基因指导蛋白质的合成上课用.ppt

基因的表达 第第1节节 基因指导蛋白质基因指导蛋白质 的合成的合成电电影影侏侏罗罗纪纪公公园园中中恐恐龙龙复复活活的的场场景景问题一：问题一：在现实生活中，我们能不能像电影在现实生活中，我们能不能像电影侏罗纪公园侏罗纪公园中描述的那样，利用恐龙的中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？，使恐龙复活呢？问题二：问题二：如果能利用恐龙的如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？要解决什么问题？第第四四章章的的章章图图 请同学们阅读章图中的文字和图解，你们看懂请同学们阅读章图中的文字和图解，你们看懂了什么，又产生了哪些问题。了什么，又产生了哪些问题。基因基因肤色肤色眼皮单双眼皮单双血型血型基因基因有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段控制生物性状控制生物性状在染色体上呈在染色体上呈线性排列线性排列基因基因控制生物控制生物性状性状指导指导指导指导合成合成合成合成蛋白质蛋白质体现者体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达基因的表达。问题：问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？基因是怎样指导蛋白质的合成呢？主要存在哪里？主要存在哪里？主要存在哪里？主要存在哪里？2.2.蛋白质在哪里合成？蛋白质在哪里合成？蛋白质在哪里合成？蛋白质在哪里合成？DNA主要在主要在细胞核细胞核蛋白质的合成蛋白质的合成在细胞质在细胞质(核核糖体糖体)进行进行指导指导通过通过RNA问题：问题：2、为什么、为什么RNA适于做适于做DNA的信使呢？的信使呢？1、DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来的呢？胞质中进行的，两者如何联系起来的呢？如何解读如何解读DNA的信息呢？的信息呢？遗传信息的转录遗传信息的转录1、RNA与与DNA的区别的区别核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖DNADNARNARNA五碳糖脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖基本单位脱氧脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸碱基A A、G G、C C、T TA A、G G、C C、U U结构双双螺旋结构螺旋结构单单链结构链结构存在部位主要在细胞主要在细胞核核主要在细胞主要在细胞质质比较比较RNARNA与与DNADNA结构的不同结构的不同 RNA的种类的种类信使信使 RNA mRNA核糖体核糖体 RNA rRNA 转运转运 RNA tRNA 2、RNA的类型的类型 为什么为什么RNA适于做适于做DNA的信使呢？的信使呢？它也是由基本单位它也是由基本单位核苷酸连接而成，核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储由核糖、磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。存遗传信息。在在RNA与与DNA的关系中，也遵循的关系中，也遵循“碱基互碱基互补配对原则补配对原则”，因，因RNA中没有中没有T，DNA中没有中没有U，所以当，所以当RNA与与DNA有关系时，有关系时，U与配对。与配对。RNA一般是单链，而且比一般是单链，而且比DNA短，因此能短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。3、RNA适于做适于做DNA的信使的原因：的信使的原因：DNA的遗传信息是怎样传给的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？的呢？转录：在细胞核内，以转录：在细胞核内，以DNADNA（基因）（基因）的一条链为模板，按照碱基互补的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成配对的原则合成RNARNA的过程。的过程。1、DNARNA如何转录，特点是什么？如何转录，特点是什么？问题：问题：2、转录的单位是什么？、转录的单位是什么？3、DNA的两条链都能转录吗？的两条链都能转录吗？4、DNA链完全解开吗？链完全解开吗？