資源簡介

(共48張PPT)
基因指導蛋白質的合成
發出綠色熒光
水母
直接原因
綠色熒光蛋白
綠色熒光蛋白基因
合成
指導
轉基因鼠
基因指導蛋白質合成的過程，叫基因的表達。
細胞質中
的核糖體
綠色熒光蛋白
小鼠細胞
細胞核
綠色熒光蛋白基因
假說①
中間物質
傳遞信息
假說②
核孔0.9nm
實現核質之間頻繁的物質交換和信息交流
RNA
DNA
蛋白質
！
RNA充當了DNA的信使
1. RNA的結構層次基本組成元素：基本組成物質：基本組成單位：RNA(單鏈)：C、H、O、N、P磷酸基團、核糖、含氮堿基核糖核苷酸（4種）核苷酸鏈核糖P含氮堿基O1'2'3'4'5'OHHOHHHH核糖PA核糖PC核糖PG核糖PU比較項目 DNA RNA
基本單位
五碳糖
含氮堿基
結構（一般）
主要存在部位
分子大小
脫氧核苷酸
核糖核苷酸
脫氧核糖
核糖
A 、T 、C 、G
A、 U、 C 、G
雙鏈結構
多為單鏈結構
細胞核
細胞質
較大
較小
2. RNA與DNA結構的比較
(1)RNA也是由基本單位——核苷酸連接而成，由核糖、磷酸、堿基( C、G、A、U )共同組成核苷酸，它也能儲存遺傳信息。
(2)RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉移到細胞質中。
(3)RNA與DNA的關系中，也遵循“堿基互補配對原則”；因此以mRNA為媒介可將遺傳信息傳遞到細胞質中。
3. RNA承擔信使功能的原因
mRNA——信使RNA
攜帶遺傳信息，蛋白質合成的模板
tRNA——轉運RNA
rRNA——核糖體RNA
識別并運載氨基酸
核糖體的組成成分
核糖體RNA(rRNA）
單鏈
核糖體組成部分
mRNA通過_______，從________轉移到________中。
核孔
細胞核
細胞質
DNA的遺傳信息
RNA的遺傳信息
轉錄
過程如何呢
閱讀課本P65內容，然后總結出轉錄的概念、場所、條件以及過程分別是什么？
概念
場所
時期
條件
RNA是在細胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫作轉錄。
主要是在細胞核（少量細胞質）
個體生長發育的整個過程（真核細胞分裂期較少）
遺傳信息的轉錄
模板
原料
酶
能量
DNA的一條鏈
以細胞中游離的4種核糖核苷酸
RNA聚合酶
ATP等
（打開氫鍵、形成磷酸二酯鍵）
（1）解旋：在能量的驅動下，RNA聚合酶將DNA雙螺旋的兩條鏈解開，得到模板鏈
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
5'
3'
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
5'
3'
ATP
不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用
轉錄的過程：
隨機，為基因片段
不完全解開
（2）配對：游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補配對，
確定RNA的核糖核苷酸排列順序。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
5'
3'
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
氫鍵形成不需酶
DNA
RNA
G
C
C
G
T
A
A
U
配對方式:
模板鏈非固定不變
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
5'
3'
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
3'
5'
ATP
（3）連接：在RNA聚合酶的作用下，核糖核苷酸連接成核糖核苷酸鏈。
（形成磷酸二酯鍵）
合成方向：
特點：
邊解旋邊轉錄
RNA鏈的5’端→ 3’端
（4）釋放：合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后DNA雙螺旋恢復。
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
5'
3'
細胞質
細胞核
mRNA
補充：mRNA通過核孔進入細胞質中，穿過0層膜，需要消耗能量
U
A
A
C
U
G
C
C
T
A
G
G
A
U
G
T
A
RNA聚合酶
①解旋
②配對
③連接
④釋放
DNA雙鏈解開，堿基暴露出來
游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補配對，在RNA聚合酶的作用下開始mRNA的合成
新結合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上
