基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成DNA蛋白质合成（细胞核细胞核）（细胞质细胞质）核孔核孔RNA ( (一一) )RNARNA的结构、分类和作用的结构、分类和作用l当细胞中当细胞中只有只有RNA时，它是遗传物质；当细胞时，它是遗传物质；当细胞中含中含有有DNA时时，RNA主要是负责主要是负责DNA遗传信息遗传信息的翻译和转录。的翻译和转录。DNARNA脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖1 1、RNARNA的化学组成、空间结构及种类：的化学组成、空间结构及种类：基本单位：基本单位：核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸分子组成：分子组成：核糖核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸空间结构：空间结构：单链结构单链结构单链结构单链结构种类：种类：mRNAmRNA作为作为作为作为DNADNA的信使的信使的信使的信使tRNAtRNA转运转运转运转运rRNArRNA核糖体的组成成分核糖体的组成成分核糖体的组成成分核糖体的组成成分碱基（碱基（碱基（碱基（A U C A U C GG）作为某些病毒的遗传物质作为某些病毒的遗传物质作为某些病毒的遗传物质作为某些病毒的遗传物质催化作用的酶催化作用的酶催化作用的酶催化作用的酶（）（）转录的定的定义：（）（）转录的的场所：所：（）（）转录的模板：的模板：（）（）转录的原料：的原料：（）（）转录的条件：的条件：（）（）转录时的碱基配的碱基配对:（ 7 7）转录的的结果：果：在细胞核中以在细胞核中以DNADNA的一条链为模的一条链为模板板, ,按碱基互补配对原则原则，按碱基互补配对原则原则，合成合成mRNAmRNA的过程的过程细胞核细胞核DNA的一条链的一条链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸RNA聚合酶和聚合酶和ATP、模板、原料、模板、原料碱基互补配对原则碱基互补配对原则形成形成mRNA（A=UA=U，G=CG=C）(A(A、GG、C C、U U） 一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录TCATG T TT AAG T AC A A A T DNADNA的平面结构图的平面结构图AG T AC A A A T AGCUGACGGUUUDNA游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸以以DNADNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成RNARNAAG T AC A A A T AGCUGACGGUUU DNA与与RNA的碱基互补配对：的碱基互补配对：A C TRNA RNA 聚合酶聚合酶UUGGAAAG T AC A A A T AGCGACGGUUUUAG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T GCGACGGUUU UAAG T AC A A A T GCGACGUUGU UAAG T AC A A A T GCGACGUGU UAUAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAAG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA UAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U C形成的形成的 mRNA mRNA 链，链，DNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上RNADNAAG T AC A A A T UCAUGuUUAmRNA 核孔核孔DNAmRNAmRNA在细胞核中合成在细胞核中合成AG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核细胞核mRNAmRNA通过核孔进入细胞质通过核孔进入细胞质1 1、如果、如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1种氨基酸，则种氨基酸，则2 2、如果、如果2 2个碱基决定个碱基决定1 1种氨基酸，则种氨基酸，则A A、G G、C C、U U分别决定分别决定1 1种，共种，共4 4种种AA AG AC AUAA AG AC AUGA GG GC GUGA GG GC GUCA CG CC CUCA CG CC CUUA UG UC UUUA UG UC UU共有共有1616种组合，可以决定种组合，可以决定1616种氨基酸种氨基酸 mRNAmRNA是怎样把遗传信息传递给蛋白质的呢？