基因指导蛋白质的合成 (12)课件.ppt

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1、关于基因指导蛋白质的合成(12)1现在学习的是第1页，共52页4.1 4.1 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成现在学习的是第2页，共52页 基因是有基因是有_的的_片段；片段；DNA DNA 主要存在主要存在于于_中，而蛋白质的合成是在中，而蛋白质的合成是在 中进行的。中进行的。细胞核中的细胞核中的DNADNA如何指导细胞如何指导细胞质中的蛋白质的合成？质中的蛋白质的合成？遗传效应遗传效应DNADNA细胞核细胞核细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）现在学习的是第3页，共52页4 科学家推测，在科学家推测，在DNA和蛋白质之间和蛋白质之间 还有一种中间物质充当信使还有一种中间物质充当信使RN

2、A现在学习的是第4页，共52页5问题一：问题一：为什么为什么RNARNA适合做适合做DNADNA的信使呢？的信使呢？现在学习的是第5页，共52页61 1）基本组成单位）基本组成单位 核糖核苷酸核糖核苷酸 含氮碱基含氮碱基核糖核糖磷酸磷酸 A腺嘌呤腺嘌呤 U尿嘧啶尿嘧啶 G鸟嘌呤鸟嘌呤 C胞嘧啶胞嘧啶现在学习的是第6页，共52页72 2）RNARNA的种类的种类v mRNA（messengerRNA）信使信使RNA v tRNA（transferRNA）转运转运RNAv rRNA 核糖体核糖体RNA 现在学习的是第7页，共52页8比较项目DNARNA基本单位五碳糖含氮碱基空间结构主要存在部位3)

3、DNA,RNA 3)DNA,RNA 的主要区别的主要区别脱氧脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖核苷酸核苷酸脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖A A T T C G C GA A U U C G C G通常为规则的双通常为规则的双螺旋螺旋多为多为单单链结构链结构细胞细胞核核细胞细胞质质现在学习的是第8页，共52页94)RNA4)RNA适于作适于作DNADNA信使的原因信使的原因vRNA也是由也是由四种核苷酸四种核苷酸连接而成，也能连接而成，也能储存储存遗传信息遗传信息。vRNA一般为一般为单链单链，比，比DNA短，因此能短，因此能通过核通过核孔孔，从细胞核转移到细胞质中。，从细胞核转移到细胞质中。vRNA与

4、与DNA的关系中，也的关系中，也遵循碱基互补配对遵循碱基互补配对原则原则。现在学习的是第9页，共52页10问题二：问题二：DNADNA的遗传信息是怎么的遗传信息是怎么传给传给mRNAmRNA的呢？的呢？现在学习的是第10页，共52页11一、转录一、转录转录的定转录的定义：义：转录的场所：转录的场所：转录的模板：转录的模板：转录的原料：转录的原料：转录的条件：转录的条件：转录的产物：转录的产物：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成合成RNA的的过程。过程。细胞核（主要）细胞核（主要）DNA分子的一条链分子的一条链四种游离的核糖核苷酸四种游离的核糖核苷酸能量（能量（A

5、TP）、酶（）、酶（RNA聚合酶、解旋酶）聚合酶、解旋酶）RNA 现在学习的是第11页，共52页12现在学习的是第12页，共52页13 转录转录基因A基因B基因C含有3个基因的DNA片段的模式图当细胞开始合成某种蛋白质的时候，编码这个蛋当细胞开始合成某种蛋白质的时候，编码这个蛋白质的一段白质的一段DNADNA的双链将解开螺旋的双链将解开螺旋现在学习的是第13页，共52页14TCATG A TT ATCATG A TT AAG T AC T A A T 细细胞胞核核中中DNADNA分子上一个基因片段的平面结构图分子上一个基因片段的平面结构图第第1 1步步 DNADNA双链解开，双链解开，DNAD

6、NA的碱基得以暴露的碱基得以暴露 （破坏氢键）（破坏氢键）RNA RNA 聚合酶聚合酶现在学习的是第14页，共52页15AG T AC TA A T 模板链模板链细细胞胞核核中中TCATGA TT AAGCUAGCU游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸 (原料）原料）原料）原料）RNA RNA 聚合酶聚合酶第第第第2 2 2 2步步步步 游离的核糖核苷酸随机地与游离的核糖核苷酸随机地与游离的核糖核苷酸随机地与游离的核糖核苷酸随机地与DNADNADNADNA链上的碱基碰撞，当核糖核链上的碱基碰撞，当核糖核链上的碱基碰撞，当核糖核链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与苷酸与苷酸与苷酸与DNADNADNADNA