合成的mRNA從DNA 鏈上釋放，而后，DNA雙螺旋恢復
轉錄的過程
特點
精確復制的原因
意義
方向
結果
邊解旋邊轉錄
堿基互補配對原則A－U、T－A、G－C、C－G
遺傳信息從DNA傳遞到RNA（mRNA）上，為翻譯做準備。
轉錄RNA（mRNA、tRNA、rRNA）
從5' 端向 3' 端延伸
遺傳信息的轉錄
判斷：DNA轉錄形成的mRNA，與母鏈堿基的組成、排列順序都是相同的。（ ）
×
T
A
A
G
T
C
G
T
G
A
5′
3′
3′
5′
5′
3′
轉錄
模板鏈
A
T
T
C
A
G
C
A
C
T
A
U
U
C
A
G
C
A
C
U
DNA
RNA
非模板鏈
1、轉錄成的RNA的堿基與DNA模板鏈的堿基是互補配對的關系。
2、該RNA的堿基序列與DNA另一條鏈（非模板鏈）的堿基序列基本相同，區別是T替換成了U。
2.過程：
3.條件
模板：
酶：
原料：
能量：
5.產物：
DNA(基因)的一條鏈
游離的四種核糖核苷酸
ATP
RNA聚合酶
RNA(mRNA、tRNA、rRNA)
1.概念：
以DNA一條鏈為模板，合成RNA的過程
7.遺傳信息傳遞方向：
A-U T-A G-C C-G
4.配對原則：
DNA　　 RNA
解旋 配對 連接 釋放
(解旋斷開氫鍵，合成磷酸二酯鍵)
8.場所：
9.發生時期：
個體生長發育的整個過程
細胞核、線粒體、葉綠體、擬核
6.轉錄的方向：
子鏈的5 端 → 3 端
子鏈的5 端 → 3 端
子鏈的5 端 → 3 端
DNA復制 轉錄
時間
場所 解旋
模板
原料
酶
配對方式
特點
方向
產物
意義
細胞分裂前的間期
生長發育全過程
完全解旋
只解旋有遺傳效應片段（基因）
DNA的兩條鏈均為模板
DNA的一條鏈為模板
四種脫氧核苷酸
四種核糖核苷酸
解旋酶、 DNA聚合酶等
RNA聚合酶等
A-T、 T—A、C—G 、 G—C
A-U、 C—G 、T—A、 G—C
半保留復制，邊解旋邊復制
邊解旋邊轉錄
2個子代DNA分子
mRNA、tRNA、rRNA
使遺傳信息從親代傳遞給子代，從而保持了遺傳信息的連續性
遺傳信息從DNA傳遞到RNA（mRNA）上，為翻譯做準備
主要在細胞核或擬核，少部分在線粒體、葉綠體、質粒
新鏈從5’端3’端延伸
新鏈從5’端3’端延伸
轉錄得到的mRNA仍是堿基序列，而不是蛋白質，那么，mRNA上的遺傳信息如何傳遞到蛋白質上呢？
堿基4種：A、U、C、G
組成蛋白質氨基酸：21種
mRNA
蛋白質
如何決定
1個堿基決定1個氨基酸
2個堿基決定1個氨基酸
3個堿基決定1個氨基酸
決定4種氨基酸
決定16種氨基酸
氨基酸組合64種
1個氨基酸
1個氨基酸
4種
4種
4種
4種
4種
1個氨基酸
4種
(1)定義：
mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基
(3)識別：
mRNA
5'
3'
G
U
G
G
A
A
C
C
U
密碼子
密碼子
密碼子
密碼子認讀是從mRNA的5'→3',相鄰的密碼子無間隔、不重疊
決定
纈氨酸
決定
組氨酸
決定
精氨酸
怎么判斷？
1.密碼子
(2)位置：
mRNA上
UUU
CGA
AAG
第一個堿基 第二個堿基 第三個
堿基
U C A G U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 絲氨酸 絲氨酸 絲氨酸 絲氨酸 酪氨酸 酪氨酸 終止 終止 半胱氨酸 半胱氨酸 終止、硒代半胱氨酸 色氨酸 U
C
A
G
C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 組氨酸 組氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
A 異亮氨酸 異亮氨酸 異亮氨酸 甲硫氨酸(起始) 蘇氨酸 蘇氨酸 蘇氨酸 蘇氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 賴氨酸 賴氨酸 絲氨酸 絲氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
G 纈氨酸 纈氨酸 纈氨酸 纈氨酸、甲硫氨酸(起始) 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 U
C
A
G
密碼子共64個
終止
密碼子
UAA、UAG、UGA
UGA是終止密碼子，但在特殊情況下可編碼硒代半胱氨酸
起始
密碼子
真核生物：
GUG編碼纈氨酸，不作為起始密碼子。
能編碼氨基酸的密碼子共62個
AUG：甲硫氨酸
GUG：甲硫氨酸
密碼子的通用性：
密碼子的簡并性
一種氨基酸可以由1種或多種不同的密碼子決定
不同的生物密碼子基本相同，即共用一套密碼子
密碼子的專一性
一種密碼子決定1種氨基酸
①專一性：一般情況下，1種密碼子決定 1 種氨基酸。