5、在转录过程中碱基互补配对原在转录过程中碱基互补配对原 则有什则有什么特殊情况？么特殊情况？1.1.解旋解旋2.2.与与DNADNA（基（基因）模板链因）模板链互补配对，互补配对，游离的核糖游离的核糖核苷酸对号核苷酸对号入座入座3.3.聚合聚合成成mRNAmRNA链链4.4.释放释放mRNA,mRNA,DNADNA恢复双恢复双链链AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU4、转录的过程、转录的过程游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸AG 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转录过程总结转录过程总结 场所：场所：模板：模板：原料：原料：原则：原则：产物：产物：RNARNA碱基互补配对原则碱基互补配对原则 （A-UA-U）4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸DNADNA基因的一条链基因的一条链(模板链）模板链）主要在细胞核主要在细胞核通过转录，基因上的遗传信息就给传递到通过转录，基因上的遗传信息就给传递到mRNAmRNA上，并由上，并由mRNAmRNA从细胞核带到细胞质从细胞核带到细胞质中中复复 制制转转 录录场场 所所解解 旋旋模模 板板原原 料料酶酶能能 量量碱基配对碱基配对产产 物物四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸细胞核细胞核细胞核细胞核完全解旋完全解旋只解有遗传效应的片段只解有遗传效应的片段 DNADNA的两条链的两条链只有只有DNADNA的一条链的一条链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸DNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶RNARNA聚合酶聚合酶ATPATPATPATPAT CG AT CG TA GCTA GCAU AU GC TA GC TA CGCG子代子代DNADNAmRNAmRNA、tRNAtRNA、rRNArRNA课堂练习：课堂练习：1构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位 核苷酸有多少种？碱基有多少种？核苷酸有多少种？碱基有多少种？A2种种 4种种 B4种种 4种种 C5种种 5种种 D8种种 5种种D 2细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构 层次是层次是 ADNA染色体染色体脱氧核苷酸脱氧核苷酸基因基因 B染色体染色体脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA基因基因 CDNA染色体染色体基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸 D染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸D3下列哪一组物质是下列哪一组物质是RNA的组成成分的组成成分 A脱氧核糖核酸和磷酸脱氧核糖核酸和磷酸 B脱氧核糖、碱基和磷酸脱氧核糖、碱基和磷酸 C核糖、碱基和磷酸核糖、碱基和磷酸 D核糖、嘧啶和核酸核糖、嘧啶和核酸4DNA分子的解旋发生在分子的解旋发生在 过程中过程中 A复制复制 B转录转录 C翻译翻译 D复制和转录复制和转录CD5果蝇的遗传物质由果蝇的遗传物质由 种核苷酸组成种核苷酸组成 A2 B4 C5 D8B6一个一个DNA分子可以转录出多少种多少个分子可以转录出多少种多少个 mRNA A一种一个一种一个 B一种多个一种多个 C多种多个多种多个 D无数种无数个无数种无数个C7烟草、烟草花叶病毒、烟草、烟草花叶病毒、T2噬菌体中含有噬菌体中含有 的物质，下列叙述正确的是的物质，下列叙述正确的是 A核酸的种类依次是核酸的种类依次是2、1、2 B核苷酸的种类依次是核苷酸的种类依次是8、5、4 C五碳糖的种类依次是五碳糖的种类依次是2、2、1 D含含N碱基的种类依次是碱基的种类依次是5、4、4D8mRNA上有上有25的腺嘌呤，的腺嘌呤，35的尿嘧的尿嘧 啶，则转录该啶，则转录该mRNA的的DNA分子上腺嘌分子上腺嘌 呤占碱基总数的呤占碱基总数的 A50%B25%C30%D35%C 翻翻 译译在细胞质中在细胞质中,以以mRNAmRNA为模板为模板,合成具有合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。