基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第1頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四電影中，科學(xué)家是怎么使已滅絕的恐龍復(fù)活的？第2頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四科學(xué)家利用凝結(jié)在琥珀中的史前蚊子體內(nèi)的恐龍血液提取出恐龍的遺傳基因，加以修補(bǔ)和培育繁殖，竟然將已絕跡6500萬年的史前龐然大物復(fù)生問題一：在現(xiàn)實(shí)生活中，我們能不能像電影《侏羅紀(jì)公園》中描述的那樣，利用恐龍的DNA，使恐龍復(fù)活呢？問題二：如果能利用恐龍的DNA使恐龍復(fù)活，你認(rèn)為主要要解決什么問題？

第3頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四基因指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)者基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程，叫基因的表達(dá)。問題：基因是怎樣指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成呢？控制生物性狀第4頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四

第4章第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成主要在細(xì)胞核在細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行

問題：在細(xì)胞核的基因如何控制在細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)的合成呢？

第5頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四

問題：為什么RNA適于作DNA（基因）的信使？你認(rèn)為RNA在蛋白質(zhì)合成中起到了什么作用？第6頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)通常呈單鏈結(jié)構(gòu)脫氧核苷酸核糖核苷酸腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）脫氧核糖核糖磷酸磷酸DNA與RNA分子的比較第7頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四為什么RNA適合做DNA的信使呢？2、RNA是由基本單位-----核糖核苷酸連接而成，也能儲(chǔ)存遺傳信息。1、RNA一般為單鏈，比DNA短，能通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。3、RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補(bǔ)配對原則”。第8頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四三種RNA示意圖信使RNA：

遺傳信息傳遞的媒介。核糖體RNA：與蛋白質(zhì)構(gòu)成核糖體。轉(zhuǎn)運(yùn)RNA：轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的工具。將DNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄下來，傳遞至細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上，控制蛋白質(zhì)的合成。第9頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四思考DNA是如何把遺傳信息傳給mRNA的？在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對的原則合成mRNA的過程，叫做轉(zhuǎn)錄。第10頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第11頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四四部曲解旋配對連接脫離第12頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四怎樣才能保證DNA的信息準(zhǔn)確傳遞給mRNA?堿基互補(bǔ)配對原則堿基DNAATGC互補(bǔ)配對RNAUACG第13頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)錄：在_______內(nèi)，以DNA的______為______，按照____________的原則合成_____的過程。細(xì)胞核一條鏈模板堿基互補(bǔ)配對RNA

小結(jié)轉(zhuǎn)錄（DNA→mRNA）場所:模板:原料:條件:產(chǎn)物:特點(diǎn):原則:細(xì)胞核內(nèi)DNA的一條鏈四種核糖核苷酸mRNA需要酶和ATP邊解旋邊轉(zhuǎn)錄堿基互補(bǔ)配對原則第14頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四謝謝第15頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四?:短音念作"滴（di）"

-:長音念作"答（da）"

A?-N-?B-???O---C-?-?P?--?D-??Q--?-E?R?-?F??-?S???G--?T-H….U??-I??V???-J?---W?--K-?-X-??-L?-??Y-?--M--Z--??

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-..Wherearegenelocated?莫爾斯電碼是美國人莫爾斯于1844年發(fā)明的。莫爾斯電碼由點(diǎn)（.）、劃（-）兩種符號(hào)組成。美式莫爾斯電碼被使用了在有線電報(bào)通信系統(tǒng)。第16頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四mRNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？思考：

組成蛋白質(zhì)的氨基酸：信使RNA的堿基：4種堿基如何決定蛋白質(zhì)的20種氨基酸呢？20種4種如果1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸就只能決定___種，即

如果3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸就可決定___種，即

如果2個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸就只能決定___種，即41664第17頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：1961年英國的克里克和同事用實(shí)驗(yàn)證明一個(gè)氨基酸是由mRNA的3個(gè)堿基決定，即三聯(lián)體密碼子信使RNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基密碼子:決定氨基酸的密碼子共有多少種？UCAUGAUUAmRNA密碼子密碼子密碼子第18頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四P65思考與討論20種氨基酸的密碼子第19頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四

第1個(gè)字母第2個(gè)字母 第3個(gè)字母密碼子苯丙氨酸UUUUUU？

精氨酸AGGAGG第20頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四密碼子表AUGGAUUAGmRNA第21頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四

