文元基因表達(dá)

1、 RNA和蛋白質(zhì)合成2. 2.遺傳信息遺傳信息: : 上上 ( (或或 ) )的排列順序的排列順序 DNA(DNA(遺傳信息遺傳信息) RNA ) RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯DNA脫氧核苷酸脫氧核苷酸堿基堿基3.DNA3.DNA的功能：的功能：DNADNA以以 為模板，為模板， 地復(fù)制，地復(fù)制， 保持遺傳信息的穩(wěn)定性保持遺傳信息的穩(wěn)定性攜帶遺傳信息攜帶遺傳信息：表達(dá)遺傳信息表達(dá)遺傳信息：自身自身半保留半保留P65 遺傳信息的表達(dá) 1. 1.基因：基因：具有具有 的的 。遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)DNADNA片段片段DNADNA主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的合成在細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行在細(xì)胞質(zhì)

2、進(jìn)行指導(dǎo)指導(dǎo)通過(guò)通過(guò)RNARNA作媒介作媒介核糖磷酸含氮堿基脫氧脫氧核糖核糖磷酸磷酸含氮堿基含氮堿基脫氧核苷酸脫氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸DNA基本單位基本單位 .RNA基本單位基本單位 .AGCTAGCU雙鏈雙鏈DNA片段片段單鏈單鏈RNA片段片段比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目DNADNARNARNA基本單位基本單位五碳糖五碳糖含氮堿基含氮堿基結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)主要存在部位主要存在部位脫氧核苷酸脫氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖脫氧核糖核糖核糖A G C TA G C TA G C UA G C U多為雙鏈結(jié)構(gòu)多為雙鏈結(jié)構(gòu)多為單鏈結(jié)構(gòu)多為單鏈結(jié)構(gòu)細(xì)胞核細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì) 請(qǐng)觀看：請(qǐng)觀看：RNARNA與蛋白質(zhì)合

3、成的與蛋白質(zhì)合成的flashflashAG T AC TA A T CAGUUU U AADNADNA模板鏈模板鏈核孔核孔細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核細(xì)胞核TTAGATATC轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄DNADNA編碼鏈編碼鏈DANDAN模板鏈模板鏈RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向mRNAmRNA1.轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄：指遺傳信息由：指遺傳信息由 傳遞到傳遞到 上的過(guò)程，上的過(guò)程，轉(zhuǎn)錄的結(jié)果是形成轉(zhuǎn)錄的結(jié)果是形成 。2.2.過(guò)程：過(guò)程：解旋解旋: 與與 結(jié)合結(jié)合, ,解開(kāi)解開(kāi)基因的基因的 ; ; 合成合成RNA:RNA:以以DNADNA的的 鏈為模板鏈為模板 , , 通通過(guò)過(guò) , ,在在 的作用下的作用下, , 合成合成 ， 接著在接著

4、在 內(nèi)加工為內(nèi)加工為 。釋放釋放:成熟成熟RNARNA從從 釋放釋放, ,與與 結(jié)合結(jié)合, ,同時(shí)同時(shí)DNADNA . .3.3.條件：條件： 。轉(zhuǎn)錄DNARNA3種成熟的種成熟的RNARNA聚合酶聚合酶雙螺旋雙螺旋(即即:氫鍵氫鍵)RNA聚合酶聚合酶3種原始種原始RNA堿基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)核孔核孔核糖體核糖體復(fù)原復(fù)原1條條模板模板(DNA1條鏈）、原料條鏈）、原料(4種核糖核苷酸種核糖核苷酸)、 能量能量(ATP)、 酶酶(RNA聚合酶聚合酶)細(xì)胞核細(xì)胞核成熟的成熟的RNADNADNA的某一啟動(dòng)部位的某一啟動(dòng)部位RNARNA種類種類信使信使 RNA(mRNA)RNA(mRNA)：蛋白質(zhì)合

