第二节 DNA复制和蛋白质合成.ppt
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1、第二节DNA复制和蛋白质合成看一看:核酸的化学结构看一看:核酸的化学结构ATGCATGCDNADNA的化学结构的化学结构RNARNA的化学结构的化学结构AUGCAGCU腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸核糖核苷酸的种类核糖核苷酸的种类回忆:回忆:DNA的化学结构?的化学结构?脱氧核苷酸脱氧核苷酸 磷酸基磷酸基脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基(种)(种)脱水缩合脱水缩合多核苷酸长链(条)多核苷酸长链(条)两两碱基对(氢键)连接碱基对(氢键)连接呈螺旋状呈螺旋状脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸(DNA)腺嘌呤(
2、腺嘌呤(A)鸟嘌呤(鸟嘌呤(G)胞嘧啶(胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(胸腺嘧啶(T)空间结构空间结构双螺旋结构双螺旋结构4碱基互补配对碱基互补配对思考:思考:右图为右图为DNA的一个区段示意图,请回答的一个区段示意图,请回答下列问题下列问题(括号内填编号,空格写文字括号内填编号,空格写文字)(1)组成组成DNA分子的单体是分子的单体是(),共有共有种。每个单体由种。每个单体由()()和和()组成。组成。该区段有该区段有个单体。个单体。(2)DNA分子中分子中()和和()交互排列的顺序是稳定的,从而交互排列的顺序是稳定的,从而 决定了决定了DNA的的性。性。(3)DNA分子的空间结构是分子的空间结构是结
3、结 构。构。脱氧核苷酸脱氧核苷酸磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖稳定稳定双螺旋双螺旋一、一、DNA的的复制复制(看一看)(看一看)第二节第二节DNA复制和蛋白质合成复制和蛋白质合成注意:注意:、复制前和复制后、复制前和复制后DNA数量的变化?数量的变化?、子链和母链有何区别?、子链和母链有何区别?、多核苷酸链和、多核苷酸链和DNA分子有何区别?分子有何区别?、DNA复制时碱基互补配对有何规律?复制时碱基互补配对有何规律?、DNA复制过程有何特点?复制过程有何特点?、DNA复制时有哪些物质参与?复制时有哪些物质参与?、DNA复制时的地点?复制时的地点?、复制前和复
4、制后、复制前和复制后DNA数量的变化?数量的变化?、子链和母链有何、子链和母链有何区别?区别?子链和母链子链和母链之一完全一样。之一完全一样。、多核苷酸链和、多核苷酸链和DNA分子有何区别?分子有何区别?、DNA复制时碱基复制时碱基互补配对有何规律?互补配对有何规律?单链和双链单链和双链和、和和、和互补配对互补配对、DNA复制过程有复制过程有何特点?何特点?、DNA复制时有复制时有哪些物质参与?哪些物质参与?、DNA复制时的地复制时的地点?点?半保留复制半保留复制DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶、游离的脱聚合酶、游离的脱氧核苷酸、氧核苷酸、ATP。细胞核细胞核阅读:阅读:48DNA分分子的半
5、保留子的半保留复制。复制。DNA的复制如此复杂,可事实上没有一的复制如此复杂,可事实上没有一个人看到过,那么科学家是怎么知道的呢?个人看到过,那么科学家是怎么知道的呢?阅读:阅读:48DNA分子的半保留复制分子的半保留复制 DNA的复制如此复杂,可事实上没有一的复制如此复杂,可事实上没有一个人看到过,那么科学家是怎么知道的呢?个人看到过,那么科学家是怎么知道的呢?思考:思考:1、你认为离心管上、中、下部的哪条带、你认为离心管上、中、下部的哪条带密度最大?为什么?密度最大?为什么?2、根据实验现象,说明、根据实验现象,说明DNA复制的特点?复制的特点?下部密度最大下部密度最大在同样离心的转速下,
6、密度大的物质受到在同样离心的转速下,密度大的物质受到的离心力大,在同一介质中加速度也大,故会的离心力大,在同一介质中加速度也大,故会在试管下部集聚。在试管下部集聚。半保留复制。半保留复制。思考:取植物体任何部位的一个活细胞,能通思考:取植物体任何部位的一个活细胞,能通过组织培养法可培育成一株完整的植物体。由过组织培养法可培育成一株完整的植物体。由此说明多细胞植物体的遗传物质都来自同一个此说明多细胞植物体的遗传物质都来自同一个细胞,遗传信息是一致的,但新植物体的根、细胞,遗传信息是一致的,但新植物体的根、茎、叶等部位的细胞形态和结构却都不同。为茎、叶等部位的细胞形态和结构却都不同。为什么?什么?
