2022-2023学年浙科版(2019)必修二 3-4基因控制蛋白质的合成 课件(29张)
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3.mRNA和tRNA的种类都是64种 × 4.由基因转录形成的mRNA经加工后部分形成tRNA和rRNA ×
5.一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板√
6.遗传信息和密码子都在DNA上 × 7.基因改变，该基因控制的性状必定改变 ×
线粒体、核膜外膜
DNA能不能进入细胞质控制蛋白质的合成？ 不能 有没有一种物质的 结构和DNA很接近，又能把DNA上面 的遗传信息准确无误的传达出去？ RNA
科学家发现,当在细胞培养液加入RNA合成抑制剂后,细胞所合 成蛋白质的量大大下降.上述实验现象可以说明RNA在蛋白质 合成过程中起到了信使的作用
原料 4种脱氧核苷酸 模板 DNA的两条链
4种核糖核苷酸 DNA的一条链
条件 解旋酶、DNA聚合酶、 RNA聚合酶、ATP
ATP
产物 两个双链DNA
RNA分子
1.转录产物可能是酶 √
2.转录时有氢键的断裂与生成，有水的产生
√
3.DNA的复制可以发生在任何细胞，任何时间 ×
4.转录可以发生在任何细胞，任何时间 ×
决定4种氨基酸 决定16种氨基酸 碱基组合有64种
1.密码子一共有 64种,氨基酸一共 有 20 种 2.起始密码子有 2种分别为 AUG GUG 3.终止密码子有 3 种，分别为
UAA UAG UGA 终止密码子不编码氨基酸！！！
4.一种密码子对应一种氨基酸 5.一种氨基酸对应一种或多种密码子
一种氨基酸具有两个或多个密码 子的现象称为密码子的简并性
中心法则
克里克提出的中心法则
劳式肉瘤病毒、艾滋病毒等RNA病毒能以RNA为模板，先逆转录出 单链DNA，再以此DNA为模板指导合成另一互补链而形成的双链 DNA，然后通过此DNA转录产生新的病毒RNA。因为它们自带有逆 转录酶，因而这类病毒称为逆转录病毒
复制
复制
发现RNA病毒及逆转录修改后的中心法则
讨论并回答下列生物能进行的遗传信息的传递与表达过程 （用序号表示）
②
① DNA
⑤
④
③
RNA
蛋白质
生物种类
遗传信息的传递与表达过程
DNA病毒
①②③ 噬菌体、乙型肝炎病毒
RNA病毒 大多数RNA病毒 ④③ 烟草花叶病毒 逆转录病毒 ⑤①②③ 劳氏肉瘤病毒、HIV
原核生物、真核生物 ①②③ 细胞生物
1.线粒体中含有mRNA、tRNA和rRNA 3种RNA √ 2.在翻译时，mRNA上有多少个密码子就有多少个tRNA与之对应×
A+T的数量、合成蛋白质时最多脱去的水分子数分别是
A.m;m/3-1 C.2(m-n); m/3-1
B.m;m/3-2 D.2(m-n);m/3-2
D
基因控制生物性状（基因-蛋白质-性状）
①多对基因共同控制生物某个性状，基因之间存在复杂的相互作用; ②基因的表达受到环境的影响，所以生物的性状(或表型)是基因(或 基因型)与环境共同作用的结果。生物的性状主要通过蛋白质来体现。 ③基因是通过控制酶的合成来控中制生物体内的生物化学反应，从 而控制生物的性状。
终止密码子有没有反密码子？
mRNA
翻译
mRNA
A U G G AU AUC
核糖体与mRNA结合，形成合成蛋白质的“生产线”。
肽键 甲硫氨酸 天冬氨酸
UA CC U A A U GGAU AUC
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
甲硫氨酸
失去氨基酸的tRNA会在细胞溶胶结合新的氨基酸
核糖体逐渐向右移动，不断认读mRNA上面的 密码子，从而使肽链不断延伸变长
mRNA 翻译
蛋白质
材料：1956-1966年间，克里克、霍利、布莱纳等人一直 从事翻译工作的研究。他们主要解决翻译过程中两个关 键性的问题：（1）遗传密码与氨基酸序列的对应关系 （2）碱基序列到氨基酸序列的转变机制。
密码子 密码子 密码子
mRNA
U U A GAU AUC
如1个碱基决定1个氨基酸 如2个碱基决定1个氨基酸 如3个碱基决定1个氨基酸