5、成的直接模板，蛋白質(zhì)合成的直接模板， 決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序核糖體核糖體 RNA(rRNA)RNA(rRNA)：與蛋白質(zhì)一起組成核糖體與蛋白質(zhì)一起組成核糖體轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn) RNA(tRNA)RNA(tRNA)：運(yùn)載氨基酸運(yùn)載氨基酸肽鍵肽鍵UCAUGAUUA核糖體核糖體 1.翻譯：翻譯：在細(xì)胞質(zhì)的在細(xì)胞質(zhì)的 上上, ,以以 為模板為模板, , 合成具有一定氨基酸順序的合成具有一定氨基酸順序的 的過(guò)程。的過(guò)程。2.過(guò)程：結(jié)合：過(guò)程：結(jié)合：核糖體與核糖體與 結(jié)合。結(jié)合。 搬運(yùn)：搬運(yùn)：tRNAtRNA從細(xì)胞溶膠中搬運(yùn)從細(xì)胞溶膠中搬運(yùn) 到核糖體。到核糖體。 配對(duì)：配對(duì)：tRN

6、AtRNA上的上的 與與mRNAmRNA的的 堿基互補(bǔ)配對(duì)。堿基互補(bǔ)配對(duì)。 滑動(dòng)：滑動(dòng)：多個(gè)多個(gè)核糖體同時(shí)在核糖體同時(shí)在 上滑動(dòng)，上滑動(dòng)， 滑到滑到 后后, , 核糖體與核糖體與mRNAmRNA 。肽鍵肽鍵核糖體核糖體mRNA多肽或蛋白質(zhì)多肽或蛋白質(zhì)mRNA氨基酸氨基酸反密碼子反密碼子密碼子密碼子同一個(gè)同一個(gè)mRNAmRNA的終止密碼的終止密碼脫離脫離3.條件：條件： .模板模板(mRNA)、原料、原料(20種氨基酸種氨基酸)、能量、能量(ATP)、酶、酶(多種酶多種酶)思考：一條思考：一條mRNAmRNA上有多個(gè)上有多個(gè) 核糖體滑動(dòng)，有什么意義？核糖體滑動(dòng)，有什么意義？答：短時(shí)間合成許多肽鏈

7、，加快翻譯效率。答：短時(shí)間合成許多肽鏈，加快翻譯效率。滑動(dòng)方向滑動(dòng)方向 UC A U G A UUAAAU亮氨酸亮氨酸ACU 天冬氨酸天冬氨酸AUG 異亮異亮 氨酸氨酸肽鍵肽鍵mRNAtRNA1.密碼子：密碼子： 上上決定決定1 1個(gè)氨基酸的個(gè)氨基酸的 堿基。堿基。 2.密碼子作用：密碼子作用：決定蛋白質(zhì)中氨基酸的決定蛋白質(zhì)中氨基酸的 .思考：上圖有幾個(gè)密碼子？思考：上圖有幾個(gè)密碼子？_ _ _ 哪幾個(gè)哪幾個(gè)？ 。3.密碼子種類：密碼子種類： 。 其中決定氨基酸的密碼子其中決定氨基酸的密碼子 種，終止密碼種，終止密碼 種種（不決定氨基酸）（不決定氨基酸）3個(gè)個(gè)UUA、GAU、AUCmRNA3個(gè)

8、相鄰個(gè)相鄰種類和排列順序種類和排列順序44464種種6131多多4.密碼子的簡(jiǎn)并性：密碼子的簡(jiǎn)并性： 1 1種密碼子只能決定種密碼子只能決定 種氨基酸；種氨基酸；而而1 1種氨基酸可以由種氨基酸可以由 種密碼子決定。種密碼子決定。5反密碼子反密碼子： 上與上與mRNAmRNA的密碼子的密碼子 的的 個(gè)堿基個(gè)堿基tRNA互補(bǔ)配對(duì)互補(bǔ)配對(duì)3思考：請(qǐng)說(shuō)出亮氨酸的密碼子思考：請(qǐng)說(shuō)出亮氨酸的密碼子_反密碼子反密碼子_UUAAAU氨基酸密碼子對(duì)照表氨基酸密碼子對(duì)照表第一個(gè)核第一個(gè)核苷酸苷酸第二個(gè)核苷酸第二個(gè)核苷酸第三個(gè)第三個(gè)核苷酸核苷酸U UC CA AG GU U苯丙氨酸苯丙氨酸絲氨酸絲氨酸酪氨酸酪氨酸