UCAUG A UUAmRNA 亮氨酸的亮氨酸的密码子密码子 天冬氨酸天冬氨酸的密码子的密码子 异亮氨酸异亮氨酸的密码子的密码子 密码子密码子 密码子：密码子：mRNAmRNA上决定氨基酸上决定氨基酸的三个相邻的碱基。的三个相邻的碱基。a a、一种氨基酸可以和多个密码子一种氨基酸可以和多个密码子相对应。（密码的简并现象）相对应。（密码的简并现象）b.b.一个密码子只和一种氨基酸相对应一个密码子只和一种氨基酸相对应c c、三个终止密码：三个终止密码：UAAUAA、UAGUAG、UGAUGA 密码子特点密码子特点 （据（据P65P65密码子表总结）密码子表总结）d.d.起始密码同时也是编码甲硫氨酸或起始密码同时也是编码甲硫氨酸或缬氨酸的密码子。缬氨酸的密码子。AC U 天冬氨酸天冬氨酸转移转移 RNARNA（tRNA)tRNA)氨基酸氨基酸反反 密密 码码 子子决定天冬氨酸决定天冬氨酸的密码子是位的密码子是位于于mRNA上的上的G A U tRNAtRNA的一的一端运载着端运载着氨基酸氨基酸 ,另另一端是反一端是反密码子密码子UCAUG A UUA 核糖体核糖体mRNA mRNA 与核糖体结合与核糖体结合。UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨 tRNA tRNA 上的反密码子与上的反密码子与 mRNAmRNA上的密码上的密码子互补配对子互补配对.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 tRNAtRNA将氨基酸转运到将氨基酸转运到 mRNAmRNA上的上的 相应位置相应位置 。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 两个氨基酸分子缩合成二肽两个氨基酸分子缩合成二肽脱水脱水缩合缩合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 核糖体随着核糖体随着 mRNAmRNA滑动滑动.另一个另一个 tRNAtRNA上的碱基与上的碱基与mRNAmRNA上的上的 密码子配对密码子配对.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 一个个氨基酸分子缩合成链状结构一个个氨基酸分子缩合成链状结构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 t tRNARNA离开，再去转运新的氨基酸离开，再去转运新的氨基酸UCAUG A UUAA A UAC UAUG 亮氨酸亮氨酸 天门冬天门冬酰氨酰氨 异亮氨酸异亮氨酸以以mRNAmRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质返回翻译过程总结翻译过程总结场所：场所：原料：原料：模板：模板：转运工具：转运工具：原则：原则：产物：产物：多肽链多肽链碱基互补配对原则碱基互补配对原则tRNAtRNAmRNAmRNA游离的氨基酸游离的氨基酸细胞质细胞质转录、翻译与转录、翻译与DNADNA复制的比较复制的比较亲代亲代DNADNA的两条链的两条链基因的一基因的一条链（模条链（模板链）板链）翻译翻译RNARNAProPro转录转录DNADNARNARNADNADNA复制复制DNADNADNADNA碱基互补碱基互补场所场所产物产物原料原料模板模板mRNAmRNA游离的脱游离的脱氧核苷酸氧核苷酸游离的核游离的核糖核苷酸糖核苷酸游离的氨游离的氨基酸基酸DNADNA分子分子mRNAmRNA多肽链多肽链细胞核细胞核细胞质细胞质母链与子母链与子链之间链之间DNADNA模板链和模板链和mRNAmRNA之间之间mRNAmRNA和和tRNAtRNA之间之间细胞核细胞核基因控制蛋白质合成的全过程基因控制蛋白质合成的全过程:DNA基因基因RNAtRNA蛋白质蛋白质性状性状遗传信息遗传信息 密码子密码子氨基酸氨基酸脱氧核苷脱氧核苷酸（碱基酸（碱基对）的排对）的排列顺序列顺序核糖核苷核糖核苷酸（碱基）酸（碱基）的排列顺的排列顺序序氨基酸的氨基酸的排列顺序排列顺序蛋白质结构、蛋白质结构、功能的特异性功能的特异性转录转录 翻翻 译译反密码子反密码子基因控制蛋白质合成的过程基因控制蛋白质合成的过程DNA的遗传信息的遗传信息mRNA的遗传信息的遗传信息蛋白质的氨基酸排列顺序蛋白质的氨基酸排列顺序转录转录翻译翻译数量数量n3n6n如果某蛋白质中有如果某蛋白质中有n n个氨基酸，则指个氨基酸，则指导该蛋白质合成的导该蛋白质合成的mRNAmRNA的碱基数目为的碱基数目为 ，控制该蛋白质合成的，控制该蛋白质合成的DNADNA（基因）（基因）中的碱基数为中的碱基数为 。