是怎样把遗传信息传递给蛋白质的呢？第1个碱基第2个碱基A AG GC CU UA AG GC CU U请推测：请推测：mRNAmRNA的碱基与组成蛋白质的氨基酸之间的对应关系的碱基与组成蛋白质的氨基酸之间的对应关系1 1、如果、如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1种氨基酸，则种氨基酸，则2 2、如果、如果2 2个碱基决定个碱基决定1 1种氨基酸，则种氨基酸，则共有共有1616种组合，可以决定种组合，可以决定1616种氨基酸种氨基酸16 = 44 = 42A A、G G、C C、U U分别决定分别决定1 1种，共种，共4 4种种4 = 14 = 413 3、如果、如果3 3个碱基决定个碱基决定1 1种氨基酸，则种氨基酸，则64 = 43共有共有6464种组合。种组合。mRNAmRNA的碱基与组成蛋白质的氨基酸之间的对应关系的碱基与组成蛋白质的氨基酸之间的对应关系1 1、如果、如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1种氨基酸，则种氨基酸，则2 2、如果、如果2 2个碱基决定个碱基决定1 1种氨基酸，则种氨基酸，则3 3、如果、如果3 3个碱基决定个碱基决定1 1种氨基酸，则种氨基酸，则依据教材依据教材65页密码子表，探讨以下问题：页密码子表，探讨以下问题：1 1、起始密码、终止密码各有几种？、起始密码、终止密码各有几种？ 它们分别决定哪种氨基酸？它们分别决定哪种氨基酸？ 决定氨基酸的密码子有多少种？决定氨基酸的密码子有多少种？ 2、一个密码子最多能编码几种氨基酸？一个密码子最多能编码几种氨基酸？ 编码亮氨酸的密码子有多少种？编码亮氨酸的密码子有多少种？ 由此我们可以得出什么样的结论？由此我们可以得出什么样的结论？3 3、地球上几乎所有生物都共用一套密码子（密码子的、地球上几乎所有生物都共用一套密码子（密码子的 通用性通用性），根据这一特性，你能想到什么？，根据这一特性，你能想到什么？1 1种种一种氨基酸可以由多种密码子编码（一种氨基酸可以由多种密码子编码（简并性简并性）3 3种种2 2种种6161种种3 3种终止密码不决定氨基酸种终止密码不决定氨基酸生物有共同的起源生物有共同的起源转基因转基因6 6种种AUGAUG甲硫氨酸甲硫氨酸 GUGGUG缬氨酸缬氨酸密码子密码子概念：概念：特点：特点：mRNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3个相邻碱基个相邻碱基一种一种氨基酸可以有氨基酸可以有多个多个密码子密码子UCAUG U UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子1、概念：、概念：2、场所：、场所：3、模板：、模板：4、原料：、原料：5、产物：、产物：7、配对原则：、配对原则：6、运载工具：、运载工具：游离在游离在细胞质细胞质中的各种中的各种氨基酸氨基酸，以，以 mRNA为模为模板，合成具有一定氨基酸顺序的板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质蛋白质的过程的过程核糖体（细胞质）核糖体（细胞质）mRNA20种游离的氨基酸种游离的氨基酸蛋白质（或多肽链）蛋白质（或多肽链）tRNAA-U，U-A，C-G，G-C二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译其他条件：其他条件：各种酶（各种酶（与蛋白质合成有关的酶与蛋白质合成有关的酶）和）和ATP8、过程、过程反密码子反密码子概念：概念：种类：种类：与与mRNA分子中密码子互补配对的分子中密码子互补配对的tRNA上的上的3个碱基个碱基61种，反密码子与种，反密码子与61种决定氨基酸的密码子对应种决定氨基酸的密码子对应A A U亮氨酸亮氨酸t tRNARNA位置位置UCAUG U UUAmRNAAA U 亮氨酸亮氨酸AC A缬氨酸缬氨酸AUG 异亮氨酸异亮氨酸 反反反反密密密密码码码码子子子子 密密密密 码码码码 子子子子从基因的表达过程可以看出：从基因的表达过程可以看出：DNADNA（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使了信使RNARNA中中 ，进而决定进而决定 的排列顺序，最的排列顺序，最终决定了终决定了 的结构和功能特的结构和功能特异常。异常。