9、半胱氨酸半胱氨酸U U苯丙氨酸苯丙氨酸絲氨酸絲氨酸酪氨酸酪氨酸半胱氨酸半胱氨酸C C亮氨酸亮氨酸絲氨酸絲氨酸終止密碼子終止密碼子終止密碼子終止密碼子A A亮氨酸亮氨酸絲氨酸絲氨酸終止密碼子終止密碼子色氨酸色氨酸G GC C亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸組氨酸組氨酸精氨酸精氨酸U U亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸組氨酸組氨酸精氨酸精氨酸C C亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸A A亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸G GA A異亮氨酸異亮氨酸蘇氨酸蘇氨酸天冬酰胺天冬酰胺絲氨酸絲氨酸U U異亮氨酸異亮氨酸蘇氨酸蘇氨酸天冬酰胺天冬酰胺絲氨酸絲氨酸C C異亮氨酸異亮氨酸蘇氨酸蘇

10、氨酸賴氨酸賴氨酸精氨酸精氨酸A A蛋氨酸蛋氨酸蘇氨酸蘇氨酸賴氨酸賴氨酸精氨酸精氨酸G GG G纈氨酸纈氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸甘氨酸甘氨酸U U纈氨酸纈氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸甘氨酸甘氨酸C C纈氨酸纈氨酸丙氨酸丙氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸A A纈氨酸纈氨酸丙氨酸丙氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸G GmRNA轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 錄錄翻翻 譯譯多肽多肽纈纈G T T C A T C T T A C T C C C G A A G A G A A AC A A G T AG A AT G AG G G C T T C T C T T T 基因基因G U U C AU C U UA C UC C

11、C G A A G A G A A A組組亮亮蘇蘇脯脯谷谷谷谷賴賴思考：思考：1.如果某蛋白質(zhì)中有如果某蛋白質(zhì)中有n個(gè)個(gè)氨基酸，則指導(dǎo)該蛋白氨基酸，則指導(dǎo)該蛋白質(zhì)合成的質(zhì)合成的mRNA的堿基數(shù)目為的堿基數(shù)目為 ，控制該蛋白質(zhì)合成，控制該蛋白質(zhì)合成的的DNA（基因）中的堿基數(shù)目為（基因）中的堿基數(shù)目為 。2.氨基酸：氨基酸：mRNA堿基數(shù)：堿基數(shù)：DNA堿基數(shù)堿基數(shù)=_3n6n1:3:6編碼鏈編碼鏈模板鏈模板鏈過(guò)程過(guò)程名稱名稱場(chǎng)所場(chǎng)所模板模板原料原料產(chǎn)物產(chǎn)物細(xì)胞核細(xì)胞核 ,線粒體線粒體,葉綠體葉綠體轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 翻譯翻譯 DNADNA的一條鏈的一條鏈 mRNA 4 4種核糖核苷酸種核糖核苷酸 3 3

12、種種RNARNA 細(xì)胞質(zhì)的核糖體細(xì)胞質(zhì)的核糖體20種氨基酸種氨基酸多肽或蛋白質(zhì)多肽或蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 翻譯翻譯 不能不能 核膜核膜 不能不能 (1)圖中所示的生理過(guò)程主要有圖中所示的生理過(guò)程主要有 和和 。(2)遺傳信息的傳遞過(guò)程為遺傳信息的傳遞過(guò)程為 。(3)上述過(guò)程上述過(guò)程 主要發(fā)生在真核細(xì)胞中，因?yàn)橹饕l(fā)生在真核細(xì)胞中，因?yàn)檎婧思?xì)胞有真核細(xì)胞有 ，轉(zhuǎn)錄和翻譯，轉(zhuǎn)錄和翻譯 同時(shí)進(jìn)行。同時(shí)進(jìn)行。(4)上述過(guò)程中，上述過(guò)程中， 與與 的形成均產(chǎn)生水。的形成均產(chǎn)生水。加快翻譯速度，短時(shí)間合成較多蛋白質(zhì)或多肽核糖體右右側(cè)的多肽鏈較長(zhǎng)是以同一條mRNA合成4條多肽鏈(1)一個(gè)一個(gè)mRNA上可同時(shí)結(jié)合上

13、可同時(shí)結(jié)合 個(gè)核糖體，這樣結(jié)合個(gè)核糖體，這樣結(jié)合 的意義是的意義是 。(2)核糖體與核糖體與mRNA誰(shuí)在滑動(dòng)？誰(shuí)在滑動(dòng)？ ，滑動(dòng)方向是，滑動(dòng)方向是向向 ， 因?yàn)橐驗(yàn)?。(3)圖中圖中4個(gè)核糖體上合成的多肽鏈?zhǔn)欠裣嗤?？個(gè)核糖體上合成的多肽鏈?zhǔn)欠裣嗤?，因?yàn)橐驗(yàn)?。 (4)若圖中核糖體是附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體，則其若圖中核糖體是附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體，則其 上的合成物要運(yùn)送至上的合成物要運(yùn)送至 加工。加工。多內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體遺傳 信息密碼子反密碼子位置DNAmRNAtRNA含義DNA上 堿基對(duì) 的排序 mRNA上 決定1個(gè)氨 基酸的3個(gè) 相鄰 堿基tRNA上與密碼子配對(duì)的3個(gè)堿基作用直接決定mR

