基因指导蛋白质的合成(公开课)

G
半胱氨酸 半胱氨酸 终 止 色氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸
第三个 字母 U C A G U C A G U C A G U C A G
a. 密码子表查法 例:CCU 脯氨酸
b.密码子的特点
专一性
一个密码子只对应一种 氨基酸
C
简并性
3. DNA和RNA的区别是（ D ） A、五碳糖不同 B、碱基种类不同 C、空间结构不同 D、以上都是
4、如果DNA的一条模板链的碱基排列顺序是 ACGCTAGCA，那么与它互补的另一条链上的碱 TGCGATCGT 基排列顺序是 ，转录 成的信使RNA上的碱基排列顺序是
UGCGAUCGU __________________________
电影中，科学家是怎么使已灭绝的 《侏罗纪公园》 恐龙复活的？
科学家利用凝结在琥珀中的史前蚊子体内的恐龙血液 提取出恐龙的DNA（遗传基因），加以修补和培育繁 殖，竟然将已绝迹6500万年的史前庞然大物复生
《侏罗纪公园》
生物性状 DNA 基因通过指导蛋白质的合成来控制性 状的过程，叫基因的表达
？
第4章
结 构 基本单位 五碳糖
含氮碱基 功能
主要存在部位
细胞核
细胞质
３、为什么RNA适于做DNA的信使呢？
1.RNA与DNA有相似结构可以解读DNA 的遗传信息。 2.RNA一般是单链的,RNA比DNA要小， 因此能通过核孔，把DNA的遗传信息 从细胞核传递到细胞质中。
4.RNA的种类
三种RNA示意图
RNA中文全称: 核糖核酸
组成元素: C 基本单位:
磷酸
复习提问
H
O
N
P
磷酸
核糖核苷酸
核糖
含氮碱基
核糖
含氮碱基
A、G、C、U
2.比较RNA与DNA结构的不同 比较项目 DNA 通常双螺旋结构 脱氧核苷酸 脱氧核糖 ATCG
遗传信息的储存、 传递、表达
RNA 一般单链结构 核糖核苷酸 核 糖 AUCG 传递
条件
原则：碱基互补配对原则
转运工具---tRNA
1、形态：三叶草形
2、结构：一端为氨基酸结合的部位
另一端为反密码子，能与与密码子 碱基互补配对。
3、种类：61种
tRNA作用
甲硫氨酸
？
tRNA的反密码子
与mRNA上的密
码子互补配对。 共有 61 种 tRNA。 专一性：每种 tRNA只能识别并 转运一种氨基酸。
A链
3个碱基
苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸
1个氨基酸
基因中的碱基数（双链）：mRNA中的碱基 6∶ 3∶ 1 数：合成蛋白质的氨基酸个数=_________
课堂练习：
1．DNA复制、转录、翻译分别形成[ A．DNA、RNA、蛋白质 B．RNA、DNA、多肽 C．RNA、DNA、核糖体 D．RNA、DNA、蛋白质
基因 指导 以_____ RNA 为媒介 蛋白质的合成
活动一：（3分钟）
阅读课本P62 至 P63页第二段内容，然后 回答下列问题： 1、RNA的结构单位是什么？ 核糖核苷酸 2、RNA与DNA在化学组成上的区别有哪些？ 3、RNA为什么适合作DNA的信使？
4、RNA的种类有哪三种？
RNA的化学组成
遗传信息的翻译
阅读课本P64-67页，然后思考回答下列问题：
1、翻译的概念、场所、模板、原料和产物？
2、什么叫遗传信息、遗传密码、密码子、反密码子？
3、碱基和氨基酸之间的对应关系是什么？ 4、tRNA有什么特点？ 5、试描述翻译的过程？
遗传信息的翻译
1、概念 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。 2、场所 3、原料 细胞质(核糖体) 20种氨基酸 mRNA 蛋白质
一种氨基酸可对应多个 密码子
A
通用性
地球上几乎所有生物都 共用一套密码子
c.特殊密码子
3个终止密码:
UAA UAG UGA
G
2个起始密码:
AUG GUG
能读懂mRNA上的信息，还需要哪 些条件才能合成蛋白质呢？
• 场所：核糖体
模板：mRNA 原料：20种氨基酸 能量：ATP 多种酶 转运工具：tRNA
7.肽链由各相邻的氨基酸通过 肽键连接形成。
8.翻译的条件： 酶、ATP、模板、原料 。
小结
DNA
转录 细胞核
RNA
翻译 细胞质
蛋白质
转录、翻译与DNA复制的比较
