遺傳信息的表達(dá)林祖榮PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第1頁/共43頁 問題1：細(xì)胞核中的DNA如何決定核糖體中蛋白質(zhì)的合成呢？DNA中的遺傳信息（堿基序列）蛋白質(zhì)中的遺傳信息（氨基酸序列）第2頁/共43頁 問題1：細(xì)胞核中的DNA如何決定核糖體中蛋白質(zhì)的合成呢？猜測：猜測：DNA中的遺傳信息（堿基序列）蛋白質(zhì)中的遺傳信息（氨基酸序列）第3頁/共43頁 問題1：細(xì)胞核中的DNA如何決定核糖體中蛋白質(zhì)的合成呢？猜測：猜測：猜測1：染色體進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，DNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成猜測2：核糖體及相關(guān)物質(zhì)入細(xì)胞核，在DNA的指導(dǎo) 下合成蛋白質(zhì)猜測3：染色體上的DNA將所帶的遺傳信息先合成某 種“信使”，信使離開細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì) 去指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第4頁

2、/共43頁材料分析： 1955年，布拉切特以洋蔥根尖和變形蟲為材料，用RNA酶分解細(xì)胞中的RNA，蛋白質(zhì)的合成就停止。如果再加入酵母中提取的RNA，蛋白質(zhì)又開始合成。 1955年，戈德斯坦和普勞特觀察到放射性物質(zhì)標(biāo)記的RNA從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)。 RNARNA是是DNADNA與蛋白質(zhì)之間的信使與蛋白質(zhì)之間的信使 問題1：細(xì)胞核中的DNA如何決定核糖體中蛋白質(zhì)的合成呢？第5頁/共43頁1、 細(xì)胞中的三種RNA 問題2：哪種RNA遺傳信息從DNA傳遞給蛋白質(zhì)的中間載體tRNAmRNArRNA第6頁/共43頁2、 二種假說： 問題2：哪種RNA遺傳信息從DNA傳遞給蛋白質(zhì)的中間載體mRNA假說一：r

3、RNA可能就是信息的信使；假說二：mRNA作為遺傳信息傳遞的信使；第7頁/共43頁3、 實(shí)驗(yàn)證明mRNA 研究發(fā)現(xiàn)噬菌體侵染細(xì)菌后，細(xì)菌的蛋白質(zhì)合成立即停止，轉(zhuǎn)而合成噬菌體的蛋白質(zhì)，在此過程中，細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)合成了新的噬菌體RNA。為確定新合成的噬菌體RNA是否為“信使”，科學(xué)家們進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。 15NH4Cl和13C-葡萄糖培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌，經(jīng)過若干代培養(yǎng)后，獲得具有“重”核糖體的“重”細(xì)菌。 將這些“重”細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl和12C-葡萄糖的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，用噬菌體侵染這些細(xì)菌，該培養(yǎng)基中加入32P標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸為作為原料，以標(biāo)記所有新合成的噬菌體RNA。 將上述被侵染后裂解的細(xì)菌進(jìn)行

4、密度梯度離心，結(jié)果如圖所示。第8頁/共43頁 為進(jìn)一步為進(jìn)一步證明新合成的噬菌體證明新合成的噬菌體RNA為為“信使信使”，科學(xué)家進(jìn)行了如下兩組實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家進(jìn)行了如下兩組實(shí)驗(yàn)3、 實(shí)驗(yàn)證明組別組別實(shí)驗(yàn)處理實(shí)驗(yàn)處理預(yù)期結(jié)果預(yù)期結(jié)果1將新合成的噬菌體將新合成的噬菌體RNARNA與噬菌體與噬菌體DNADNA混合混合 2將新合成的噬菌體將新合成的噬菌體RNARNA與細(xì)菌與細(xì)菌DNADNA混合混合 結(jié)論：結(jié)論：mRNAmRNA是將遺傳信息傳遞的信息是將遺傳信息傳遞的信息出現(xiàn)出現(xiàn)DNA-RNADNA-RNA雜交現(xiàn)象雜交現(xiàn)象 不出現(xiàn)不出現(xiàn)DNA-DNA-RNARNA雜交現(xiàn)象雜交現(xiàn)象第9頁/共43頁DNA中的遺