14、NA的堿基排序； 間接決定多肽鏈中氨基酸的排序直接決定多肽鏈中氨基酸的排序識(shí)別密碼子，與密碼子堿基互補(bǔ)配對(duì)數(shù)量不同基因的堿基對(duì)數(shù)量與排序不同，導(dǎo)致不同基因的遺傳信息液不同。 共64種 3種終止密碼不決定氨基酸； 61種決定氨基酸61種4種脫氧核苷酸DNA2條母鏈DNADNA復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯時(shí)間時(shí)間有絲間期；有絲間期；MM前的間期前的間期場(chǎng)所場(chǎng)所不分裂細(xì)胞任何時(shí)期不分裂細(xì)胞任何時(shí)期 有絲間期；有絲間期； MM前的間期前的間期任何時(shí)期任何時(shí)期(真)核線葉;(原)擬核(真)核 線 葉;(原)擬核細(xì)胞質(zhì)的細(xì)胞質(zhì)的核糖體核糖體原料原料4 4種核糖核苷酸種核糖核苷酸2020種氨基酸種氨基酸模板模板

15、DNA1條鏈mRNAmRNA其他其他條件條件DNADNA聚合酶聚合酶ATPATP、解旋酶、解旋酶、ATPATP、 RNARNA聚合酶聚合酶ATPATP、多種酶、多種酶、tRNAtRNA、核糖體、核糖體過(guò)程過(guò)程解旋解旋(DNA(DNA氫鍵斷開(kāi)氫鍵斷開(kāi)) ) 合成子鏈合成子鏈母鏈與子鏈螺旋化母鏈與子鏈螺旋化解旋解旋(DNA(DNA氫鍵斷開(kāi)氫鍵斷開(kāi)) )合成合成3 3種種RNA RNA 原始原始RNARNA加工加工 RNARNA從核孔釋放從核孔釋放 DNADNA復(fù)原復(fù)原以以mRNAmRNA為模板，為模板，合成一定氨基酸合成一定氨基酸序列的多肽或蛋序列的多肽或蛋白質(zhì)白質(zhì)DNADNA復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯

16、翻譯模板模板去向去向親代親代DNADNA的的2 2條條母鏈分別進(jìn)入母鏈分別進(jìn)入到到2 2個(gè)子代個(gè)子代DNADNADNADNA復(fù)原，模板鏈與復(fù)原，模板鏈與非模板鏈重新形成非模板鏈重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)翻譯多次后，翻譯多次后，mRNAmRNA水解為單水解為單個(gè)核糖核苷酸個(gè)核糖核苷酸特點(diǎn)特點(diǎn)1 1半保留復(fù)制半保留復(fù)制 2 2邊解旋變復(fù)制邊解旋變復(fù)制 3 3多起點(diǎn)復(fù)制多起點(diǎn)復(fù)制 4 4雙向復(fù)制雙向復(fù)制1.1.邊解旋邊轉(zhuǎn)錄邊解旋邊轉(zhuǎn)錄 2(2(真真) )轉(zhuǎn)錄結(jié)束后才翻譯轉(zhuǎn)錄結(jié)束后才翻譯 3.(3.(原原) )轉(zhuǎn)錄未結(jié)束，轉(zhuǎn)錄未結(jié)束， 翻譯即開(kāi)始翻譯即開(kāi)始1 1條條mRNAmRNA可結(jié)合可結(jié)合多個(gè)核