二、DNA分子上的遗传信息通过转录传递给RNA
启动部位
AGGTCACGTCG
RNA聚合酶
TCCAGTGCAGC AGGUCACGUCG
RNA聚合酶
转录：在_细__胞__核__内，以DNA的_一__条__链_为_模__板__，按照_碱__基__互__补__配__对_的 原则合成__R_N_A_的过程。
遗传信息 DNA DNA 流动方向
DNA RNA RNA 蛋白质
1.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
2.若一个mRNA分子中有m个碱基，其中G+C有n个；由该
mRNA指导合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子上
思考2：转录的时候是沿着整条DNA链转录的？
以基因为单位进行转录的（一个或几个基因）
启动部位
AGGTCACGTCG TCCAGTGCAGC RNA聚合酶 A G G U C A C G U C GRNA聚合酶
转录特点： 边解旋边 转录
编码链
RNA聚合酶
转录过程
模板链
核糖核苷酸加到RNA末端
RNA
5.线粒体，叶绿体也有DNA的复制和转录的发生 √
信使RNA（mRNA）
传达DNA上的遗传信息，指导蛋白质的合成
mRNA
U U A GAU A UC
转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么， RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、 数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？
由基因控制合成的蛋白质还可以决定生物体特定的组织或器官的结 构，进而影响其功能。
④细胞内有多种功能性RNA分子也参与性状表现。这些功能性RNA基 因的表达产物就是具有特定功能的RNA分子，它们是不被翻译的(有 时也称为非编码RNA)。例如tRNA、RNA，它们直接参与蛋白质的合 成。另外，细胞内还有一些RNA具有催化功能，称为核酶;还有一些 RNA具有调控基因表达的功能等。
翻译 小结 场所： 细胞质中的核糖体
模板： mRNA
原料： 20种游离的氨基酸 原则：t配R对NA。上A的－反U 密码G－子C与mRNA的密码子互补 产物： 蛋白质
结果：遗传信息从mRNA 转移到了蛋白质
真核细胞和原核细胞遗传信息表达示意图（局部）
表达过程： 细胞核内转录成的mRNA经 加工后从核孔出来，与核
甲硫氨酸 天冬氨酸
……
U A CC U A A U GGAU AUC
当核糖体读到终止密码子时，翻译停止。核糖体脱离mRNA ,多 肽链被释放出去
多肽链合成时，在一个mRNA分子上有若干个核糖体同时进行 工作。这种若干个核糖体串联在一个mRNA分子上的多肽链合 成方式，大大增加了翻译效率
多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链 ×
6.密码子的通用性。除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一的。
密码子与反密码子
tRNA上面的反密码子能与mRNA上面的密 码子互补配对（A-U U-A G-C C-G）
每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
tRNA在理论上一共有 61种
天冬氨酸 异亮氨酸
tRNA
C UA UAG U U A G AU AUC
模板：DNA的一条链 条件 原料：游离的四种核糖核苷酸
能量：ATP
A-U T-A C-G G-C
酶： RNA聚合酶
转录产物： mRNA rRNA tRNA
转录特点： 边解旋边 转录
编码链
RNA聚合酶
转录过程
模板链
核糖核苷酸加到RNA末端
RNA
RNA-DNA杂交区域
游离的核苷酸
思考1：从图中你能否判断转录的方向？ 从左到右(5’-3’)
RNA-DNA杂交区域
游离的核苷酸