核糖核苷酸核糖核苷酸/ /密码子密码子氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质2、下列过程中，不出现碱基互补配对的是、下列过程中，不出现碱基互补配对的是 ( ) A . DNA 分子的复制分子的复制 B 以以 DNA为模板合成为模板合成mRNA C 以以 mRNA 为模板合成蛋白质为模板合成蛋白质 D . RNA 通过核孔转移到细胞质中通过核孔转移到细胞质中 D3、在蛋白质合的合成过程中，决定蛋白质种类的是：、在蛋白质合的合成过程中，决定蛋白质种类的是： （ ） A、核苷酸、核苷酸 B、信使、信使RNA C、核糖体、核糖体 D、转运、转运RNA4、下列哪一项不可能是遗传密码（、下列哪一项不可能是遗传密码（ ）A. ATC B. UUC C. CAG D. GGCBA1、与与DNADNA相比，相比，RNARNA所特有的成分是所特有的成分是 （ ） A. A. 脱氧核糖和鸟嘌呤脱氧核糖和鸟嘌呤 B. B. 核糖和尿嘧啶核糖和尿嘧啶 C. C. 脱氧核糖和胸腺嘧啶脱氧核糖和胸腺嘧啶 D. D. 核糖和胸腺嘧啶核糖和胸腺嘧啶B 巩固练习：巩固练习：巩固练习：巩固练习：思考题思考题1： 某生物基因单链的一段是某生物基因单链的一段是 G C A G A C A A A ，若以此链，若以此链为模板，经为模板，经转录翻译转录翻译形成的多肽链上所形成的多肽链上所对应的氨基酸顺序是（对应的氨基酸顺序是（ ）。）。苯丙氨酸苯丙氨酸UUU； 天冬氨酸天冬氨酸GAC亮氨酸亮氨酸CUG； 赖氨酸赖氨酸AAA精氨酸精氨酸CGU； 丙氨酸丙氨酸GCAA、 B、 C 、 D、 D DNADNA双链双链 G G 信使信使RNARNA 转运转运RNARNA 氨基酸氨基酸 C G TC G TG C AG C AC G UC G UC AC A1、根据转录和翻译过程填充、根据转录和翻译过程填充（密码（密码 G C A ）丙氨酸丙氨酸课堂巩固课堂巩固A AC CU UG GG GA AU UC C U U苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸 mRNAmRNA转转录录翻翻译译蛋白质蛋白质DNADNAA AC CT TG GG GA AT TC C T TT TG GA AC CC CT TA AG GA A肽键肽键 肽键肽键基因中的碱基数（双链）：基因中的碱基数（双链）：mRNAmRNA中的碱基数：中的碱基数：合成蛋白质的氨基酸个数合成蛋白质的氨基酸个数= = 。6 3 16 3 12. 2. 某基因中含有某基因中含有12001200个碱基，则由它控制合成的一条肽链个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是的最多含有肽键的个数是 ( ( ) ) A198个个B199个个 C200个个D201个个B基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数 6 6 ： 3 3 ： 1 1比较项目比较项目DNADNARNARNA基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基结构结构主要主要存在部位存在部位DNADNA和和RNA RNA 的比较的比较脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖脱氧核糖A C G A C G T T双螺旋结构双螺旋结构细胞核细胞核核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖A C G A C G U U多为单链结构多为单链结构细胞质细胞质项目项目项目项目DNADNADNADNA复制复制复制复制转录转录转录转录翻译翻译翻译翻译场所场所场所场所模板模板模板模板原料原料原料原料能量能量能量能量酶酶酶酶DNADNA解旋酶解旋酶解旋酶解旋酶 等等等等DNADNA解旋酶解旋酶解旋酶解旋酶 RNARNA聚合酶等聚合酶等聚合酶等聚合酶等各种酶各种酶各种酶各种酶碱基配对碱基配对碱基配对碱基配对AT TAAT TACG GCCG GCAU TAAU TACG GCCG GCAU UAAU UACG GCCG GC产物产物产物产物DNADNARNARNA蛋白质（多肽）蛋白质（多肽）蛋白质（多肽）蛋白质（多肽）信息传递信息传递信息传递信息传递DNADNADNADNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质列表比较列表比较列表比较列表比较DNADNADNADNA复制、转录和翻译复制、转录和翻译复制、转录和翻译复制、转录和翻译细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）DNA两条链两条链细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）核糖体（细胞质）核糖体（细胞质）核糖体（细胞质）核糖体（细胞质）DNADNA一条链一条链一条链一条链mRNAmRNA四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸2020种氨基酸种氨基酸种氨基酸种氨基酸ATP