遗传信息的表达 (3)课件.ppt

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1、关于遗传信息的表达(3)现在学习的是第1页，共76页思考：为什么子女长的像自己的父母思考：为什么子女长的像自己的父母？DNA子代DNA复制遗传信息遗传信息：遗传信息：DNA上脱氧核苷酸的排列顺序。上脱氧核苷酸的排列顺序。现在学习的是第2页，共76页遗传物质（基因）通过指导蛋白质的合成来控制性状，将遗传物质（基因）通过指导蛋白质的合成来控制性状，将这一过程称为这一过程称为遗传物质（基因）的表达遗传物质（基因）的表达生物的性状是由生物的性状是由 控制的控制的性状是由性状是由 物质体现的物质体现的基因基因蛋白质蛋白质 基因基因（细胞核）（细胞核）蛋白质蛋白质（细胞质）（细胞质）？DNA的的功功能能携

2、带遗传信息携带遗传信息：表达遗传信息表达遗传信息：以自身为模板，半保留复制保持遗以自身为模板，半保留复制保持遗传信息的稳定性传信息的稳定性根据根据DNA所贮存的遗传信息决定蛋所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构，以控制性状白质的结构，以控制性状现在学习的是第3页，共76页基因的概念基因的概念基因：是控制生物性状的遗传物质的功能和基因：是控制生物性状的遗传物质的功能和 结构单位结构单位,是有遗传效应的是有遗传效应的DNADNA片段片段。每个基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，它每个基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，它代表着遗传信息代表着遗传信息基因的表达遗传信息反映到蛋白质的结构上遗传信息反映到蛋白质的结

3、构上现在学习的是第4页，共76页染色体、染色体、DNA和基因三者之间的关系和基因三者之间的关系 染色体是染色体是DNA的载体的载体基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片片断断现在学习的是第5页，共76页遗传信息的表达遗传信息的表达核酸不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可核酸不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上以使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相似的性状，遗传学上把来，从而使后代表现出与亲代相似的性状，遗传学上把这一过程叫做遗传信息的表达。这一过程叫做遗传信息的表达。现在学习的是第6页，

4、共76页基因性状基因的表达蛋白质（性状的体现者）现在学习的是第7页，共76页问题：1、基因控制蛋白质合成的过程包括哪几 个阶段？2、什么叫转录？3、什么叫翻译？现在学习的是第8页，共76页RNARNA种类种类信使信使 RNA(mRNA)RNA(mRNA)核糖体核糖体 RNA(rRNA)RNA(rRNA)转运转运 RNA(tRNA)RNA(tRNA)RNARNA按功能分类：按功能分类：传达传达DNA上的遗传信息是合上的遗传信息是合成蛋白质的直接模板成蛋白质的直接模板组成核糖体的成分，是核糖体组成核糖体的成分，是核糖体行使功能必需的行使功能必需的把氨基酸运送到核糖体，使之把氨基酸运送到核糖体，使之

5、按照按照mRNA的信息指令连接的信息指令连接起来形成蛋白质酸起来形成蛋白质酸核糖核糖AU C GRNA的的结结构构单单元元现在学习的是第9页，共76页转录翻译（遗传信息从 到 ）（信息从 到 ）基因的表达DNAmRNAmRNA蛋白质现在学习的是第10页，共76页1、转录（1）概念：（2）实质：从DNA转移到了mRNA（3）场所：指以DNA的一条链为模板，按照 碱基互补配对原则，合成RNA的过程遗传信息在细胞核中现在学习的是第11页，共76页转录转录转录转录：遗传信息由遗传信息由DNA传递到传递到RNA上的过程，转录上的过程，转录 的结果是形成的结果是形成RNA。DNARNA基本单位基本单位五碳

6、糖五碳糖含含N碱基碱基单双链单双链分子大小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DNA和和RNA的比较的比较现在学习的是第12页，共76页转录泡转录泡恢复螺旋恢复螺旋解螺旋解螺旋转录示意图转录示意图编码链编码链模板链模板链现在学习的是第13页，共76页ACGTG T TT ADNA的平面结构图TG C AC A A A T 现在学习的是第14页，共76页AGCAGACGGUUUDNA游离的核糖核苷酸以DNA的一条链(反义链)为模板合成mRNARNA 聚合酶TG C AC A A A T 基因的基因