7、的碱基互补时，两者以氢键结合的碱基互补时，两者以氢键结合的碱基互补时，两者以氢键结合的碱基互补时，两者以氢键结合 DNADNA与与RNARNA的碱基互补配对：的碱基互补配对：C CG G；G GC C；T TA A；A AU U现在学习的是第15页，共52页16AG T AC T A A T 细细胞胞核核中中AGUGCAGU第第2 2步步 游离的核糖核苷酸随机地与游离的核糖核苷酸随机地与DNADNA链上的碱基碰撞，当核糖核链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与苷酸与DNADNA的碱基互补时，两者以氢键结合的碱基互补时，两者以氢键结合RNA RNA 聚合酶聚合酶UTCATG A TT A现在学习的是第1

8、6页，共52页17AG T AC TA A T 模板链模板链细细胞胞核核中中TCATG A TT A第第3 3步步 新结合的核糖核苷酸连接到正在合成新结合的核糖核苷酸连接到正在合成 的的mRNAmRNA分子上分子上A GCAGCU游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸 (原料）原料）RNA RNA 聚合酶聚合酶UUAAU现在学习的是第17页，共52页18UAG T AC T A A T 模板链模板链细细胞胞核核中中TCATG A TT AA GCAGCU游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸 (原料）原料）RNA RNA 聚合酶聚合酶UUAA第第4 4步步 RNARNA聚合

9、酶聚合酶脱落下来，脱落下来，合成的合成的mRNAmRNA分子分子也从也从DNADNA链上释放。链上释放。而后而后DNADNA双链恢复螺旋双链恢复螺旋状态。状态。结果：结果：DNADNA上的上的遗传信息传递到遗传信息传递到mRNAmRNA上上现在学习的是第18页，共52页19AG T AC T A A T 模板链模板链TCATG A TT ACUA GUUUAAmRNAmRNA编码链编码链 细胞质细胞质 细胞核细胞核 核孔核孔现在学习的是第19页，共52页20复复 制制 与与 转转 录录 的的 比比 较较复制复制转录转录场所场所解旋解旋模板模板原料原料酶酶能量能量碱基碱基配对配对产物产物 细胞核

10、（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）完全解旋完全解旋只解旋有遗传效应的片段只解旋有遗传效应的片段DNA的两条链的两条链只有只有DNA的的一条链一条链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DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶DNA解旋酶解旋酶、RNA聚合酶聚合酶ATPATPA-T C-G T-A G-CA-U G-C T-A C-G两个相同的双链两个相同的双链DNAmRNA、tRNA、rRNA现在学习的是第20页，共52页 转录成的转录成的RNARNA的碱基序列，与作为模板的的碱基序列，与作为模板的DNADNA单链的碱基序列有哪些异同？与该单链的碱基序列有哪些

11、异同？与该DNADNA的另一的另一条链的碱基序列有哪些异同？条链的碱基序列有哪些异同？例：例：.ACGGATCTT.(.ACGGATCTT.(模板模板DNADNA单链单链).TGCCTAGAA.TGCCTAGAA.mRNA:.UGCCUAGAA.mRNA:.UGCCUAGAA.思考与讨论思考与讨论现在学习的是第21页，共52页221、组成核酸的五碳糖、碱基和核苷酸的种类依次是（、组成核酸的五碳糖、碱基和核苷酸的种类依次是（）A、4种、种、5种、种、4种种B、2种、种、4种、种、4种种C、2种、种、4种、种、8种种D、2种、种、5种、种、8种种2、已知一段、已知一段mRNA含有含有30个碱基，其

12、中个碱基，其中A和和G有有12个，转录该个，转录该段段mRNA的的DNA分子中应有分子中应有C和和T的个数是（的个数是（）A、12B、24C、18D、303、已知某信使、已知某信使RNA有有70个碱基，其中嘌呤碱基占个碱基，其中嘌呤碱基占40%，则转录此信使，则转录此信使RNA的一段的一段DNA分子应有嘧啶碱基（分子应有嘧啶碱基（）A、28个个 B、42个个C、56个个D、70个个4、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、不确定、不确定课堂巩固课堂巩固现在学习的是第22页，共52页

13、23 转录得到的转录得到的mRNAmRNA仍是碱基序列，而不是蛋仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，白质。那么，mRNAmRNA上上的遗传信息如何传递的遗传信息如何传递到蛋白质上呢？到蛋白质上呢？现在学习的是第23页，共52页24 这个过程就好比将一种文字信息翻译这个过程就好比将一种文字信息翻译成另一种文字信息，所以将成另一种文字信息，所以将以以mRNAmRNA为模为模板，使用游离在细胞质中的各种氨基酸，板，使用游离在细胞质中的各种氨基酸，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质过程合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质过程称为翻译称为翻译。现在学习的是第24页，共52页25 DNADNA和和RNARNA都只含有