思考3：RNA聚合酶的作用？ 1.解旋（使DNA的双螺旋解开） 2.形成磷酸二酯键
思考4：转录出来的RNA直接进入细胞质用于蛋白质的合成？
DNA复制
转录
转录与DNA复制的区别：
DNA复制
转录
时间 有丝分裂和减数第 一次分裂间期
生长发育过程中
场所 主要在细胞核中少数在叶绿体和线粒体中
碱基对的排列顺序（核苷酸的排列顺序）
DNA分子的双重功能
1、携带遗传信息：以自身为模板，半保留的进行复制，保持遗传 信息的稳定性。
2、表达遗传信息：DNA中贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。
DNA存在的部位： 细胞核、叶绿体、线粒体；拟核区 蛋白质的合成场所：核糖体 核糖体存在的部位：细胞溶胶、粗面内质网、叶绿体、
RNA—核糖核酸 1.基本单位：
核糖核苷酸
腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 尿嘧啶（U）
2.结构特点： 通常是单链
U UA G UU AUC
3.种类：
信使RNA(mRNA)：携带来自DNA的 遗传信息，决定蛋白质中氨基酸的 顺序 转运RNA(tRNA):识别并携带特定的氨基酸 到核糖体的相应位置 核糖体RNA(rRNA):核糖体的重要组成 成分
糖体结合
边转录边翻译
比较复制、转录、翻译的过程（真核生物）
复制
转录
翻译
场所
模板 原料 碱基配对 方式
细胞核（线粒 体、叶绿体） DNA的两条链
脱氧核苷酸
A-T T-A C-G G-C
细胞核（线粒 体、叶绿体）
基因的一条链 核糖核苷酸
A-U T-A C-G G-C
核糖体
mRNA 氨基酸 A-U U-A C-G G-C
2.3.4基因控制蛋白质合成
荧光鼠
白化藏猪
小鼠出现荧光，猪出现白化现象，这些性状是由什么物质直接体现
出来的？
生命活动的承担者-----蛋白质
改造基因，意味着可以改变蛋白质的种类，从而影响生物的性状
基因是什么？基因如何控制蛋白质的合成？
一、基因通常是DNA分子的功能片段
什么是 基因
是具有遗传效应的DNA片段（包括部分病毒的RNA片段） 是遗传物质结构和功能的基本单位 是DNA分子上含特定遗传信息的核苷酸序列的总称
5.一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板√
6.遗传信息和密码子都在DNA上 × 7.基因改变，该基因控制的性状必定改变 ×
线粒体、核膜外膜
DNA能不能进入细胞质控制蛋白质的合成？ 不能 有没有一种物质的 结构和DNA很接近，又能把DNA上面 的遗传信息准确无误的传达出去？ RNA
科学家发现,当在细胞培养液加入RNA合成抑制剂后,细胞所合 成蛋白质的量大大下降.上述实验现象可以说明RNA在蛋白质 合成过程中起到了信使的作用
原料 4种脱氧核苷酸 模板 DNA的两条链
4种核糖核苷酸 DNA的一条链
条件 解旋酶、DNA聚合酶、 RNA聚合酶、ATP
ATP
产物 两个双链DNA
RNA分子
1.转录产物可能是酶 √
2.转录时有氢键的断裂与生成，有水的产生
√
3.DNA的复制可以发生在任何细胞，任何时间 ×
4.转录可以发生在任何细胞，任何时间 ×
决定4种氨基酸 决定16种氨基酸 碱基组合有64种
1.密码子一共有 64种,氨基酸一共 有 20 种 2.起始密码子有 2种分别为 AUG GUG 3.终止密码子有 3 种，分别为
UAA UAG UGA 终止密码子不编码氨基酸！！！
4.一种密码子对应一种氨基酸 5.一种氨基酸对应一种或多种密码子
一种氨基酸具有两个或多个密码 子的现象称为密码子的简并性
中心法则
克里克提出的中心法则
劳式肉瘤病毒、艾滋病毒等RNA病毒能以RNA为模板，先逆转录出 单链DNA，再以此DNA为模板指导合成另一互补链而形成的双链 DNA，然后通过此DNA转录产生新的病毒RNA。因为它们自带有逆 转录酶，因而这类病毒称为逆转录病毒
复制
复制
发现RNA病毒及逆转录修改后的中心法则
讨论并回答下列生物能进行的遗传信息的传递与表达过程 （用序号表示）
②
① DNA
⑤