7、的起始位点起始位点现在学习的是第15页，共76页TG C AC A A A T AGCGACGGUUA 组成组成 mmRNA RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来的核糖核苷酸一个个连接起来现在学习的是第16页，共76页TG C AC A A A T AGCGACGGUUA U现在学习的是第17页，共76页TG C AC A A A T AGCGACGGUUA U现在学习的是第18页，共76页TG C AC A A A T GCGACGGUUA UG现在学习的是第19页，共76页TG C AC A A A T GCGACGUUGA UG现在学习的是第20页，共76页TG C AC A A A T

8、GCGACGUGA UGU现在学习的是第21页，共76页TG C AC A A A T GCGACGUGA UGU现在学习的是第22页，共76页TG C AC A A A T GCGACGGA UGU U现在学习的是第23页，共76页TG C AC A A A T GCGACGGA UGU UA现在学习的是第24页，共76页TG C AC A A A T GCGCGGA UGU UA U现在学习的是第25页，共76页TG C AC A A A T GGCGGA UGU UA U C现在学习的是第26页，共76页TG C AC A A A T GGCGGA UGU UA U C形成的形成的 mR

9、NA 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mRNADNA基因的基因的终止位点终止位点现在学习的是第27页，共76页转录转录的的过过程程(1)结结合：合：_与与DNA分子的某一启分子的某一启动动部位部位结结合。合。(2)解旋：一个或者几个基因的解旋：一个或者几个基因的DNA片段的双螺旋片段的双螺旋解开。解开。(3)配配对对：以其中的一条：以其中的一条链为链为模板，游离的核糖核模板，游离的核糖核苷酸碱基与苷酸碱基与_ 上的碱基配上的碱基配对对。(4)连连接：相接：相邻邻的核糖核苷酸通的核糖核苷酸通过过_聚聚合形成合形成RNA分子。分子。RNA聚

10、合聚合酶酶DNA模板模板链链磷酸二磷酸二酯键酯键现在学习的是第28页，共76页TG C AC A A A T ACGUG U UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核 核孔DNAmRNA在细胞核中合成现在学习的是第29页，共76页TG C AC A A A T ACGUG U UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核 核孔DNAmRNA通过核孔进入细胞质ACGUG U UUAmRNA现在学习的是第30页，共76页ACGUG U UUAmRNA 氨基酸 氨基酸 氨基酸密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基密码子现在学习的是第31页，共76页ACGUG U UUAmRNA细胞质中的mRNAAGTAC

11、 A AATUCAUGUUUA现在学习的是第32页，共76页为什么为什么RNA适于作适于作DNA的信使？的信使？（1）RNA也是由核苷酸连接而成，也是由核苷酸连接而成，也能也能储存遗传信息储存遗传信息。（2）RNA与与DNA的关系中，也遵循的关系中，也遵循碱基互补配对原则碱基互补配对原则。（3）RNA一般为单链，比一般为单链，比DNA短，短，能能通过核孔通过核孔，从细胞核转移到细胞，从细胞核转移到细胞质中。质中。？现在学习的是第33页，共76页转录与转录与DNA复制的异同点是什么？复制的异同点是什么？1、模板链、模板链2、原料、原料3、结果、结果转录转录DNA复制复制一条一条两条两条核糖核苷酸

12、核糖核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸信使信使RNA子代子代DNA现在学习的是第34页，共76页转录小结转录小结（）定义：（）定义：（）场所：（）场所：（）转录的条件：（）转录的条件：（）转录时的碱基配对（）转录时的碱基配对:（）转录的结果：（）转录的结果：在细胞核中以在细胞核中以DNA的一条链为模板的一条链为模板,合合成成RNA的过程的过程细胞核细胞核模板：模板：DNA的一条链的一条链原料：原料：4种核糖核苷酸种核糖核苷酸能量：能量：ATP 酶：解旋酶、酶：解旋酶、RNA聚合酶聚合酶碱基互补配对原则碱基互补配对原则 A-U等等形成形成RNA现在学习的是第35页，共76页 转录得到的转录得到的RNA仍

13、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上的碱基序列如何上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成如何将信息翻译成蛋白质？蛋白质？现在学习的是第36页，共76页2、翻译（1）概念：（2）地点：指以 为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程在细胞质中mRNA现在学习的是第37页，共76页翻译翻译翻译翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸就以：游离在细胞质中的各种氨基酸就以mRNA为模板为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。现在学习的是