14、都只含有4 4种碱基，而组成种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有生物体蛋白质的氨基酸有2020种。种。这这4 4种碱基是怎样决定蛋白质的种碱基是怎样决定蛋白质的2020种氨基酸的？种氨基酸的？现在学习的是第25页，共52页26问题三：问题三：碱基与氨基酸之间碱基与氨基酸之间的对应关系如何？的对应关系如何？现在学习的是第26页，共52页27v（1 1）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种碱种碱基能决定多少种氨基酸？基能决定多少种氨基酸？4 4种碱基只能决定种碱基只能决定4 4种氨基酸，种氨基酸，4 41 1=4 =4 v（2 2）如果）如果2 2个碱基编码一个氨

15、基酸，最多个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？能编码多少种氨基酸？4 4种碱基最多只能编码种碱基最多只能编码1616种，种，4 42 2=16 =16 v（3 3）如果）如果3 3个碱基编码一个氨基酸，最多个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？能编码多少种氨基酸？4 4种碱基能编码种碱基能编码6464种，种，4 43 3=64 =64 不行不行不行不行足够足够现在学习的是第27页，共52页实验验证：实验验证：19611961年英国的克里克和同事用实验证明：年英国的克里克和同事用实验证明：一个氨基酸是一个氨基酸是由由mRNAmRNA上的上的3 3个相邻的碱基决定，即个相邻的碱基

16、决定，即密码子。密码子。信使信使RNARNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基密码子密码子:密码子密码子密码子密码子UCAUG A UUAmRNAmRNA密码子密码子二、翻译二、翻译现在学习的是第28页，共52页第一个字母第二个字母第三个字母UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终 止终 止半胱氨酸半胱氨酸终 止色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸（起始）苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸

17、丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸（起始）丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG1.密码子表查法密码子表查法 例例:CCU ACA脯氨酸脯氨酸 苏氨酸苏氨酸 2.观察密码子表，观察密码子表，你发现了哪些特点你发现了哪些特点？现在学习的是第29页，共52页30C C、所有生物共用一套密码子、所有生物共用一套密码子1、密码子、密码子：A A、密码子有、密码子有 种，可以编码氨基酸的有种，可以编码氨基酸的有 种种,B B、一种氨基酸一种氨基酸可以对应可以对应多种密码子多种密码子,一一种密码子种密码子只对应只对应一种氨基酸一种氨基酸

18、。64646161（简并性）简并性）（通用性）（通用性）现在学习的是第30页，共52页31问题四：问题四：游离于细胞质中的氨游离于细胞质中的氨基酸是怎样到达核糖体基酸是怎样到达核糖体呢呢?现在学习的是第31页，共52页32氨基酸的搬运工氨基酸的搬运工tRNAtRNA（转运（转运RNARNA）一种一种tRNAtRNA只能转运只能转运一一种特定的氨基酸种特定的氨基酸，但但一种氨基酸一种氨基酸可以由可以由几几种种tRNAtRNA运输运输 细胞中共有细胞中共有6161种种tRNAtRNAtRNAtRNA的平面结构的平面结构的平面结构的平面结构现在学习的是第32页，共52页332.2.一种密码子只决定一

19、种密码子只决定 氨基酸，氨基酸，1 1种氨基种氨基酸由酸由 种密码子决定。种密码子决定。3.3.一种一种tRNAtRNA只能转运只能转运 氨基酸，一种氨基酸氨基酸，一种氨基酸可由可由 tRNAtRNA转运，转运，tRNAtRNA有有 种。种。1.1.密码子共密码子共 种，终止密码子种，终止密码子 种种决定氨基酸的密码子有决定氨基酸的密码子有 种。种。64643 361611 1种种1 1或多或多1 1种种1 1或多种或多种6161现在学习的是第33页，共52页基基因因指指导导蛋蛋白白质质合合成成的的过过程程现在学习的是第34页，共52页35UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天

20、门冬天门冬氨酸氨酸核糖体核糖体蛋白质合成过程蛋白质合成过程遗传信息的翻译遗传信息的翻译现在学习的是第35页，共52页36UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸现在学习的是第36页，共52页37UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸现在学习的是第37页，共52页38UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸肽键肽键现在学习的是第38页，共52页39UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸现在学习的是第3

21、9页，共52页40UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸肽键肽键现在学习的是第40页，共52页41UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸现在学习的是第41页，共52页42UCAUG A UUAA A UAC UAUG亮氨酸亮氨酸天门冬天门冬氨酸氨酸异亮氨酸异亮氨酸现在学习的是第42页，共52页43 如何提高翻译效率？如何提高翻译效率？多个核糖体多个核糖体现在学习的是第43页，共52页44 肽链合成后，就从核糖体与肽链合成后，就从核糖体与mRNAmRNA的复合物上脱的复合物上脱离，经过