3n3n6n6n课堂练习：课堂练习：1DNA复制、转录、翻译分别形成复制、转录、翻译分别形成 ADNA、RNA、蛋白质、蛋白质 BRNA、DNA、多肽、多肽 CRNA、DNA、核糖体、核糖体 DRNA、DNA、蛋白质、蛋白质A 2遗传密码位于遗传密码位于 A蛋白质分子上蛋白质分子上 BDNA分子上分子上 CRNA分子上分子上 D信使信使RNA分子上分子上D3.某基因中含有某基因中含有1200个碱基，则由它控制合成个碱基，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基因中碱基数：基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数中碱基数：蛋白质中氨基酸数6 ：3：14若某肽链的第一个氨基酸的密码子为若某肽链的第一个氨基酸的密码子为AUG，那么控制这个氨基酸的那么控制这个氨基酸的DNA模板链上相应的模板链上相应的 三个碱基的顺序应为三个碱基的顺序应为 AUAC BAUG CATG DTACDD5一个转运一个转运RNA的的3个碱基为个碱基为CGA，此，此RNA 运载的氨基酸是运载的氨基酸是 A酪氨酸（酪氨酸（UAC）B谷氨酸（谷氨酸（GAG）C精氨酸（精氨酸（CGA）D丙氨酸（丙氨酸（GCU）6一条多肽链中有氨基酸一条多肽链中有氨基酸1000个，则作为合成个，则作为合成 该多肽的模板信使该多肽的模板信使RNA和用来转录信使和用来转录信使RNA 的的DNA分子分别至少要有碱基多少个分子分别至少要有碱基多少个 A3000个和个和3000个个 B1000个和个和2000个个 C3000个和个和6000个个 D2000个和个和4000个个C基因中碱基数：基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数中碱基数：蛋白质中氨基酸数6 ：3：17 7、某信使、某信使RNARNA中有碱基中有碱基4040个，其中个，其中C+UC+U为为1515个，那么转录个，那么转录 此此RNARNA的的DNADNA中中G+AG+A为为 A A1515 B B2525 C C3030 D D40408 8、某、某DNADNA分子片段中碱基为分子片段中碱基为24002400对，则由此片段所控制对，则由此片段所控制 合成的多肽链中，最多有氨基酸（合成的多肽链中，最多有氨基酸（）种）种 A A800800 B B400400 C C200200 D D20209 9、已知、已知tRNAtRNA一端的三个碱基是一端的三个碱基是CUACUA，则此，则此tRNAtRNA运载的氨运载的氨 基酸是基酸是 A A亮氨酸亮氨酸 B B天冬氨酸天冬氨酸C C丙氨酸丙氨酸 D D缬氨酸缬氨酸1010、在胰蛋白质酶合成过程中，决定它性质的根本因素是、在胰蛋白质酶合成过程中，决定它性质的根本因素是 A AmRNAmRNA B BtRNAtRNA C CDNADNA D D核糖体核糖体1111、设控制某含、设控制某含a a条肽链的蛋白质合成的基因含条肽链的蛋白质合成的基因含X X个碱基个碱基 对，氨基酸的平均分子量为对，氨基酸的平均分子量为Y Y，则该蛋白质的分子量，则该蛋白质的分子量 约为约为 1212、一种人工合成的信使、一种人工合成的信使RNARNA只含有两种核苷酸只含有两种核苷酸U U和和A A，其，其 中中U U的含量是的含量是A A的的5 5倍，这种人工合成的信使倍，这种人工合成的信使RNARNA理论上最理论上最 多有多少种可能的密码子多有多少种可能的密码子 种种 种种 种种 D.D.无法确定无法确定13某某DNA片段所转录的片段所转录的mRNA中中U%28%，A%18%，则个，则个DNA片段中片段中T%和和G%分别分别占（占（）。）。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)%A密码子密码子精氨酸氨基酸氨基酸tRNAGmRNAGGDNA双链双链14根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：CCCAAT C GU C G思考：思考：当某当某DNADNA碱基发生改变，是否碱基发生改变，是否一定会导致生物性状发生改变？一定会导致生物性状发生改变？不一定。不一定。因为发生改变的碱基可能有以因为发生改变的碱基可能有以下两种情况：下两种情况：1 1、该碱基位于、该碱基位于DNADNA无效片段上；无效片段上；2 2、该碱基改变后形成的密码子与原来的、该碱基改变后形成的密码子与原来的密码子决定同一种氨基酸密码子决定同一种氨基酸