14、第38页，共76页核糖体核糖体核糖体是蛋白质合成（翻译）的场所核糖体是蛋白质合成（翻译）的场所现在学习的是第39页，共76页现在学习的是第40页，共76页密码子、密码子、tRNA、反密码子、反密码子遗传学上把mRNA上上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基叫做一个密码子现在学习的是第41页，共76页mRNA：碱基的数量碱基的数量碱基的数量碱基的数量排列顺序排列顺序排列顺序排列顺序种类种类种类种类蛋白质：蛋白质：氨基酸的数量氨基酸的数量氨基酸的数量氨基酸的数量排列顺序排列顺序排列顺序排列顺序种类种类种类种类决定决定决定?种?种4种20种讨论：一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基才能够决定一个氨基酸的编码

15、至少需要多少个碱基才能够决定2020种不同的氨基酸？种不同的氨基酸？U U A G AUA U CmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子三个碱基决定一个氨基酸，三个碱基决定一个氨基酸，4 43 3=64=64密码子：密码子：mRNA上决上决定一种氨基酸定一种氨基酸的三个相邻的的三个相邻的碱基。碱基。密码子密码子现在学习的是第42页，共76页mRNA上上的的遗遗传传密密码码现在学习的是第43页，共76页遗传密码的特性：遗传密码的特性：1、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，能决定个遗传密码中，能决定氨基酸的遗传密码子只有

16、氨基酸的遗传密码子只有61个。个。2、通用性通用性：地球上几乎所有的生物共：地球上几乎所有的生物共用一套密码子。用一套密码子。3、简并性简并性：一种氨基酸有两种以上的：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况密码子的情况。在一定程度上能防止在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。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？现在学习的是第44页，共76页UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质细胞质中的细胞质中的mRNAmRNA翻译的过程翻译的过程现在学习的是第45页，共76页UCAUG A UUAA A U 亮

17、氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨 核糖体核糖体mRNAmRNA与核糖体结合与核糖体结合现在学习的是第46页，共76页UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨tRNAtRNA上的反密码子与上的反密码子与mRNAmRNA上的密码子互补配对上的密码子互补配对 现在学习的是第47页，共76页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上的相应位置上的相应位置现在学习的是第48页，共76页UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天

18、门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸缩合缩合两个氨基酸分子缩合，形成肽键两个氨基酸分子缩合，形成肽键现在学习的是第49页，共76页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，另一个滑动，另一个tRNAtRNA上的碱基与上的碱基与mRNAmRNA上的密码子配对上的密码子配对 现在学习的是第50页，共76页UCAUG A UUA 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸一个个氨基酸分子缩合成多肽一个个氨基酸分子缩合成多肽缩合缩合现在学习的是第51页，共76页UCAUG

19、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t tRNARNA离开，再去转运新的氨基酸离开，再去转运新的氨基酸现在学习的是第52页，共76页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现在学习的是第53页，共76页 核糖体核糖体ACGUGAUUAmRNA甲硫甲硫氨酸氨酸ACU天冬氨酸天冬氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸UAC现在学习的是第54页，共76页 核糖体核糖体ACGUGAUUAmRNAUAC甲硫甲硫氨酸氨酸ACU天冬氨酸天冬氨酸AUG异

20、亮氨酸异亮氨酸脱水缩合脱水缩合脱水缩合脱水缩合现在学习的是第55页，共76页三、翻三、翻译译1场场所：核糖体。所：核糖体。2过过程程(1)起始：核糖体沿起始：核糖体沿mRNA运行。运行。(2)延伸：在运行中核糖体延伸：在运行中核糖体认读认读_上决定氨基酸上决定氨基酸种种类类的密的密码码，选择选择相相应应的氨基酸，由的氨基酸，由对应对应的的tRNA转转运，加到延伸中的运，加到延伸中的肽链肽链上。多上。多肽链肽链合成合成时时，在一，在一个个_上有若干个上有若干个核糖体同核糖体同时时工作。工作。mRNAmRNA现在学习的是第56页，共76页(3)终终止：当核糖体到达止：当核糖体到达mRNA的的_时时