7、根、茎、叶等部位的蛋白质不同。根、茎、叶等部位的蛋白质不同。科学家认为,蛋白质是生命活动的体现者,科学家认为,蛋白质是生命活动的体现者,生物体的性状(形态、结构和功能)是通过蛋生物体的性状(形态、结构和功能)是通过蛋白质的结构和功能来体现的。白质的结构和功能来体现的。如:人体的蛋白质和功能如:人体的蛋白质和功能(10)万多种)万多种(10)万多种结构)万多种结构、结构材料、结构材料、运输作用、运输作用、储存作用、储存作用、免疫作用、免疫作用、调节作用、调节作用、催化作用、催化作用胶原、肌球、肌动蛋白胶原、肌球、肌动蛋白血红、肌红蛋白血红、肌红蛋白卵精蛋白、乳汁中的蛋白卵精蛋白、乳汁中的蛋白抗体
8、抗体激素激素酶酶思考:蛋白质多样性的原因?思考:蛋白质多样性的原因?思考:蛋白质的合成有谁来控制呢?思考:蛋白质的合成有谁来控制呢?基因基因黄身白眼红宝石眼截翅朱红眼深红眼棒眼短硬毛我们也知道遗传信息位于我们也知道遗传信息位于DNADNA上:上:具有遗传效应的DNA片断,是决定生物性状的基本单位。那么基因是如何指导蛋白质合那么基因是如何指导蛋白质合成的呢?成的呢?蛋白质合成的蛋白质合成的转录转录过程过程看一看:二、蛋白质的看一看:二、蛋白质的合成合成思考:蛋白质的合成过程可分几个阶段?思考:蛋白质的合成过程可分几个阶段?在细胞核中,以DNA分子的一条链为模板,按照碱基互补配对的原则,形成信使R
9、NA(mRNA)的过程。思考:蛋白质的合成过程可分几个阶段?思考:蛋白质的合成过程可分几个阶段?蛋白质合成的蛋白质合成的转录转录过程过程模板:模板:以以DNA特定的一条单链为模板转录;特定的一条单链为模板转录;参与物质:参与物质:地点:地点:细胞核细胞核配对方式:配对方式:A配配U、T配配A、C配配G、G配配C。DNA解旋酶、核糖核苷酸、解旋酶、核糖核苷酸、RNA聚合酶、聚合酶、ATP。产物:产物:mRNARNA的结构的结构mRNAtRNARNA上的信息单位上的信息单位信使信使RNA(mRNA)密码子:密码子:mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。碱基。转运转运RN
10、ARNA(tRNAtRNA)反密码子:反密码子:转移转移RNA分子内决定氨基分子内决定氨基酸顺序的每三个相邻碱基,与酸顺序的每三个相邻碱基,与信使信使RNA分子互补配对。分子互补配对。思考:密码子为何是三个碱基组成的?思考:密码子为何是三个碱基组成的?推理:推理:mRNA合成之后,直接指导蛋白质的合成。合成之后,直接指导蛋白质的合成。但是我们知道,蛋白质是由但是我们知道,蛋白质是由20种氨基酸组成种氨基酸组成的,而使的,而使RNA上的碱基只有四种(上的碱基只有四种(A、G、C、U)。)。如果一个碱基对应一个氨基酸:如果一个碱基对应一个氨基酸:如果二个碱基对应一个氨基酸:如果二个碱基对应一个氨基
11、酸:如果三个碱基对应一个氨基酸:如果三个碱基对应一个氨基酸:如果四个碱基对应一个氨基酸:如果四个碱基对应一个氨基酸:思考:那么密码子该有多少个呢?思考:那么密码子该有多少个呢?看一看:密码子看一看:密码子、一个氨基酸对、一个氨基酸对应几个密码子?应几个密码子?多个多个、不同生物的密码子是否相同?、不同生物的密码子是否相同?是是、生物的密码子相同,说明生物之间具有什么性?、生物的密码子相同,说明生物之间具有什么性?亲缘性亲缘性、同一个氨基酸、同一个氨基酸对应的密码子有多对应的密码子有多个有何意义?个有何意义?同义密码子越多,同义密码子越多,遗传的稳定性越高。遗传的稳定性越高。蛋白质合成的蛋白质合
12、成的翻译翻译过程过程蛋白质合成的蛋白质合成的转录转录过程过程概念:概念:在细胞质的核糖体上,以在细胞质的核糖体上,以mRNA为模板,为模板,以以tRNA为运载工具,首先合成多肽,进为运载工具,首先合成多肽,进一步合成具有一定氨基酸连接顺序的蛋一步合成具有一定氨基酸连接顺序的蛋白质的过程。白质的过程。思考:思考:蛋白质合成时蛋白质合成时翻译翻译过程有关问题过程有关问题模板:模板:参与物质:参与物质:地点:地点:配对方式:配对方式:mRNA如何决定蛋白质的氨基酸顺序?如何决定蛋白质的氨基酸顺序?mRNA核糖体核糖体密码子配反密码子密码子配反密码子(连对应的氨基酸)(连对应的氨基酸)酶、酶、ATP、
