码表中可看出： 从遗传密码表中可看出：
a、一种氨基酸可以和多个密码子相对应 b、一个密码子只和一种氨基酸相对应 二个密码子（AUG、GUG）可以作为起始密码， c、二个密码子（AUG、GUG）可以作为起始密码， 同时可以决定氨基酸。三个终止密码（UAA、UAG、 同时可以决定氨基酸。三个终止密码（UAA、UAG、 UGA）不决定任何氨基酸。 UGA）不决定任何氨基酸。 氨基酸的种类；20种 d、氨基酸的种类；20种 密码子的种类：64种（61种有义密码） 密码子的种类：64种 61种有义密码） 种有义密码
遗传信息的转录与翻译的比较 遗传信息的转录与翻译的比较 转录 转录
场所 原料
翻译 细胞质 氨基酸
mRNA－tRNA mRNA－ A— U、 C— G
细胞核 4种核糖核苷酸
配对
DNA－mRNA DNA－ A — U 、 T — A 、C —G
解旋
有
产物
无 多肽（还需加工） 多肽（还需加工）
RNA
三、基因控制合成蛋白质的全过程 DNA（基因） DNA（基因）的遗传信息 转录 mRNA的遗传信息 mRNA的遗传信息 翻译 蛋白质的氨基酸排列顺序 氨基酸的个数n 氨基酸的个数n 碱基的个数3n 碱基的个数3n 碱基的个数6n 碱基的个数6: 场所 •模板: 以信使RNA为模板 模板: 以信使RNA为模板 模板 RNA •原料: 二十种氨基酸 原料: 原料 •条件: 需要酶和ATP 条件: 需要酶和ATP 条件 •产物: 多个多肽或蛋白质 产物: 产物 •原则: 密码子与反密码子配对,既碱基互补配对 原则: 密码子与反密码子配对, 原则 原则（A=U，G=C） 原则（A=U，G=C）