21、,多多肽肽合成合成结结束。束。四、四、遗传遗传密密码码1概念：概念：_上上3个个连续连续的碱基，控制一种氨的碱基，控制一种氨基酸。基酸。2特点特点(1)除少数密除少数密码码子外，生物界的子外，生物界的遗传遗传密密码码是是_的。的。(2)除少数氨基酸只有除少数氨基酸只有1种种遗传遗传密密码码外，大多数氨基外，大多数氨基酸有两个以上的酸有两个以上的遗传遗传密密码码。统统一一mRNA终终止密止密码码子子现在学习的是第57页，共76页图示图示一个一个mRNA分分子可以相继结合子可以相继结合多多个核糖体个核糖体，同时进，同时进行多条肽链的合成，行多条肽链的合成，因此少量的因此少量的mRNA分子就可迅速合

22、成分子就可迅速合成大量的蛋白质，翻大量的蛋白质，翻译的效率非常高。译的效率非常高。多肽的合成方式多肽的合成方式现在学习的是第58页，共76页场所：场所：场所：场所：产物：产物：产物：产物：模板：模板：模板：模板：原料：原料：原料：原料：条件条件条件条件细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）mRNA蛋白质（多肽）蛋白质（多肽）氨基酸氨基酸ATP酶酶转运转运RNARNA（tRNAtRNA）碱基互补配对：碱基互补配对：碱基互补配对：碱基互补配对：GC、CG、UA、AU遗传信息流动：遗传信息流动：遗传信息流动：遗传信息流动：mRNA蛋白质（多肽）蛋白质（多肽）翻译小结小结现在学习的是第59页，共76页DNA

23、脱氧核苷酸序列脱氧核苷酸序列蛋白质蛋白质氨基酸序列氨基酸序列密码子密码子mRNA核糖核苷酸序列核糖核苷酸序列基因的表达基因的表达遗传信息遗传信息（基因）（基因）（性状）（性状）转录转录翻译翻译细胞核内进行细胞核内进行细胞质内进行细胞质内进行信息流信息流现在学习的是第60页，共76页三、中心法则及其发展三、中心法则及其发展DNA（基因）（基因）RNA转录转录蛋白质（性状）蛋白质（性状）翻译翻译复制复制把遗传信息从把遗传信息从DNA传递给传递给RNA，再由，再由RNA决定蛋白质合决定蛋白质合成，以及遗传信息由成，以及遗传信息由DNA复制传递给复制传递给DNA的规律。的规律。正确地表明了在细胞的生命

24、活动中，核酸和蛋白正确地表明了在细胞的生命活动中，核酸和蛋白质这两类生物大分子的联系和分工。质这两类生物大分子的联系和分工。（一）意义（一）意义核酸核酸蛋白质蛋白质储存和传递遗传信息储存和传递遗传信息指导和控制蛋白质合成指导和控制蛋白质合成细胞结构的基本成分细胞结构的基本成分参与调节新陈代谢参与调节新陈代谢2、联系、联系1、分工、分工基因控制蛋白质合成基因控制蛋白质合成现在学习的是第61页，共76页（二）发展（二）发展以以RNA为模板，合成为模板，合成DNA的过程。的过程。逆转录逆转录DNA（基因）（基因）RNA转录转录蛋白质（性状）蛋白质（性状）翻译翻译复制复制复制复制逆转录逆转录现在学习的

25、是第62页，共76页表表2 DNA的的复制复制、转录转录、翻译翻译比较比较DNA复制复制转录转录翻译翻译场所场所模板模板原料原料其他其他条件条件产物产物碱基碱基互补互补配对配对 细胞核细胞核 细胞核细胞核 核糖体核糖体DNA两两条链条链DNA一一条链条链 mRNA四种四种脱氧核苷酸脱氧核苷酸四种四种核糖核苷酸核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸ATP 解旋酶解旋酶 DNA聚合酶聚合酶ATP 解旋酶解旋酶 RNA聚合酶聚合酶ATP tRNA 酶酶两个两个DNA分子分子 RNA 多肽链多肽链AT GC TA CGAU GC TA CGAU GC UA CG现在学习的是第63页，共76页基因的表达过程基因

26、的表达过程考点二考点二1转录转录、翻、翻译译与与DNA复制的比复制的比较较现在学习的是第64页，共76页现在学习的是第65页，共76页现在学习的是第66页，共76页【易误警示易误警示】翻译时，翻译时，3种种RNA均参与反应。均参与反应。从核糖体上脱离下来的只是多肽链，多肽链再经从核糖体上脱离下来的只是多肽链，多肽链再经折叠、加工成为具有复杂空间结构的蛋白质。折叠、加工成为具有复杂空间结构的蛋白质。现在学习的是第67页，共76页2DNA(基因基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目上碱基数目与氨基酸数目之之间间的关系的关系在蛋白在蛋白质质的合成的合成过过程中，是以程中，是以DNA(基因基因)的两条