22、加工被运送到各自的离，经过加工被运送到各自的“岗位岗位”，开始承担细，开始承担细胞生命活动的各项职责胞生命活动的各项职责现在学习的是第44页，共52页45模板：模板：原料：原料：能量：能量：运载工具：运载工具：条件：条件：（二）翻译（二）翻译酶酶mRNAmRNA2020种氨基酸种氨基酸ATPATP转运转运RNA(tRNA)RNA(tRNA)产物：产物：肽链肽链场所：场所：细胞质的核糖体细胞质的核糖体现在学习的是第45页，共52页转录、翻译与转录、翻译与DNADNA复制的比较复制的比较场所模板原料产物遗传信息传递方向 DNA复制：转录：翻译：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

23、酸糖核苷酸游离的氨游离的氨基酸基酸DNADNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质DNADNADNADNADNAmRNADNAmRNA亲代亲代DNADNA的的 每一条链每一条链DNADNA的一条链的一条链（模板链）（模板链）mRNAmRNA小结小结细胞核细胞核细胞核细胞核细胞质细胞质核糖体核糖体mRNAmRNA蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质RNARNA转录转录翻译翻译细胞核细胞核细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）DNA(DNA(基因基因)现在学习的是第46页，共52页蛋白质中氨基酸数目与蛋白质中氨基酸数目与mRNAmRNA、DNADNA中碱基数目的关系中碱基数目的关系1 1、如果某蛋白质中有、如果某蛋白质中有

24、n n个氨基酸，则指导该蛋白个氨基酸，则指导该蛋白质合成的质合成的mRNAmRNA的碱基数目为的碱基数目为 ，控制该蛋，控制该蛋白质合成的白质合成的DNADNA（基因）中的碱基数目为（基因）中的碱基数目为 。3n3n6n6n 比例是比例是_136136现在学习的是第47页，共52页48 转录时，组成基因的两条链中只有一条链转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转录。因此，转录能转录，另一条链则不能转录。因此，转录形成的形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数分子中碱基数目是基因中碱基数目的目的l2。翻译过程中，信使翻译过程中，信使RNA中每中每3个碱基决定个碱基决定一个氨基

25、酸，所以经翻译合成的蛋白质分子一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是中的氨基酸数目是mRNA碱基数目的碱基数目的1/3。总之，在转录和翻译过程中，基因中的总之，在转录和翻译过程中，基因中的碱基数碱基数(指双链指双链)、RNA分子中的碱基数、蛋分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比为白质分子中的氨基酸数之比为6：3：1。现在学习的是第48页，共52页ACUGGAUC UACUGGAUC UmRNAmRNAtRNAtRNAU U G G A CA C C C U AU A G G A A苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸 转转录录翻翻译译蛋白质蛋白质密码子密码子ACU GGA

26、 UCUACU GGA UCUDNADNAACTGGATCTACTGGATCTTGACCTAGATGACCTAGA肽键肽键 肽键肽键6 63 31 1现在学习的是第49页，共52页 1 1、一条多肽链上有氨基酸、一条多肽链上有氨基酸300300个，则作为合成该多肽链模板的个，则作为合成该多肽链模板的信使信使RNARNA分子和转录信使分子和转录信使RNARNA的的DNADNA分子至少要有碱基多少个？分子至少要有碱基多少个？A.300A.300；600 B.900600 B.900；18001800 C.900 C.900；900 D.600900 D.600；900900 2 2、某种蛋白质中含

27、、某种蛋白质中含200200个氨基酸，在控制此蛋白质合成个氨基酸，在控制此蛋白质合成的的DNADNA中，最少应有（中，最少应有（）个脱氧核苷酸）个脱氧核苷酸 A A12001200 B B600600 C C400400 D D200200现在学习的是第50页，共52页 3 3、在人体中，由、在人体中，由A A、T T、C C三种碱基参与构成的核苷酸共三种碱基参与构成的核苷酸共 A A2 2种种 B B4 4种种 C C5 5种种 D D6 6种种 4 4、某基因有、某基因有192192个脱氧核苷酸其控制合成的多肽应脱个脱氧核苷酸其控制合成的多肽应脱 掉的水分子为掉的水分子为 A.191 B.

28、95 C.32 D.31A.191 B.95 C.32 D.31 5 5、某种蛋白质中含、某种蛋白质中含200200个氨基酸，在控制此蛋白质合成个氨基酸，在控制此蛋白质合成 的的DNADNA中，最少应有（中，最少应有（）个脱氧核苷酸）个脱氧核苷酸 A A12001200 B B600600 C C400400 D D200200 6 6、DNADNA复制，转录和翻译后所形成的产物分别是复制，转录和翻译后所形成的产物分别是 A ADNADNA，RNARNA，蛋白质，蛋白质 B BDNADNA，RNARNA和氨基酸和氨基酸 C CRNARNA，DNADNA和核糖和核糖 D DRNARNA，DNADNA和蛋白质和蛋白质现在学习的是第51页，共52页2022/9/26感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第52页，共52页