场所 DNA复制： 细胞核 DNA DNA 模板 原料 产物 DNA
遗传信息 传递方向
亲代DNA的 游离的脱 氧核苷酸 两条链
DNA→DNA
信使RNA： 遗传信息传递的媒介。
转运RNA：专一性 转运氨基酸的工具。
核糖体RNA： 与蛋白质构成核糖体。
DNA的信息是怎么传给mRNA的？
活动二： （3分钟）
阅读课本P63页第 3 段及图4－4，思考回答下列问题： （1）什么叫转录？DNA的两条链都能转录吗？ 不能
在细胞核中，以DNA双链中的一条链为模板，合成RNA的过程 （2）转绿时，DNA链完全解开吗？ 不是，只有遗传效应的DNA片段（基因）解开 （3）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊情况？
苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸 ACU GGA UCU
肽键 肽键
翻 译
肽链
密码子
反密码子
UGA
CCU
AGA
当堂训练
据图分析碱基与氨基酸的对应关系
DNA
转 录 mRNA 翻 译
肽链
A—C—T—G—G—A—T—C— T 6个碱基 B链 T—G—A—C—C—T—A—G— AA—C—U—G—G—A—U—C—U
产物： 单链的mRNA（信使RNA） 信息传递方向： DNA → mRNA
比较复制、转录过程的差异：
DNA复制 转录
场所 解旋 模板
原料
细胞核（主要） 完全解旋 DNA的两条链 4种脱氧核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶
DNA DNA DNA
细胞核（主要） 只解有遗传效应的片段 DNA的一条链
4种核糖核苷酸
上释放 4、释放 合成的mRNA从 DNA DNA双链恢复成 双螺旋结构
⑻转录的过程 A A T C A A T A G
G
游离的核糖核苷酸
转录小结
概念： 在细胞核中，以DNA双链中的一条链为模 板，合成mRNA的过程。 场所： 细胞核（主要）
模板： DNA解旋，以其中一条链为模板 条件 原料： 4种核糖核苷酸（A、 G 、C 、U ） 酶： RNA聚合酶 能量： ATP
（核糖体）
细胞核中的DNA如何指导
细胞质中的蛋白质的合成？
小资ห้องสมุดไป่ตู้：
• 1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实 验，如果加入 RNA酶分解细胞中的 RNA， 蛋白质合成就停止，而如果再加进从酵母 中提取出来的RNA，则又可重新合成一定 数量的蛋白质。同年，拉斯特（Laster Gold）等人将变形虫用同位素标记的尿嘧 啶核苷培养液来培养，发现标记的RNA分 子首先在细胞核中合成。
A—U、T—A、 G—C、 C—G
（4）转录的场所、模板、条件、原料、产物各是什么？ （5）假设以b链为模板，则转录出的RNA碱基排列 为： 、
DNA
a链 ……A－T－T－C－A－G－A－T－G……
b链 ……T－A－A－G－T－C－T－A－C…… ……A－U－U－C－A－G－A－U－G……
DNA
RNA 聚合酶
5、如下是转录过程： DNA „„ＡＴＧ„„ RNA „„ＵＡＣ„„ 该图中有 6 种核苷酸，有 2 核酸 ，有 5 细胞核 种碱基，该过程是在 中进行的。
当堂检测
下图表示DNA为模板转录RNA 的过程图解。图中4、5表示两种功能 不同的酶。据图分析回答问题。 1）在玉米的叶肉细胞，则能够 进行该生理过程的细胞结构有 细胞核、线粒体、叶绿体 。 2）转录过程中DNA首先在［ 5 ］ RNA聚合酶 的催化作用下，由 ATP 提供能量，将DNA分子中碱基对内的 氢键 断开，该过程称为 解旋 。 3）然后在［ 4 ］RNA聚合酶 的催化作用下，以其中的 甲 链作为 信息模板，以［ 3 ］ 四种游离的核糖核苷酸 为原料，由 ATP 提供能量， 按照 碱基互补配对 原则，合成出［ 2 ］ 信使RNA 。 4）通过转录，DNA分子中的遗传信息被准确地转移到 信使RNA 中。 5）在真核细胞的细胞核中，转录的产物通过 核孔 进入细胞质中， 与 核糖体 结合在一起直接指导蛋白质的生物合成过程。