②簡并性：一種氨基酸可由 1或多 種密碼子決定，可以增強密碼子的容錯性
地球上幾乎所有生物都共用一套密碼子，說明地球上生物有共同起源。
可以減少有害突變。簡并性使得那些由于基因突變造成的使密碼子中堿基被改變，仍然能編碼原來氨基酸的可能性大為提高。
③通用性：
(4)特點：
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
色
組
甲硫
精
半胱
半胱
脯
谷
絲
如何精準運送過來的？
tRNA
3'
5'
特異性結合氨基酸的部位
堿基配對
mRNA
5'
3'
A
C
U
密碼子
U
G
A
反密碼子
3.運輸氨基酸的工具——tRNA
(1)形態：
RNA單鏈經過折疊，形成三葉草結構
(2)功能：
識別密碼子并轉運特定的氨基酸
①一種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸
②一種氨基酸可以由一種或多種tRNA轉運
(3)特點：
形成氫鍵
(4)種類：
反密碼子，共61或62種
氨基酸與tRNA是否是一一對應的關系呢？
讀反密碼子的方向：3’→5’
氨基酸與轉運RNA結合，這個過程要消耗能量。
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
組
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
絲
G
G
A
第1步
mRNA進入細胞質，與核糖體結合。
——過程
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
組
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
絲
G
G
A
位點1
攜帶甲硫氨酸的tRNA,通過與堿基AUG互補配對，進入位點1
——過程
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
組
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
絲
G
G
A
位點1
位點2
第2步
攜帶某個氨基酸的tRNA以同樣的方式進入位點2
——過程
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
組
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
絲
G
G
A
第3步
位點1
位點2
氨基酸脫水縮合形成肽鍵
C
A
C
色
甲硫氨酸與這個氨基酸形成肽鍵，從而轉移到位點2的tRNA上
——過程
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
組
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
絲
G
G
A
位點1
位點2
第4步
核糖體沿mRNA移動，讀取下一個密碼子。原位點1的tRNA離開核糖體，原位點2的tRNA進入位點1,一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點2,繼續肽鏈的合成
——過程
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
組
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
絲
G
G
A
位點1
位點2
形成肽鍵
——過程
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
組
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
絲
G
G
A
位點1
位點2
核糖體移動讀取下一個密碼子
——過程
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
組
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
絲
G
G
A
位點1
位點2
形成肽鍵
——過程
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
組
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
絲
G
G
A
位點1
位點2
核糖體移動讀取下一個密碼子
終止密碼子
無tRNA與之配對
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
組
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
絲
G
