基因指导蛋白质的合成.ppt

基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成第第 一一 节节在现实生活中，利用已灭绝的恐龙的在现实生活中，利用已灭绝的恐龙的DNA，真的能够使恐龙复活吗？，真的能够使恐龙复活吗？ 电影电影侏罗纪公园侏罗纪公园中恐龙复活的场中恐龙复活的场景景基因基因控制生物控制生物性状性状蛋白质蛋白质体现者体现者DNA主要在细胞核蛋白质的合成蛋白质的合成在细胞质进行指导指导通过RNA问题：问题：1.RNA是由基本单位是由基本单位核苷酸连接而核苷酸连接而成，跟成，跟DNA一样能储存遗传信息。一样能储存遗传信息。2.RNA一般为单链，比一般为单链，比DNA短，能通过短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。核孔，从细胞核转移到细胞质中。3.RNA与与DNA的关系中，也遵循的关系中，也遵循“碱基碱基互补配对原则互补配对原则”。因此以。因此以RNA为媒介可为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。将遗传信息传递到细胞质中。为什么为什么RNA适于做适于做DNA的信使呢？的信使呢？图图4-1核糖与脱氧核糖核糖与脱氧核糖图图4-2 DNA与与RNA在化学组成上的区别在化学组成上的区别 RNA和和DNA的比较的比较DNARNA基本单位五碳糖含N碱基单双链？分子大小脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖脱氧核糖A、T、G、C双链双链核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖A、U、G、C单链单链很大很大比较小比较小图图4-3三种三种RNA示意图示意图 RNA的在细胞中有三种：的在细胞中有三种：mRNA（信使（信使RNA），），tRNA（转运（转运RNA），），rRNA（核糖体（核糖体RNA）D问题：问题：DNA的遗传信息是怎样传给的遗传信息是怎样传给RNA的呢？的呢？1.1.遗传信息的转录：遗传信息的转录：在细胞核中，以在细胞核中，以DNADNA的一条链为模板，按的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成照碱基互补配对的原则合成RNARNA的过程，的过程，叫做转录。叫做转录。AG T AC A A A T AGCUGACGGUUUAG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG 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 CmRNA转录细胞核细胞核核糖核苷酸核糖核苷酸DNA的一条链的一条链mRNAATP、酶、酶GC、CG、TA、DNAmRNA问问:（1）DNA的碱基与的碱基与RNA的碱基的碱基 如何互补配对？（强调如何互补配对？（强调A-U） （2）转录与复制过程有何异同？）转录与复制过程有何异同？比较复制，转录过程的差异：比较复制，转录过程的差异：RNADNA产物产物DNA的一条链的一条链DNA的两条链的两条链模板模板边解旋边转录边解旋边转录半保留复制，半保留复制，边解旋边复制边解旋边复制特点特点DNA mRNADNA DNA信息传信息传递方向递方向 RNA聚合酶聚合酶DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶(主要酶主要酶)酶酶4种核糖核苷酸种核糖核苷酸4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸原料原料只解有遗传效应的片段只解有遗传效应的片段完全解旋完全解旋解旋解旋细胞核细胞核细胞核细胞核场所场所 转录转录DNA复制复制 练习：练习：1、 mRNA上有上有25的腺嘌呤，的腺嘌呤，35的尿嘧啶，的尿嘧啶，则转录该则转录该mRNA的的DNA分子上腺嘌呤占碱基分子上腺嘌呤占碱基总数的（总数的（ ）A 50 B 25 C 30 D 35C2 2、烟草、烟草花叶病毒中，所含的核苷酸种、烟草、烟草花叶病毒中，所含的核苷酸种类和碱基种类各有多少？类和碱基种类各有多少？烟草中的核苷酸种类有烟草中的核苷酸种类有8 8种，碱基种类有种，碱基种类有5 5种。种。烟草花叶病毒中所含的核苷酸种类有烟草花叶病毒中所含的核苷酸种类有4 4种，碱种，碱基种类有基种类有4 4种。种。 转录得到的转录得到的RNA仍是碱基序列，而不仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？如何将信息翻译成蛋白质？ mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程翻译。 二、二、遗传信息的翻译遗传信息的翻译 遗传学上把以遗传学上把以信使信使RNARNA为模板，合成具有为模板，合成具有一定氨基酸顺序一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做的蛋白质的过程叫做翻译翻译。 碱基与氨基酸之间的对应碱基与氨基酸之间的对应关系关系lmRNAmRNA只含有只含有4 4种碱基，而组成生物体蛋白质种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有的氨基酸有2020种。这种。这4 4种碱基是怎样决定蛋种碱基是怎样决定蛋白质的白质的2020种氨基酸的？种氨基酸的？v如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸，个氨基酸，4 4种碱基能种碱基能决定多少种氨基酸？决定多少种氨基酸？v如果如果2 2个碱基编码一个氨基酸，最多能编个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？码多少种氨基酸？v一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的才足以组合出构成蛋白质的2020种氨基酸？种氨基酸？4种碱基只能决定种碱基只能决定4种氨基酸，种氨基酸，4 41 1=4=4。二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种，种，42=16。三个碱基决定一个氨基酸只能决定三个碱基决定一个氨基酸只能决定6464种，种，4 43 3=64=64，足够有余。，足够有余。碱基与氨基酸之间的对应碱基与氨基酸之间的对应关系关系 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子UCAUG A UUAmRNA 密码子：密码子：mRNAmRNA上决定氨基酸的上决定氨基酸的三个相邻三个相邻 的的碱基。碱基。 密码子密码子 密码子表U U A G AUA U C思考与讨论思考与讨论：已知一段：已知一段mRNA的碱基序列是的碱基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你，你能结合密码子表写出对应的氨基酸序列吗？