【教学课件】第1节基因指导蛋白质的合成.ppt

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1、第第1 1节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成第第1 1节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成第四章第四章 基因的表达基因的表达蛋白质是生命活动的蛋白质是生命活动的_者和者和_者者性状的形成离不开性状的形成离不开_(_(特别是酶特别是酶)的作用的作用_控制生物体的性状控制生物体的性状基因基因_蛋白质蛋白质_来来_性状！性状！体体现承担承担蛋白蛋白质基因基因通通过指指导的合成的合成控制控制基因基因蛋白蛋白质的合成的合成指指导_指导蛋白质的合成指导蛋白质的合成 基因是有基因是有_的的_片段；片段；DNA DNA主要存在于主要存在于_中，而蛋白质的合成是在中，而蛋白质的合成是在_中

2、进行的。中进行的。细胞核中胞核中的的DNADNA如何指如何指导细胞胞质中中的蛋白的蛋白质的合成的合成基因基因遗传效效应DNADNA细胞核胞核细胞胞质以以_为媒介为媒介RNARNA为什么什么RNARNA适合做适合做DNADNA的信使呢？的信使呢？比较项目比较项目DNADNARNARNA基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基结构结构主要存在部位主要存在部位DNADNA、RNA RNA 的主要区别的主要区别脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖AAT TCGCGAAU UCGCG多多为双双链结构构 多多为单链结构且构且较短短细胞核胞核细胞胞质为什么什么RNARNA适合

3、做适合做DNADNA的信使呢？的信使呢？RNARNA一般是一般是_链，而且比链，而且比 DNA DNA 短，因此能够通过短，因此能够通过_，从，从_转移到转移到_中。中。单核孔核孔细胞核胞核细胞胞质三种三种RNA示意图示意图信使信使RNA RNA(mRNA)(mRNA)：遗传信息传递的媒介。遗传信息传递的媒介。核糖体核糖体RNA RNA(rRNA)(rRNA)：与蛋白质构成核糖体。与蛋白质构成核糖体。转运转运RNA RNA(tRNA)(tRNA)：转运氨基酸的工具。转运氨基酸的工具。遗传信息的转录：遗传信息的转录：在在细胞核胞核中，以中，以DNADNA的一条的一条链为模模板板，按照，按照碱基互

4、碱基互补配配对的原的原则合合成成RNARNA的的过程，叫做程，叫做转录。第第1 1步：步：DNADNA双链解开，双链解开，DNADNA双链的碱基得以双链的碱基得以暴露；暴露；第第2 2步：游离的核糖核苷酸随机地与步：游离的核糖核苷酸随机地与DNADNA链链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNADNA的碱基的碱基互补时，两者以氢键结合；互补时，两者以氢键结合；第第3 3步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的成的mRNAmRNA分子上；分子上；第第4 4步：合成的步：合成的mRNAmRNA从从DNADNA链上释放。而后，链上释放。而后，DN

5、ADNA双链恢复。双链恢复。转录小结：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：碱基互补配对：碱基互补配对：碱基互补配对：碱基互补配对：细胞核胞核4种核糖核苷酸种核糖核苷酸DNA的一条的一条链mRNAATP、酶（解旋（解旋酶、RNA聚合聚合酶）GC、CG、TA、A AU U遗传信息流动：遗传信息流动：遗传信息流动：遗传信息流动：DNAmRNA遗传信息的翻译遗传信息的翻译游离在游离在细胞胞质中中的的各种氨基酸各种氨基酸就以就以mRNA为模板模板合成具有合成具有一定氨基酸一定氨基酸顺序的蛋白序的蛋白质的的过程。叫做翻程。

6、叫做翻译。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。2个碱基编码一个氨基酸最多只能编码个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种，种，42=16。3 3个碱基决定一个氨基酸只能决定个碱基决定一个氨基酸只能决定6464种，种，4 43 3=64.=64.如果一个氨基酸的如果一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以至少需要多少个碱基，才足以组合合出构成蛋白出构成蛋白质的的2020种氨基酸？种氨基酸？如果如果2 2个碱基个碱基编码一个氨基酸，最多能一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？多少种氨基酸？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