G
A
肽鏈釋放，核糖體從mRNA上解離，翻譯結束
①概念：
②場所：
③條件：
④產物：
⑤遺傳信息傳遞方向：
a、模板：
b、原料：
c、能量：
d、酶：
d、轉運工具：
e、堿基互補配對：
以mRNA為模板，合成有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。
細胞質的核糖體
mRNA
21種氨基酸
tRNA
ATP
具有特定氨基酸順序的蛋白質(肽鏈）
RNA→蛋白質
A－U、U－A、C－G、G－C
mRNA-tRNA
多種酶
1、如何快速高效地進行翻譯呢？
多聚核糖體現象
一個mRNA分子上可以相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成。
2、多條肽鏈的氨基酸序列是否相同？
相同，因為其模板相同。
3、翻譯能夠精確進行的原因是什么？
①mRNA為翻譯提供了精確的模板；
②通過mRNA上的密碼子和tRNA上的反密碼子的堿基互補配對，保證了翻譯能夠準確地進行。
4、翻譯合成的肽鏈就具有相應的生物學功能嗎？
不具有，還需要加工。
5、翻譯的方向？
由肽鏈_____→肽鏈_____的方向進行
短
長
（從右到左）
真核生物
先轉錄，后翻譯
DNA
mRNA
RNA聚合酶
邊轉錄邊翻譯
原核生物
DNA復制 轉錄 翻譯
時間 場所
模板
原料
酶
能量
原則
特點
產物
方向
信息傳遞
細胞分裂前的間期
生長發育全過程
主要是細胞核、線粒體、葉綠體
細胞質
DNA的兩條鏈
基因特定的一條鏈
mRNA
四種脫氧核苷酸
四種核糖核苷酸
21種氨基酸
解旋酶，DNA聚合酶
RNA聚合酶
多種酶
ATP
ATP
ATP
子代DNA分子
mRNA、tRNA、rRNA
肽鏈（蛋白質）
A-T,T-A,C-G,G-C
A-U,T-A, C-G,G-C
A-U,U-A,C-G,G-C
半保留復制
邊解旋邊復制
邊解旋邊轉錄
一個mRNA可結合多個核糖體同時合成多條肽鏈
DNA→DNA
DNA→RNA
mRNA→蛋白質
從短肽鏈到長肽鏈
5’端-3’端延伸
5’端-3’端延伸
基因表達過程中的數量關系
基因中的3個堿基對
mRNA中的3個堿基（1個密碼子）
多肽鏈中的1個氨基酸
對應
對應
如mRNA上有n個堿基，轉錄時產生它的基因片段中至少有________個堿基，該mRNA指導合成蛋白質中至多有________個氨基酸。
DNA堿基總數：mRNA堿基數：多肽鏈氨基酸數=
6：3：1
2n
n/3
注意：無特別說明，不考慮終止密碼
1957年，克里克率先提出遺傳信息傳遞的一般規律——中心法則。
復制
轉錄
翻譯
蛋白質
DNA
隨著研究的深入，科學家對中心法則做出了補充。
1965年，科學家在RNA病毒里發現了一種RNA復制酶，它能對RNA進行復制。1970年，在致癌的RNA病毒中發現逆轉錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。
遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復制；也可以從DNA流向RNA ，進而流向蛋白質，即遺傳信息的轉錄和翻譯。
RNA
復制
轉錄
翻譯
蛋白質
DNA
RNA
逆轉錄
RNA
的復制
逆轉錄病毒(如艾滋病病毒)
01
請寫出以下生物的遺傳信息的傳遞過程：
能分裂的細胞(分生區)及DNA病毒(噬菌體等)遺傳信息的傳遞
02
RNA復制病毒(如煙草花葉病毒)
04
高度分化的細胞(洋蔥表皮細胞、神經元細胞)
03
生物種類 遺傳信息的傳遞過程
DNA生物 原核生物
真核生物 DNA病毒 以RNA作為遺傳物質的生物 一般RNA病毒
逆轉錄病毒 (HIV)
轉錄
DNA
RNA
翻譯
蛋白質
復制
復制
RNA
翻譯
蛋白質
逆轉錄
轉錄
DNA
RNA
翻譯
蛋白質
復制
RNA
各種生物的遺傳信息傳遞過程
在遺傳信息的流動過程中，DNA、RNA是信息的載體，蛋白質是信息的表達產物，而ATP為信息的流動提供能量，可見，生命是物質、能量和信息的統一體。
10．如圖表示真核生物核DNA遺傳信息傳遞的部分過程。據圖回答問題：
(1)①、③表示的遺傳信息傳遞過程依次是________、________。
(2)②過程發生的場所是________________ ，③過程中可能存在的堿基互補配對方式是_______________________
(3)DNA與RNA分子在組成上，除堿基不同外，另一個主要區別是___ __。
(4)若②過程形成的mRNA含有1000個堿基，其中鳥嘌呤和胞嘧啶之和占全部堿基總數的60%，則該DNA片段至少含有腺嘌呤和胸腺嘧啶的堿基對_ _個。
復制
翻譯
細胞核、葉綠體、線粒體
A－U、U－A、C－G、G－C
400
五碳糖不同

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