④
③
RNA
蛋白质
生物种类
遗传信息的传递与表达过程
DNA病毒
①②③ 噬菌体、乙型肝炎病毒
RNA病毒 大多数RNA病毒 ④③ 烟草花叶病毒 逆转录病毒 ⑤①②③ 劳氏肉瘤病毒、HIV
原核生物、真核生物 ①②③ 细胞生物
1.线粒体中含有mRNA、tRNA和rRNA 3种RNA √ 2.在翻译时，mRNA上有多少个密码子就有多少个tRNA与之对应×
A+T的数量、合成蛋白质时最多脱去的水分子数分别是
A.m;m/3-1 C.2(m-n); m/3-1
B.m;m/3-2 D.2(m-n);m/3-2
D
基因控制生物性状（基因-蛋白质-性状）
①多对基因共同控制生物某个性状，基因之间存在复杂的相互作用; ②基因的表达受到环境的影响，所以生物的性状(或表型)是基因(或 基因型)与环境共同作用的结果。生物的性状主要通过蛋白质来体现。 ③基因是通过控制酶的合成来控中制生物体内的生物化学反应，从 而控制生物的性状。
终止密码子有没有反密码子？
mRNA
翻译
mRNA
A U G G AU AUC
核糖体与mRNA结合，形成合成蛋白质的“生产线”。
肽键 甲硫氨酸 天冬氨酸
UA CC U A A U GGAU AUC
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
甲硫氨酸
失去氨基酸的tRNA会在细胞溶胶结合新的氨基酸
核糖体逐渐向右移动，不断认读mRNA上面的 密码子，从而使肽链不断延伸变长
mRNA 翻译
蛋白质
材料：1956-1966年间，克里克、霍利、布莱纳等人一直 从事翻译工作的研究。他们主要解决翻译过程中两个关 键性的问题：（1）遗传密码与氨基酸序列的对应关系 （2）碱基序列到氨基酸序列的转变机制。
密码子 密码子 密码子
mRNA
U U A GAU AUC
如1个碱基决定1个氨基酸 如2个碱基决定1个氨基酸 如3个碱基决定1个氨基酸
二、DNA分子上的遗传信息通过转录传递给RNA
启动部位
AGGTCACGTCG
RNA聚合酶
TCCAGTGCAGC AGGUCACGUCG
RNA聚合酶
转录：在_细__胞__核__内，以DNA的_一__条__链_为_模__板__，按照_碱__基__互__补__配__对_的 原则合成__R_N_A_的过程。
遗传信息 DNA DNA 流动方向
DNA RNA RNA 蛋白质
1.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
2.若一个mRNA分子中有m个碱基，其中G+C有n个；由该
mRNA指导合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子上
思考2：转录的时候是沿着整条DNA链转录的？
以基因为单位进行转录的（一个或几个基因）
启动部位
AGGTCACGTCG TCCAGTGCAGC RNA聚合酶 A G G U C A C G U C GRNA聚合酶
转录特点： 边解旋边 转录
编码链
RNA聚合酶
转录过程
模板链
核糖核苷酸加到RNA末端
RNA
5.线粒体，叶绿体也有DNA的复制和转录的发生 √
信使RNA（mRNA）
传达DNA上的遗传信息，指导蛋白质的合成
mRNA
U U A GAU A UC
转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么， RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、 数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？
由基因控制合成的蛋白质还可以决定生物体特定的组织或器官的结 构，进而影响其功能。
④细胞内有多种功能性RNA分子也参与性状表现。这些功能性RNA基 因的表达产物就是具有特定功能的RNA分子，它们是不被翻译的(有 时也称为非编码RNA)。例如tRNA、RNA，它们直接参与蛋白质的合 成。另外，细胞内还有一些RNA具有催化功能，称为核酶;还有一些 RNA具有调控基因表达的功能等。