7、决定多少种氨基酸种碱基能决定多少种氨基酸碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？遗传密码的特性：遗传密码的特性：共共6464个遗传密码，个遗传密码，其中有其中有3 3个终止密码个终止密码，没有对应的氨基酸。没有对应的氨基酸。能决定氨基酸的遗能决定氨基酸的遗传密码子只有传密码子只有6161个。个。通用性通用性：地球上几：地球上几乎所有的生物共用乎所有的生物共用一套密码子表。一套密码子表。简并性简并性：一种氨基：一种氨基酸有两种以上的密酸有两种以上的密码子的情况码子的情况。在一在一定程度上能防止由定程度上能防止由于碱基的改变而导于碱基的改变而导致的遗传信息的改致的遗

8、传信息的改变。变。对应的氨基酸序列为对应的氨基酸序列为:甲硫氨酸甲硫氨酸谷氨酸谷氨酸丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸脯氨酸脯氨酸丝氨酸丝氨酸赖氨赖氨酸酸脯氨酸。脯氨酸。1.AUG GAA GCA UGU CCG AGC AAG CCG教材教材P652.2.地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事实地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事实说说 明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一。统一。3.从密码的简并性我们能认识到；如果密码子中的一个碱从

9、密码的简并性我们能认识到；如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也有可基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也有可能蛋白质氨基酸的种类不发生变化（能蛋白质氨基酸的种类不发生变化（GAUGACGAUGAC都决定天都决定天冬氨酸），这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使生冬氨酸），这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化物出现变异，从而促进生物的发展进化 。（。（密码子的简密码子的简并性在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传并性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改变信息的改变）tRNA“搬运工搬运工”游离在细胞质中的氨

10、基酸，是怎样运送到游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的合成蛋白质的“生产线生产线-核糖体核糖体”上？上？AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨一共有多少种一共有多少种tRNA?反密码子反密码子与密码子相互配对与密码子相互配对,转运的氨转运的氨基酸由配对的密码子决定基酸由配对的密码子决定每种每种tRNA只能识别并转运只能识别并转运一种特定的氨基酸一种特定的氨基酸!决定氨基酸的密码子有决定氨基酸的密码子有61种种,所以所以tRNA 有有61种种A A U亮氨酸亮氨酸AC U天冬氨酸天冬氨酸一种一种tRNAtRNA只能携只能携带一种氨基酸一种氨基酸?一种氨基酸只能由一种一种氨基酸只能由一种tRN

11、AtRNA携携带?AGA亮氨酸亮氨酸翻译过程翻译过程A U G C A C U G G C G U U G C U G U C C U U A AU A CA U G C A C U G G C G U U G C U G U C C U U A AU A C G U GA U G C A C U G G C G U U G C U G U C C U U A AU A C G U GA U G C A C U G G C G U U G C U G U C C U U A AU A CG U GA C C21212121翻译场所：场所：场所：场所：产物：产物：产物：产物：模板：模板：模板：模

12、板：原料：原料：原料：原料：条件：条件：条件：条件：细胞胞质（核糖体）（核糖体）mRNA蛋白蛋白质氨基酸氨基酸ATP、酶、转运运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、U UA A、A AU U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蛋白蛋白质转录、翻、翻译与与DNADNA复制的比复制的比较场所场所模板模板原料原料产物产物遗传信息遗传信息传递方向传递方向DNADNA复制：复制：DNA DNADNA DNA转录：转录：DNA RNADNA RNA翻译：翻译：RNA ProRNA Pro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游离的 氨氨基酸基酸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小小结RNARNA基因基因蛋白蛋白质转录翻翻译细胞核胞核细胞胞质细胞核细胞核细胞核细胞核细胞质细胞质mRNAPromRNAPro一个一个mRNA分子上结合多个核分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链糖体，同时合成多条肽链