• 经过转录，DNA中的遗传信息传递给了 mRNA， mRNA 再经过必要的加工后从核 孔进入细胞质。 • 转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基序列， 而不是蛋白质。那么，mRNA上的遗传信息 是如何进一步指导蛋白质的合成的呢？
第4章
基因的表达
第 1 节 基因指导蛋白质的合成(课时2)
活动三： （3分钟）
转录： 游离的核 DNA 的一条链 细胞核 DNA RNA （模板链） 糖核苷酸 翻译： 细胞质 RNA Pro
mRNA DNA→mRNA
mRNA
游离的 氨基酸
蛋白质 mRNA→Pro
当堂训练
假设以B链为模板进行转录
A链
B链
DNA 转 录
mRNA
A—C—T—G—G—A—T—C—T
T—G—A—C—C—T—A—G—A A—C—U—G—G—A—U—C—U
遗传信息的转录（复习）
概念： 在细胞核中，以DNA双链中的一条链为模 板，合成mRNA的过程。 场所： 细胞核（主要）
模板： DNA解旋，以其中一条链为模板 条件 原料： 4种核糖核苷酸（A、 G 、C 、U ） 酶： RNA聚合酶 能量： ATP
产物： 单链的mRNA（信使RNA） 信息传递方向： DNA → mRNA
A
]
2．遗传密码位于[ D ] A．蛋白质分子上 B．DNA分子上 C．RNA分子上 D．信使RNA分子上
3. 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
苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 （起始） 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 （起始）
C 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸
A
酪氨酸 酪氨酸 终 止 终 止 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸
遗传信息的转录过程
1、解旋：DNA双链解开，暴露 碱基
解开DNA双链中的一条链 模板： RNA聚合酶：启动转录，并 2、配对 原料： 游离的核糖核苷酸 把单个的核糖核苷酸连接在 碱基互补配对原则 原则： 正在合成的mRNA片段上， 同时具有解旋功能
3、连接
RNA聚合酶 酶：
结果：形成一个 mRNA
mRNA
基因的表达
第 1 节 基因指导蛋白质的合成(课时1)
学习目标
（1）比较DNA与RNA在组成、结构、 功能等方面的异同。
（2）概述遗传信息转录的概念和过程 （场所、模板、条件、原料、产物）。
基因 指导蛋白质的合成 ______ 遗传效应 的_____ DNA 片段； DNA 主要存在于 基因是有_________ ________ 细胞核 中，而蛋白质的合成是在_______ 细胞质 中进行的。
U A C
反密码子
核糖体
A U G G A U A U C
mRNA 密码子 密码子 密码子
一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链
翻译小结
1.翻译的场所： 核糖体 、 2.翻译时的模板： mRNA 、 20种氨基酸 3.翻译的原料： ，能量 ATP 4.翻译的起始码有: 个，终止码有: 个3 2 61 5.密码子有 64种，决定氨基酸的密码子 种。 6.翻译时的碱基配对：
酶
产物
信息传 递方向
RNA聚合酶
RNA DNA mRNA
特点
半保留复制， 边解旋边复制
边解旋边转录
当堂训练
D 1.DNA分子的解旋发生在________ 过程中。 A.复制 B.转录 C.翻译 D.复制和转录
B 2.果蝇的遗传物质由_________ 种核苷酸组成。 A. 2 B. 4 C. 5 D. 8
4、遗传信息传递方向
遗传信息：碱基（碱基对、脱氧核苷酸）排列顺序 遗传密码：遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基
排列顺序，叫做“遗传密码”。
密码子: mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。
密码子 密码子 密码子
U U A G A U A U C
mRNA
64种密码子
第一个 字母 第二个字母