物质DNA和RNA的结构与功能学习教案.pptx

会计学1物质物质(wzh)DNA和和RNA的结构与功能的结构与功能第一页，共54页。DNA是遗传物质的间接(jin ji)证据 每个物种不同组织的细胞不论其大小和功能如何。每个物种不同组织的细胞不论其大小和功能如何。它们的它们的DNADNA含量含量(hnling)(hnling)是恒定的，而且配子中的是恒定的，而且配子中的DNADNA含量含量(hnling)(hnling)正好是体细胞的一半。正好是体细胞的一半。DNA DNA在代谢在代谢(dixi)(dixi)上是比较稳定的。上是比较稳定的。DNA DNA是所有生物的染色体所共有。是所有生物的染色体所共有。4.4.用不同波长的紫外线诱发各种生物突变时，其最用不同波长的紫外线诱发各种生物突变时，其最有效的波长均为有效的波长均为26002600埃。这与埃。这与DNADNA所吸收的紫外线所吸收的紫外线光谱是一致的。光谱是一致的。第2页/共54页第二页，共54页。DNA是遗传物质的直接(zhji)证据2.噬菌体的感染(gnrn)3.烟草(ynco)花叶病毒的重建1、肺炎双球菌的转化第3页/共54页第三页，共54页。第4页/共54页第四页，共54页。第5页/共54页第五页，共54页。第6页/共54页第六页，共54页。噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体T2T2结构结构结构结构(jigu)(jigu)示意图示意图示意图示意图第7页/共54页第七页，共54页。第8页/共54页第八页，共54页。第9页/共54页第九页，共54页。第10页/共54页第十页，共54页。n n结论结论结论结论(jiln)(jiln)(jiln)(jiln)：n nDNADNADNADNA是生物主要的遗传物质；是生物主要的遗传物质；是生物主要的遗传物质；是生物主要的遗传物质；n n在缺少在缺少在缺少在缺少DNADNADNADNA的生物中，的生物中，的生物中，的生物中，RNARNARNARNA为主要的为主要的为主要的为主要的遗传物质。遗传物质。遗传物质。遗传物质。第11页/共54页第十一页，共54页。第二节第二节 DNA DNA的分子结构的分子结构(fn(fn z ji u)z ji u)n n一、两种核酸一、两种核酸(h sun)(h sun)及其及其分布分布n n核酸核酸(h sun)(h sun)：一种高分子：一种高分子化合物，核苷酸的多化合物，核苷酸的多 聚体。聚体。有脱氧核糖核酸有脱氧核糖核酸(h(h sun)sun)（DNADNA）和核糖核酸）和核糖核酸(h(h sun)sun)（RNARNA）两类。）两类。n n核苷酸的构成：核苷酸的构成：n n（1 1）五碳糖；）五碳糖；n n（2 2）磷酸；）磷酸；n n（3 3）环状含氮碱基）环状含氮碱基第12页/共54页第十二页，共54页。碱基的种类碱基的种类(zhngli)：n n（1 1 1 1）双环结构的嘌呤）双环结构的嘌呤）双环结构的嘌呤）双环结构的嘌呤(piolng)(piolng)(piolng)(piolng)：n n 腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤(piolng)(piolng)(piolng)(piolng)（A A A A）n n 鸟嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤(piolng)(piolng)(piolng)(piolng)（G G G G）n n（2 2 2 2）单环结构的嘧啶：）单环结构的嘧啶：）单环结构的嘧啶：）单环结构的嘧啶：n n 胞嘧啶（胞嘧啶（胞嘧啶（胞嘧啶（C C C C）n n 胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T T T）n n 尿嘧啶（尿嘧啶（尿嘧啶（尿嘧啶（U U U U）第13页/共54页第十三页，共54页。第14页/共54页第十四页，共54页。第15页/共54页第十五页，共54页。第16页/共54页第十六页，共54页。美妙美妙(mimio)的的DNA双螺旋双螺旋n n1 1、DNADNA分子是由两条多核苷酸链以分子是由两条多核苷酸链以右手右手 螺旋的形式，彼此以一定的螺旋的形式，彼此以一定的空间距离，平行于同一轴上，很像空间距离，平行于同一轴上，很像一个扭曲的梯子。