5、傳信息（堿基序列）mRNA中的遺傳信息（堿基序列）蛋白質(zhì)中的遺傳信息（氨基酸序列）轉(zhuǎn)錄第10頁/共43頁推測：（1）以一條鏈為模板，還是兩條鏈為模板？（2）是DNA鏈的完整轉(zhuǎn)錄，還是片段的轉(zhuǎn)錄？ 問題3：DNA上的遺傳信息如何“轉(zhuǎn)錄”到RNA上呢？第11頁/共43頁TCATG T TT AAG T AC A A A T DNA的平面結(jié)構(gòu)圖 問題3：DNA上的遺傳信息如何“轉(zhuǎn)錄”到RNA上呢？第12頁/共43頁TCATG T TT AAG T AC A A A T 解解 旋旋轉(zhuǎn)錄過程：以DNA一條鏈為模板，通過堿基互補(bǔ)配對（A=U），完成將DNA上的信息轉(zhuǎn)移到信使RNA上。第13頁/共43頁AG

6、CUDNADNA游離的核糖核苷酸游離的核糖核苷酸以DNA的一條鏈為模板合成信使RNAAG T AC A A A T UUAGGUGC轉(zhuǎn)錄過程：以DNA一條鏈為模板，通過堿基互補(bǔ)配對（A=U），完成將DNA上的信息轉(zhuǎn)移到信使RNA上。第14頁/共43頁AGCUUUAGGUGCAG T AC A A A T 酶酶轉(zhuǎn)錄過程：以DNA一條鏈為模板，通過堿基互補(bǔ)配對（A=U），完成將DNA上的信息轉(zhuǎn)移到信使RNA上。第15頁/共43頁AGCUAGGUGCAG T AC A A A T U U組成信使組成信使RNARNA的核糖核苷酸一個(gè)個(gè)連接起來的核糖核苷酸一個(gè)個(gè)連接起來DNADNA與與RNARNA的堿基

7、互補(bǔ)配對：的堿基互補(bǔ)配對： AUAU；TTA A；CGCG；G GC C轉(zhuǎn)錄過程：以DNA一條鏈為模板，通過堿基互補(bǔ)配對（A=U），完成將DNA上的信息轉(zhuǎn)移到信使RNA上。第16頁/共43頁AGCUAGGUGCAG T AC A A A T U U轉(zhuǎn)錄過程：以DNA一條鏈為模板，通過堿基互補(bǔ)配對（A=U），完成將DNA上的信息轉(zhuǎn)移到信使RNA上。第17頁/共43頁AGCUGGUGCAG T AC A A A T U UA轉(zhuǎn)錄過程：以DNA一條鏈為模板，通過堿基互補(bǔ)配對（A=U），完成將DNA上的信息轉(zhuǎn)移到信使RNA上。第18頁/共43頁AGCUGGUGCAG T AC A A A T GU U

8、 A轉(zhuǎn)錄過程：以DNA一條鏈為模板，通過堿基互補(bǔ)配對（A=U），完成將DNA上的信息轉(zhuǎn)移到信使RNA上。第19頁/共43頁AGCUGGUGCAG T AC A A A T GU UAU轉(zhuǎn)錄過程：以DNA一條鏈為模板，通過堿基互補(bǔ)配對（A=U），完成將DNA上的信息轉(zhuǎn)移到信使RNA上。第20頁/共43頁AGCUGGGCAG T AC A A A T GU UAU U轉(zhuǎn)錄過程：以DNA一條鏈為模板，通過堿基互補(bǔ)配對（A=U），完成將DNA上的信息轉(zhuǎn)移到信使RNA上。第21頁/共43頁GCUGGGCAG T AC A A A T GU UAU U A轉(zhuǎn)錄過程：以DNA一條鏈為模板，通過堿基互補(bǔ)配對（

9、A=U），完成將DNA上的信息轉(zhuǎn)移到信使RNA上。第22頁/共43頁GCUGGGCAG T AC A A A T GU UAU U A U轉(zhuǎn)錄過程：以DNA一條鏈為模板，通過堿基互補(bǔ)配對（A=U），完成將DNA上的信息轉(zhuǎn)移到信使RNA上。第23頁/共43頁GCUGGGAG T AC A A A T GU UAU U A U C轉(zhuǎn)錄過程：以DNA一條鏈為模板，通過堿基互補(bǔ)配對（A=U），完成將DNA上的信息轉(zhuǎn)移到信使RNA上。第24頁/共43頁CUGAG T AC A A A T GU UAU U A U C信使信使RNARNADNA形成的形成的RNARNA鏈，鏈，DNADNA上的遺傳信息就傳遞