13、氨基酸、氨基酸、tRNA。密码子顺序决定氨基酸顺序。密码子顺序决定氨基酸顺序。产物:产物:蛋白质蛋白质巩固:转录、翻译与巩固:转录、翻译与DNADNA复制的比较复制的比较亲代DNA的每一条链DNA的一条链(模板链)模板原料产物酶碱基互补DNA复制DNA DNA转录DNA RNA翻译RNA PromRNA游离的脱氧核苷酸ATP游离的核糖核苷酸ATP游离的氨基酸ATP子代DNA分子mRNA蛋白质DNA解旋、聚合酶DNA解旋酶、RNA聚合酶母链与子链之间模板DNA和RNA之间mRNA和tRNA之间巩固:蛋白质合成中遗传信息传递的实质?巩固:蛋白质合成中遗传信息传递的实质?基因基因mRNAtRNA蛋白
14、质蛋白质脱氧核苷酸脱氧核苷酸序列序列密码子密码子序列序列反密码子反密码子序列序列氨基酸氨基酸序列序列 拓展:拓展:将猪的将猪的mRNA放入到牛的细胞中合成的蛋白质是放入到牛的细胞中合成的蛋白质是猪肉还是牛肉蛋白?猪肉还是牛肉蛋白?巩固:基因和蛋白质的关系巩固:基因和蛋白质的关系DNA是染色体的组成成分,染色体是基因的载体,基因是有遗传效应的DNA片断。基因基因决定决定性状性状蛋白质蛋白质控制合成控制合成体现体现指导指导基因和性状这种关系及遗传的本质,科学家概括基因和性状这种关系及遗传的本质,科学家概括中心法则:中心法则:遗传信息从遗传信息从DNA传递给传递给RNA的转录,再有的转录,再有RNA
15、决定蛋白质特异性的翻译过程,以及遗传信决定蛋白质特异性的翻译过程,以及遗传信息从息从DNA传递给传递给DNA的复制过程,称为的复制过程,称为“中心法则中心法则”DNARNA(基因)(基因)转录转录翻译翻译蛋白质蛋白质(性状)(性状)随着科学家对病毒了解的加深,发现随着科学家对病毒了解的加深,发现中心法则的缺陷。中心法则的缺陷。看一看:病毒的看一看:病毒的蛋白质合成蛋白质合成。复制复制“中心法则中心法则”的补充:的补充:遗传信息从遗传信息从RNA传递给传递给RNA的自我复制,以的自我复制,以及遗传信息从及遗传信息从RNA 传递给传递给DNA的逆转录。的逆转录。DNARNA(基因)(基因)转录转录
16、逆转录逆转录翻译翻译蛋白质蛋白质(性状)(性状)现在的中心法则完善了吗?现在的中心法则完善了吗?复制复制复制复制看一看:看一看:又称“牛海绵状脑病牛海绵状脑病”一种由朊病毒朊病毒引起的危害牛中枢神经系统的严重传染病。症状症状:脑神经会逐渐变得象一种海绵状的奶酪体,名副其实的“一脑子浆糊”,最终导致死亡。疯牛病疯牛病“中心法则中心法则”的未来:的未来:DNARNA(基因)(基因)转录转录逆转录逆转录翻译翻译蛋白质蛋白质(性状)(性状)是否该加上这逆翻译,有待你来发现是否该加上这逆翻译,有待你来发现复制复制复制复制“遗传信息遗传信息”的错误传递:的错误传递:阅读阅读55,探究,探究DNA改变对蛋白
17、质组成的影响改变对蛋白质组成的影响思考:思考:、DNA序列中发生一个碱基的变化,序列中发生一个碱基的变化,就一定会引起它所表达的蛋白质中氨基就一定会引起它所表达的蛋白质中氨基酸序列的变化?为什么?酸序列的变化?为什么?、DNA序列中发生一个碱基的变化,序列中发生一个碱基的变化,与插入或缺失一个碱基相比,何者对蛋与插入或缺失一个碱基相比,何者对蛋白质中氨基酸序列的影响更大些?白质中氨基酸序列的影响更大些?、生活中有没有这样的事例呢?、生活中有没有这样的事例呢?看一看:镰刀型贫血的红细胞看一看:镰刀型贫血的红细胞“遗传信息遗传信息”的错误传递:的错误传递:思考:为什么会出现这种红细胞呢?思考:为什
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