一个扭曲的梯子。n n2 2、DNADNA分子中的脱氧核糖和磷酸交分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接（手拉手）构成基本骨架，替连接（手拉手）构成基本骨架，也就是梯子的两扶手。也就是梯子的两扶手。n n3 3、两扶手的走向为反向、两扶手的走向为反向(fn(fn xin)xin)平行。平行。n n4 4、梯子的横档为排列在内侧的碱基，、梯子的横档为排列在内侧的碱基，碱基通过氢结合，并以互补配对原碱基通过氢结合，并以互补配对原则配对，则配对，A-TA-T，C-GC-G，第17页/共54页第十七页，共54页。第18页/共54页第十八页，共54页。第19页/共54页第十九页，共54页。DNA DNA的其它螺旋的其它螺旋的其它螺旋的其它螺旋(luxun)(luxun)结结结结构构构构回文结构镜像重复(chngf)三股螺旋（H-DNA）第20页/共54页第二十页，共54页。回文结构回文结构回文结构回文结构DNADNADNADNA序列中序列中序列中序列中以某一中心区域为对称以某一中心区域为对称以某一中心区域为对称以某一中心区域为对称(duchn)(duchn)(duchn)(duchn)轴，其两侧的碱轴，其两侧的碱轴，其两侧的碱轴，其两侧的碱基对顺序正读和反读都相基对顺序正读和反读都相基对顺序正读和反读都相基对顺序正读和反读都相同的双螺旋结构。即对称同的双螺旋结构。即对称同的双螺旋结构。即对称同的双螺旋结构。即对称(duchn)(duchn)(duchn)(duchn)轴一侧的轴一侧的轴一侧的轴一侧的片段旋转片段旋转片段旋转片段旋转180180180180后，与后，与后，与后，与另一侧片段对称另一侧片段对称另一侧片段对称另一侧片段对称(duchn)(duchn)(duchn)(duchn)重复。重复。重复。重复。回文结构能形成回文结构能形成回文结构能形成回文结构能形成十字结构和发夹结构十字结构和发夹结构十字结构和发夹结构十字结构和发夹结构第21页/共54页第二十一页，共54页。AATTCAAGGGAGAAGTATAGAAGAGGGAAGGATCTTAAGTTCCCTCT TCATATCT TCTCCCTTCCTAG 存在存在(cnzi)(cnzi)于同一股上的某些于同一股上的某些DNADNA区段区段的反向重复序列。此序列各单股中没有互的反向重复序列。此序列各单股中没有互补序列，不能形成十字型或发夹结构。补序列，不能形成十字型或发夹结构。*镜像重复镜像重复镜像重复镜像重复(chngf)(chngf)(chngf)(chngf)第22页/共54页第二十二页，共54页。多聚嘧啶多聚嘧啶(m dn)(m dn)和多聚嘌呤组成的和多聚嘌呤组成的DNADNA螺螺旋区段，其序列中有较旋区段，其序列中有较长的镜像重复时，形成长的镜像重复时，形成局部三股配对，并互相局部三股配对，并互相盘绕的三股螺旋，其中盘绕的三股螺旋，其中两股的碱基按两股的碱基按Watson-Watson-CrickCrick方式配对，第三股方式配对，第三股多聚嘧啶多聚嘧啶(m dn)(m dn)（镜（镜像重复）通过像重复）通过TATTAT和和CGC+CGC+配对，而处于双螺旋的配对，而处于双螺旋的大沟中。大沟中。*DNA*DNA三股螺旋三股螺旋(luxun)(luxun)（H-H-DNA,ts-DNADNA,ts-DNA）第23页/共54页第二十三页，共54页。DNA构型的变异构型的变异(biny)n n1 1、B-DNAB-DNA：为：为DNADNA在生理状态在生理状态下的构型，右手双螺旋下的构型，右手双螺旋(luxun)(luxun)构型（沃森和克里构型（沃森和克里克模型），每螺旋克模型），每螺旋(luxun)(luxun)为为1010个核苷酸对。个核苷酸对。n n2 2、A-DNAA-DNA：为：为DNADNA的脱水构型，的脱水构型，右手螺旋右手螺旋(luxun)(luxun)，每螺旋，每螺旋(luxun)(luxun)为为1111个核苷酸对。个核苷酸对。n n3 3、Z-DNAZ-DNA：为左手螺旋：为左手螺旋(luxun)(luxun)，每个螺旋，每个螺旋(luxun)(luxun)含含1212个核苷酸对。个核苷酸对。第24页/共54页第二十四页，共54页。