10、到信使上的遺傳信息就傳遞到信使RNARNA上上轉(zhuǎn)錄過程：以DNA一條鏈為模板，通過堿基互補(bǔ)配對（A=U），完成將DNA上的信息轉(zhuǎn)移到信使RNA上。第25頁/共43頁AG T AC A A A T UCAUG A UUA信使信使RNARNADNDNA ATCATG A TT A信使RNA釋放，DNA雙鏈恢復(fù)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核細(xì)胞核第26頁/共43頁AG T AC A A A T UCAUG A UUA信使信使RNARNA細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核細(xì)胞核DNADNATCATG A TT A信使RNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)第27頁/共43頁DNA中的遺傳信息（堿基序列）mRNA中的遺傳信息（堿基序列）蛋白質(zhì)中的

11、遺傳信息（氨基酸序列）轉(zhuǎn)錄 ?第28頁/共43頁 問題4：mRNA上的遺傳信息如何轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)上呢？1、利用數(shù)學(xué)方法，推算 個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸才有可能解決問題。第29頁/共43頁 19611961年，克里克以年，克里克以T T4 4噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)行了噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：下列實(shí)驗(yàn)： 在一段信使在一段信使RNARNA中間插入中間插入1 1個(gè)或個(gè)或2 2個(gè)堿基個(gè)堿基 不能產(chǎn)生正常蛋白質(zhì)不能產(chǎn)生正常蛋白質(zhì) 在一段在一段mRNAmRNA中間插入中間插入3 3個(gè)堿基個(gè)堿基 能產(chǎn)生正常蛋白質(zhì)，但多了一個(gè)氨基酸能產(chǎn)生正常蛋白質(zhì)，但多了一個(gè)氨基酸2、三聯(lián)體密碼的證明第30頁/共43頁 進(jìn)一

12、步的證明：若三聯(lián)進(jìn)一步的證明：若三聯(lián)2、三聯(lián)體密碼的證明UUAA U AA UU A UU 甲 乙 甲 乙第31頁/共43頁 進(jìn)一步的證明：若二聯(lián)或四聯(lián)進(jìn)一步的證明：若二聯(lián)或四聯(lián)2、三聯(lián)體密碼的證明UUAA U AA UU A UU第32頁/共43頁 問題4：RNA上的遺傳信息如何轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)上呢？1、利用數(shù)學(xué)方法，推算 個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸才有可能解決問題。2、三聯(lián)體密碼的證明3、密碼子的破譯第33頁/共43頁19611961年，尼倫伯格和馬太的蛋白質(zhì)體外合成實(shí)驗(yàn)?zāi)辏醾惒窈婉R太的蛋白質(zhì)體外合成實(shí)驗(yàn)一種氨基酸一種氨基酸去除核酸的細(xì)胞去除核酸的細(xì)胞提取液提取液各加入一條各加入一條UUUUUU

13、UUUUUUUUUUUU第34頁/共43頁 19611961年，尼倫伯格和馬太的蛋白質(zhì)體外合成實(shí)驗(yàn)?zāi)?，尼倫伯格和馬太的蛋白質(zhì)體外合成實(shí)驗(yàn)第35頁/共43頁密碼子表（信使密碼子表（信使RNARNA上連續(xù)的三個(gè)堿基成為密碼子）上連續(xù)的三個(gè)堿基成為密碼子）第36頁/共43頁 問題5：氨基酸上沒有堿基，如果與mRNA間建立對應(yīng)聯(lián)系?與氨基酸連接與氨基酸連接識別密碼子識別密碼子( (反密碼子反密碼子) )第37頁/共43頁DNA中的遺傳信息（堿基序列）mRNA中的遺傳信息（堿基序列）蛋白質(zhì)中的遺傳信息（氨基酸序列）轉(zhuǎn)錄 翻譯 第38頁/共43頁DNA中的遺傳信息（堿基序列）RNA中的遺傳信息（堿基序列）蛋白質(zhì)中的遺傳信息（氨基酸序列）轉(zhuǎn)錄翻譯遺傳信息的表達(dá)DNA信使RNADNA與RNA堿基互補(bǔ)配對蛋白質(zhì)信使RNA與攜帶氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA通過遺傳密碼堿基互補(bǔ)配對第39頁/共43頁3 3課時(shí)：課時(shí)： 第第1 1課時(shí)課時(shí) 對遺傳信息表達(dá)的探索對遺傳信息表達(dá)的探索關(guān)鍵