17、糖體，多個(gè)核糖體，同時(shí)合成多個(gè)同時(shí)合成多個(gè)相同蛋白質(zhì)相同蛋白質(zhì)產(chǎn)物產(chǎn)物2 2個(gè)相同的個(gè)相同的 雙鏈雙鏈DNADNA分子分子3 3種單鏈種單鏈RNARNA多個(gè)蛋白質(zhì)多個(gè)蛋白質(zhì) 或多肽鏈或多肽鏈意意義義復(fù)制的遺傳復(fù)制的遺傳 信息從親代信息從親代 傳遞到子代傳遞到子代表達(dá)遺傳信息，表達(dá)遺傳信息， 使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄DNADNARNARNA翻譯翻譯蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)中心法則（克里克提出）中心法則（克里克提出）2.早期的中心法則：早期的中心法則：1.概念概念：遺傳信息的遺傳信息的傳遞傳遞方向方向復(fù)復(fù)制制復(fù)制復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄DNADNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNARNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻

18、譯翻譯復(fù)制復(fù)制3中心法則的發(fā)展：中心法則的發(fā)展：(被被RNA病毒病毒侵入的侵入的 細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)）細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)）逆轉(zhuǎn)錄條件逆轉(zhuǎn)錄條件 逆轉(zhuǎn)錄酶、RNA(RNA病毒提供 ） 脫氧核苷酸、ATP（被感染的細(xì)胞提供） 1.分別說(shuō)出分別說(shuō)出abcde代表什么生理過(guò)程？代表什么生理過(guò)程？ 2. abcde都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)，都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)， 分別是哪些分子進(jìn)行了堿基配對(duì)？分別是哪些分子進(jìn)行了堿基配對(duì)？DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄、RNA復(fù)制a:DNA母鏈子鏈b:DNA模板鏈RNAc:mRNAtRNAd：RNADNAe:RNARNA 3.人神經(jīng)細(xì)胞能發(fā)生哪些過(guò)程？人神經(jīng)細(xì)胞能發(fā)生哪些過(guò)程？ . 4.人造血

19、干細(xì)胞能發(fā)生哪些過(guò)程？人造血干細(xì)胞能發(fā)生哪些過(guò)程？ . bcabc(1)A、D試管中的產(chǎn)物是試管中的產(chǎn)物是_，但，但A試管模擬的是試管模擬的是_ 過(guò)程，過(guò)程，D試管模擬的是試管模擬的是_過(guò)程。過(guò)程。(2)B、C試管中的產(chǎn)物是試管中的產(chǎn)物是_，但，但B試管模擬是試管模擬是_，C試管模擬的是試管模擬的是_。(3)假如假如B試管中加入的試管中加入的DNA含有含有306個(gè)堿基，那么產(chǎn)物最多含有個(gè)堿基，那么產(chǎn)物最多含有_個(gè)堿基，有個(gè)堿基，有_個(gè)密碼子。個(gè)密碼子。(4)E過(guò)程稱過(guò)程稱_，在細(xì)胞中進(jìn)行的場(chǎng)所是，在細(xì)胞中進(jìn)行的場(chǎng)所是_，圖中，圖中的原料為的原料為_(kāi)，工具是，工具是_，產(chǎn)物是，產(chǎn)物是_。DNA

20、DNA復(fù)制復(fù)制 逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄 RNA 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制復(fù)制 15351翻譯翻譯 核糖體核糖體氨基酸氨基酸 tRNA多肽多肽(蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)) 1.已知一段mRNA中含有30個(gè)堿基,其中A和G共有12個(gè),那么轉(zhuǎn)錄這段mRNA的模板DNA分子中的C和T至少（ ）A.A.1212個(gè)個(gè) B. B.1818個(gè)個(gè) C.C.3030個(gè)個(gè) D. D.2424個(gè)個(gè)C2.遺傳學(xué)上的“密碼子”是指( )ADNA一條鏈上相鄰的3個(gè)堿基BmRNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰堿基CtRNA上一端的3個(gè)堿基DDNA分子上3個(gè)相鄰的堿基對(duì)B教材P70:思考與練習(xí)題3.某DNA模板鏈上的3個(gè)相鄰堿基為CAT,則轉(zhuǎn)運(yùn)RNA上相應(yīng)的3個(gè)堿基是( )A.GTA B.CUA C.GAT D.CAUD簡(jiǎn)答簡(jiǎn)答2 2. DNA. DNA的兩條鏈如果都能表達(dá)蛋白質(zhì)，請(qǐng)問(wèn)它們所產(chǎn)的兩條鏈如果都能表達(dá)蛋白質(zhì)，請(qǐng)問(wèn)它們所產(chǎn)生的多肽鏈一樣嗎？為什么？哪一條鏈相應(yīng)區(qū)段的堿基序生的多肽鏈