第25页/共54页第二十五页，共54页。RNA的分子结构的分子结构(fn z ji u)第26页/共54页第二十六页，共54页。RNA RNA二级结构二级结构 ：单链单链RNARNA自行盘绕形成局部双螺旋的多自行盘绕形成局部双螺旋的多“茎茎”多多“环环”结构，螺旋部分结构，螺旋部分(b fen)(b fen)称为称为“茎茎”或或“臂臂”非螺旋部分非螺旋部分(b fen)(b fen)称为称为“环环”，在螺旋区，在螺旋区，A A与与U U配对，配对，G G与与C C配对。配对。第27页/共54页第二十七页，共54页。tRNA的二级结构：的二级结构：三叶草形状三叶草形状(xngzhun)RNA三叶草型的二级结构可分为：氨基酸接受区、反密码区、二氢尿嘧啶区、三叶草型的二级结构可分为：氨基酸接受区、反密码区、二氢尿嘧啶区、TC区和可变区。除氨基酸接受区外，其余每个区都含有一个突环和一个臂。如图区和可变区。除氨基酸接受区外，其余每个区都含有一个突环和一个臂。如图所示：所示：第28页/共54页第二十八页，共54页。tRNAtRNA的的三级结构：三级结构：倒倒“L”“L”形，所有的形，所有的tRNAtRNA折叠后形成大小相似及三折叠后形成大小相似及三 维构象相维构象相似的三级结构，这有利于携带似的三级结构，这有利于携带(xidi)(xidi)的氨基酸的的氨基酸的tRNAtRNA进入核糖体的特定部位。进入核糖体的特定部位。如如图所示：图所示：第29页/共54页第二十九页，共54页。第三节第三节 DNA的复制的复制(fzh)DNA复制的一般特点：1、半保留复制 拆开的两条单链，以各自为模板，从细胞核内吸取与自己(zj)碱基互补的游离核苷酸，进行氢键结合，在酶系统的作用下，连接起来，各自形成一条新的互补链。第30页/共54页第三十页，共54页。第31页/共54页第三十一页，共54页。DNA复制复制(fzh)的一的一般特点般特点n n2 2、复制起点和复制方向、复制起点和复制方向n n原核生物：多数只有原核生物：多数只有(zh(zh y y u)u)一个复制起点。一个复制起点。n n真核生物：有多个起点。真核生物：有多个起点。第32页/共54页第三十二页，共54页。原核原核(yun h)生物生物DNA合成合成n n(一)、有关(yugun)DNA合成的酶n n1、DNA聚合酶1n n2、DNA聚合酶11n n3、DNA聚合酶111第33页/共54页第三十三页，共54页。（二）（二）DNA复制复制(fzh)的过程的过程n n1 1、DNADNA双螺旋的解链双螺旋的解链n n2 2、DNADNA合成的开始合成的开始(kish(kish)n n3 3、一条、一条DNADNA链连续合成，一条链不连续链连续合成，一条链不连续n nRNARNA引物：引物：n n冈崎片断：冈崎片断：n n前导链：前导链：n n后随链（后滞链）：后随链（后滞链）：第34页/共54页第三十四页，共54页。第35页/共54页第三十五页，共54页。第36页/共54页第三十六页，共54页。第37页/共54页第三十七页，共54页。关于关于(guny)RNA的自的自我复制我复制n n1、先以自己为模板合成一条互补单链；n n （模板链称“+”链，新复制(fzh)的互补链称n n “”链）n n2、以“”链作为模板，复制(fzh)出一条与自己互补的“+”链。n n3、“+”链成为一条新的RNA。n n 第38页/共54页第三十八页，共54页。三、真核生物三、真核生物(shngw)DNA(shngw)DNA合成的特合成的特点点n n1 1、DNADNA合成发生的时间：仅为细胞合成发生的时间：仅为细胞周期的周期的S S期。期。n n2 2、复制的起始点为多起点。、复制的起始点为多起点。n n3 3、合成所需的、合成所需的RNARNA引物和冈崎片断引物和冈崎片断(pindun)(pindun)都比原核生物的短。都比原核生物的短。n n4 4、控制前导链和后随链的聚合酶、控制前导链和后随链的聚合酶不同。不同。n n5 5、染色体端体的复制。、染色体端体的复制。第39页/共54页第三十九页，共54页。第四节第四节 RNA的结构的结构(jigu)与功能与功能n n一、三种RNA分子n n1、mRNA：把DNA上的遗传信息精确无误地转录下来，然后由mRNA的碱基顺序决定蛋白质的氨基酸顺序，完成基因(jyn)表达过程中的遗传信息传递过程。