翻译 小结 场所： 细胞质中的核糖体
模板： mRNA
原料： 20种游离的氨基酸 原则：t配R对NA。上A的－反U 密码G－子C与mRNA的密码子互补 产物： 蛋白质
结果：遗传信息从mRNA 转移到了蛋白质
真核细胞和原核细胞遗传信息表达示意图（局部）
表达过程： 细胞核内转录成的mRNA经 加工后从核孔出来，与核
甲硫氨酸 天冬氨酸
……
U A CC U A A U GGAU AUC
当核糖体读到终止密码子时，翻译停止。核糖体脱离mRNA ,多 肽链被释放出去
多肽链合成时，在一个mRNA分子上有若干个核糖体同时进行 工作。这种若干个核糖体串联在一个mRNA分子上的多肽链合 成方式，大大增加了翻译效率
多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链 ×
6.密码子的通用性。除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一的。
密码子与反密码子
tRNA上面的反密码子能与mRNA上面的密 码子互补配对（A-U U-A G-C C-G）
每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
tRNA在理论上一共有 61种
天冬氨酸 异亮氨酸
tRNA
C UA UAG U U A G AU AUC
模板：DNA的一条链 条件 原料：游离的四种核糖核苷酸
能量：ATP
A-U T-A C-G G-C
酶： RNA聚合酶
转录产物： mRNA rRNA tRNA
转录特点： 边解旋边 转录
编码链
RNA聚合酶
转录过程
模板链
核糖核苷酸加到RNA末端
RNA
RNA-DNA杂交区域
游离的核苷酸
思考1：从图中你能否判断转录的方向？ 从左到右(5’-3’)
RNA-DNA杂交区域
游离的核苷酸
思考3：RNA聚合酶的作用？ 1.解旋（使DNA的双螺旋解开） 2.形成磷酸二酯键
思考4：转录出来的RNA直接进入细胞质用于蛋白质的合成？
DNA复制
转录
转录与DNA复制的区别：
DNA复制
转录
时间 有丝分裂和减数第 一次分裂间期
生长发育过程中
场所 主要在细胞核中少数在叶绿体和线粒体中
碱基对的排列顺序（核苷酸的排列顺序）
DNA分子的双重功能
1、携带遗传信息：以自身为模板，半保留的进行复制，保持遗传 信息的稳定性。
2、表达遗传信息：DNA中贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。
DNA存在的部位： 细胞核、叶绿体、线粒体；拟核区 蛋白质的合成场所：核糖体 核糖体存在的部位：细胞溶胶、粗面内质网、叶绿体、
RNA—核糖核酸 1.基本单位：
核糖核苷酸
腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 尿嘧啶（U）
2.结构特点： 通常是单链
U UA G UU AUC
3.种类：
信使RNA(mRNA)：携带来自DNA的 遗传信息，决定蛋白质中氨基酸的 顺序 转运RNA(tRNA):识别并携带特定的氨基酸 到核糖体的相应位置 核糖体RNA(rRNA):核糖体的重要组成 成分
糖体结合
边转录边翻译
比较复制、转录、翻译的过程（真核生物）
复制
转录
翻译
场所
模板 原料 碱基配对 方式
细胞核（线粒 体、叶绿体） DNA的两条链
脱氧核苷酸
A-T T-A C-G G-C
细胞核（线粒 体、叶绿体）
基因的一条链 核糖核苷酸
A-U T-A C-G G-C
核糖体
mRNA 氨基酸 A-U U-A C-G G-C
2.3.4基因控制蛋白质合成
荧光鼠
白化藏猪
小鼠出现荧光，猪出现白化现象，这些性状是由什么物质直接体现
出来的？
生命活动的承担者-----蛋白质
改造基因，意味着可以改变蛋白质的种类，从而影响生物的性状
基因是什么？基因如何控制蛋白质的合成？
一、基因通常是DNA分子的功能片段
什么是 基因
是具有遗传效应的DNA片段（包括部分病毒的RNA片段） 是遗传物质结构和功能的基本单位 是DNA分子上含特定遗传信息的核苷酸序列的总称