能结合密码子表写出对应的氨基酸序列吗？ 甲硫氨酸甲硫氨酸谷氨酸谷氨酸丙氨酸丙氨酸半胱氨半胱氨酸酸脯氨酸脯氨酸丝氨酸丝氨酸赖氨酸赖氨酸脯氨酸脯氨酸v遗传密码的特性：遗传密码的特性：v1、有、有3个终止密码，没有对应的氨基个终止密码，没有对应的氨基酸，所以，在酸，所以，在64个遗传密码中，能决个遗传密码中，能决定氨基酸的遗传密码子只有定氨基酸的遗传密码子只有61个。个。v2、通用性：地球上、通用性：地球上几乎所有的生物几乎所有的生物共用一套密码子表。共用一套密码子表。v3、简并性：一种氨基酸有两种以上、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况的密码子的情况 。在一定程度上能防在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变的改变。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？图图4-5 tRNA的结构示意图的结构示意图 专一性：每种专一性：每种tRNA只能识别并转运一只能识别并转运一种氨基酸。种氨基酸。tRNA的反密码子与的反密码子与mRNA上的密码子上的密码子互补配对。互补配对。A U G G AUA U C？甲硫氨酸CUA反密码子核糖体AG T AC A A A T UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核细胞核 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 A 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UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质细胞质中的细胞质中的mRNAmRNA 核糖体核糖体UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨A A U 亮氨酸亮氨酸UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸缩合缩合UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天冬氨天冬氨酸酸AUG 异亮氨酸异亮氨酸UCAUG A UUA 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸UCAUG A UUA 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸UCAUG A UUA 亮氨酸亮氨酸 天门冬天门冬酰氨酰氨 异亮氨酸异亮氨酸翻译细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）mRNA蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸ATP、酶、酶 、转运转运RNARNA（tRNAtRNA）GC、CG、mRNA蛋白质蛋白质基因控制蛋白质合成的过程基因控制蛋白质合成的过程DNADNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质136：A密码子密码子精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸转运转运RNAG信使信使RNAGGDNA双链双链CCCAAT C GU C Gv关键是碱基互补配对原则，同时注意关键是碱基互补配对原则，同时注意RNARNA与与DNADNA中有一个嘧啶不同。中有一个嘧啶不同。v（1 1）转录形成的）转录形成的RNARNA分子中碱基数目是基因中分子中碱基数目是基因中碱基数目的碱基数目的1/21/2。基因模板上的。基因模板上的A+TA+T与与RNARNA分子分子中的中的U+AU+A相等。相等。v（2 2）翻译过程中，信使）翻译过程中，信使RNARNA中每三个碱基决定中每三个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使的氨基酸数目是信使RNARNA碱基数目碱基数目1/3 1/3 。v（3）基因中碱基数目：）基因中碱基数目：RNA分子中的碱基数分子中的碱基数目：蛋白质分子中氨基酸的数之比为目：蛋白质分子中氨基酸的数之比为6：3：1 。例题例题：一条多肽链中有氨基酸1000个，则作为合成该多肽模板的信使RNA分子和用来转录信使RNA的DNA分子分别至少要有碱基（ ）A、3000个和3000个 B、1000个和2000个C、2000个和4000个 D、3000个和6000个 解析解析 ：DNA mRNA 蛋白质碱基数碱基数 碱基数碱基数 氨基酸数氨基酸数转录翻译2 2 2 23 33 3 所以：信使RNA碱基数为10003=3000个 DNA分子碱基数为30002=6000个，选D1、经分析某生物的一个核酸分子的碱基比率为A:G:T:C=26:25:36:16，这种核酸是（ ） A. 单链DNA B. 单链RNA C. 双链DNA D. 双链RNAA A 2、若测得精氨酸的转运RNA上的反密码子为GCU，则DNA分子模板上决定这个精氨酸的相应碱基为： ( ) A、GCA B、CGA C、GCT D、CGT C C 3、某一DNA分子含有20%的A+T，那么它转录成的信使RNA中的G+C的含量为:( ) A、40% B、80% C、60% D、20% B B 4、作为遗传物质的核酸及成分核苷酸、五碳糖、碱基种类依次是（ ）： A. 2、8、2、5 B. 2、8、2、2 C. 2、1、1、4 D. 2、2、2、5A A 5、下列哪一项不可能是遗传密码（ ） A. ATC B. UUC C. CAG D. GGCA A 6、把兔子血红蛋白的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中，结果能合成出兔子的血红蛋白，这说明（ ）A、所有的生物共用一套遗传密码B、蛋白质的合成过程很简单C、兔血红蛋白的合成基因进入大肠杆菌D、兔子的DNA可以指导大肠杆菌的蛋白质合成A A 7.设控制某含a 条肽链的蛋白质合成的基因含X个碱基对，氨基酸的平均分子量为Y，则该蛋白质的分子量约为 。 （X/3）Y（X/3a）18 练习2. 2. 某基因中含有某基因中含有12001200个碱基，则由它控制个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是 ( ( ) ) A198个个 B199个个 C200个个 D201个个B练习A. 46%,54% B.23%,27% C.27%,23% D.46%,27%BA1T2T1A2G1C1C2G212(A1 T1)%= (A2+ T2)%= (A总+T总)%(G1C1)%= (G2+C2)%= (G总+C总)%AmUmGmCmmRNA= (Am+Um)%= (Gm+Cm)%再 见 请 提 意 见