27、的两条链链中中的一条的一条链为链为模板，合成一条模板，合成一条mRNA单链单链,因此，因此，DNA中的碱基数目是中的碱基数目是mRNA中的碱基数目的两倍；在翻中的碱基数目的两倍；在翻译译时时，mRNA每三个碱基决定一种氨基酸，其数目彼每三个碱基决定一种氨基酸，其数目彼此此间间的关系一般可表示的关系一般可表示为为(如如图图)：现在学习的是第68页，共76页综综上可知：蛋白上可知：蛋白质质中氨基酸数目中氨基酸数目1/3 mRNA 碱基数目碱基数目1/6 DNA(或基因或基因)碱基数目。碱基数目。现在学习的是第69页，共76页【易误警示易误警示】因为因为DNA(基因基因)、mRNA上有一上有一些碱基

28、不编码氨基酸些碱基不编码氨基酸(如如mRNA上的终止密码子上的终止密码子等等)，所以实际上编码，所以实际上编码n个氨基酸，个氨基酸，mRNA上所需上所需的碱基数目大于的碱基数目大于3n，基因上碱基数目大于，基因上碱基数目大于6n，故一，故一般题干中求氨基酸数有般题干中求氨基酸数有“最多最多”、求碱基数有、求碱基数有“至少至少”等字样。等字样。现在学习的是第70页，共76页解析：解析：选选B。基因表达。基因表达过过程包括程包括转录转录和翻和翻译过译过程，程，其中其中转录时转录时以以DNA的一条的一条链为链为模板，合成信使模板，合成信使RNA，此，此时时需要核糖核苷酸作原料，翻需要核糖核苷酸作原料

29、，翻译时译时需要需要转转运运RNA作运作运载载工具，需要氨基酸作原料。工具，需要氨基酸作原料。现在学习的是第71页，共76页3某条多某条多肽肽的相的相对对分子分子质质量量为为2778，若氨基酸的平，若氨基酸的平均相均相对对分子分子质质量量为为110，如考，如考虑终虑终止密止密码码子，子，则编则编码该码该多多肽肽的基因的基因长长度至少是度至少是()A75 对对碱基碱基 B78 对对碱基碱基C90 对对碱基碱基 D93 对对碱基碱基现在学习的是第72页，共76页解析：解析：选选D。本题考查基因的碱基数量与氨基酸数量。本题考查基因的碱基数量与氨基酸数量的关系以及蛋白质的相关计算。由于多肽的相对分子的

30、关系以及蛋白质的相关计算。由于多肽的相对分子质量氨基酸的平均相对分子质量质量氨基酸的平均相对分子质量氨基酸的数量氨基酸的数量18(氨基酸的数量氨基酸的数量1)2778，所以该多肽由，所以该多肽由30个氨基酸组成，编码该多肽的个氨基酸组成，编码该多肽的mRNA上应含有上应含有30个个密码子再加上终止密码子即为密码子再加上终止密码子即为31个密码子，编码该个密码子，编码该多肽的基因碱基数至少为多肽的基因碱基数至少为316186，即，即93对碱基。对碱基。现在学习的是第73页，共76页基因对性状的控制基因对性状的控制1、控制代谢过程中的酶的合成、控制代谢过程中的酶的合成2、通过控制蛋白质的结构直接影响性状、通过控制蛋白质的结构直接影响性状白化病白化病先天性缺乏酪氨酸酶，或酪氨酸酶功能减退，先天性缺乏酪氨酸酶，或酪氨酸酶功能减退，黑色素合成发生障碍所导致的遗传性白斑病。黑色素合成发生障碍所导致的遗传性白斑病。人红细胞中血红蛋白的异常人红细胞中血红蛋白的异常 现在学习的是第74页，共76页总总 结结1、基因有遗传效应的、基因有遗传效应的DNA片断片断2、基因控制蛋白质的合成、基因控制蛋白质的合成3、中心法则及其发展、中心法则及其发展转录转录翻译翻译4、基因对性状的控制、基因对性状的控制现在学习的是第75页，共76页感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第76页，共76页