（从细胞核细胞质）n n2、tRNA：根据mRNA的遗传密码依次准确地将合成多肽的原料氨基酸运送到工厂，是氨基酸的特异运输车。第40页/共54页第四十页，共54页。一、三种一、三种(sn zhn)RNA分子分子n n3 3、rRNArRNA：是组成核糖体的主要成分，核糖体是合成蛋白：是组成核糖体的主要成分，核糖体是合成蛋白质的中心。质的中心。n n4 4、小核苷酸（、小核苷酸（snRNAsnRNA）：是真核生物）：是真核生物(shngw)(shngw)转录后加转录后加工过程中工过程中RNARNA剪接体的主要成分。有五种。剪接体的主要成分。有五种。第41页/共54页第四十一页，共54页。二、二、RNA合成合成(hchng)的一般特点的一般特点n n1 1、所有的原料、所有的原料(yunlio)(yunlio)为核苷三磷酸；为核苷三磷酸；n n2 2、只有一条、只有一条DNADNA链被用作模板；链被用作模板；n n3 3、RNARNA链的合成不需要引物的引导；链的合成不需要引物的引导；n n4 4、RNARNA的合成也是从的合成也是从5 5，向，向3 3，端进行；，端进行；n n5 5、RNARNA的转录和合成由的转录和合成由RNARNA聚合酶催化，聚合酶催化，聚合酶首先在启动子处与聚合酶首先在启动子处与DNADNA结合，形成结合，形成转录泡，并开始转录。转录泡，并开始转录。n n6 6、同样遵循碱基配对原则，只是、同样遵循碱基配对原则，只是U U代替了代替了T T。第42页/共54页第四十二页，共54页。三、原核生物三、原核生物(shngw)RNA的合成的合成n n转录单位：通常把转录后形成一个(y)RNA分子的一段DNA序列称之。一个(y)转录单位可能刚好是一个(y)基因，或多个基因。n nRNA转录的三步骤：n n（1）RNA链的起始；n n（2）RNA链的延长；n n（3）RNA链的终止和新链的释放。第43页/共54页第四十三页，共54页。几个几个(j)概念：概念：上游(shngyu)：RNA分子的5端。下游：RNA分子的3端。模板链：非模板链：第44页/共54页第四十四页，共54页。四、真核生物四、真核生物RNA的转录的转录(zhun l)及加工及加工n n（一）、真核生物RNA转录的特点n n1、转录在细胞核内进行(jnxng)n n2、mRNA分子一般只编码一个基因n n3、RNA聚合酶较多n n4、RNA聚合酶不能独立转录RNA第45页/共54页第四十五页，共54页。（二）、（二）、mRNA的加工的加工(ji gng)n n1、在mRNA前体的5端加上7-甲基嘌呤核苷的帽子（cap）n n2、在mRNA前体的3，端加上聚腺苷酸(poly(A)的尾巴n n3、将不编码(bin m)的内含子序列进行剪接，切除第46页/共54页第四十六页，共54页。第五节第五节 三联体密码三联体密码(m(m m)m)与蛋白质合成与蛋白质合成一、遗传一、遗传一、遗传一、遗传(ychun)(ychun)密码密码密码密码遗传遗传遗传遗传(ychun)(ychun)密码密码密码密码三联体密码三联体密码三联体密码三联体密码简并简并简并简并起始密码子起始密码子起始密码子起始密码子终止密码子终止密码子终止密码子终止密码子第47页/共54页第四十七页，共54页。第48页/共54页第四十八页，共54页。第49页/共54页第四十九页，共54页。二、蛋白质的合成二、蛋白质的合成(hchng)n n转录转录n n翻译翻译(fny)n n多聚合糖体多聚合糖体第50页/共54页第五十页，共54页。第51页/共54页第五十一页，共54页。第52页/共54页第五十二页，共54页。三、中心法则三、中心法则(zhn xn f z)及其发展及其发展n n中心法则阐述中心法则阐述(ch(ch nsh)nsh)的基因两大的基因两大基本属性：基本属性：n n复制：复制：DNADNADNADNA；n n表达：从表达：从DNAmRNADNAmRNA蛋白质；蛋白质；n n近年对中心法则的补充：近年对中心法则的补充：n n1 1、RNARNA的反转录的反转录n n2 2、RNARNA的自我复制的自我复制n n3 3、DNADNA指导的蛋白质合成指导的蛋白质合成第53页/共54页第五十三页，共54页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第54页/共54页第五十四页，共54页。