終止密碼子：

、

、_____

種類起始密碼子：

（甲硫氨酸）（

種）_______（纈氨酸）編碼氨基酸的密碼子______種所有生物的密碼子是

的。6164一種密碼子決定一種氨基酸，但一種氨基酸可以由

不同的密碼子決定。

1種或幾種相同AUGGUGUAAUAGUGA第22頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四1、在密碼子表內(nèi)，共有

個(gè)密碼子是可編碼20種氨基酸；另有

個(gè)是不編碼氨基酸的，稱為

。3、一個(gè)密碼子只能編碼

種氨基酸；一種氨基酸可以對應(yīng)

個(gè)密碼子。613終止密碼2、在密碼子里，有

個(gè)既可編碼氨基酸，也可作為起始密碼，它們是

。AUG(甲硫氨酸)和GUG(纈氨酸)21、每個(gè)密碼子都可以編碼氨基酸嗎？2、一個(gè)密碼子只能編碼一種氨基酸嗎？3、同一種氨基酸可以由不同的密碼子進(jìn)行編碼嗎？一多這體現(xiàn)了

性。簡并三、密碼子的特點(diǎn)及探索過程第23頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四遺傳密碼的特性：1、有3個(gè)終止密碼，沒有對應(yīng)的氨基酸，所以，在64個(gè)遺傳密碼中，能決定氨基酸的遺傳密碼子只有61個(gè)。2、通用性：地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。3、簡并性：一種氨基酸有兩種以上的密碼子的情況。在一定程度上能防止由于堿基的改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。第24頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA）：像三葉草的葉形，一端是3個(gè)堿基，另一端是攜帶氨基酸的部位。tRNA的結(jié)構(gòu)與功能第25頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四氨基酸和tRNA①每種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)1種氨基酸。(專一性)②每種氨基酸可能有多種tRNA。密碼子和反密碼子①每個(gè)反密碼子都有相應(yīng)的密碼子。②密碼子不一定有相應(yīng)的反密碼子。第26頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四翻譯第27頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四二、翻譯在細(xì)胞質(zhì)中，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。①mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中與核糖體結(jié)合；↓②攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入核糖體和mRNA上的密碼子進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對；↓③相鄰兩個(gè)氨基酸通過肽鍵連接；↓④核糖體移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子，使其他tRNA攜帶氨基酸能進(jìn)入其中而不斷合成多肽鏈；↓⑤重復(fù)②～④，直到核糖體讀取到mRNA的終止密碼，翻譯結(jié)束。細(xì)胞質(zhì)核糖體mRNA核孔tRNA密碼子配對氨基酸多肽終止密碼第28頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四模擬翻譯過程mRNA:AUGACUACCGGAUCUUAA第29頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四A密碼子精氨酸氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)RNAG信使RNAGGDNA雙鏈1、根據(jù)在蛋白質(zhì)生物合成中遺傳信息傳遞的規(guī)律，在下面表格數(shù)碼中填入相應(yīng)的字母：CCCAAT

C

GU

C

G第30頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四翻譯小結(jié)定義：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。原料：______________多種氨基酸場所：_____________________過程：___________________細(xì)胞質(zhì)中的核糖體起始、延伸、中止模板：__________產(chǎn)物：____________遺傳信息傳遞方向：__________________mRNA蛋白質(zhì)mRNAPro第31頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四遺傳信息（①）儲(chǔ)存于②mRNA③蛋白質(zhì)分類（④）（⑤）決定含有縮合屬于RNAmRNArRNA（⑥）氨基酸縮合轉(zhuǎn)運(yùn)DNA密碼子氨基酸轉(zhuǎn)錄翻譯tRNA體現(xiàn)性狀課堂小結(jié)第32頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四遺傳信息表達(dá)的相關(guān)計(jì)算DNARNA多肽鏈6n個(gè)堿基3n個(gè)堿基n個(gè)氨基酸轉(zhuǎn)錄翻譯由某DNA片段轉(zhuǎn)錄的mRNA中，尿嘧啶占28%，腺嘌呤占18%，則這個(gè)DNA片段中胸腺嘧啶和鳥嘌呤分別占多少？————、————23%27%第33頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四謝謝第34頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四DNA(基因)蛋白質(zhì)RNA轉(zhuǎn)錄翻譯基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程第35頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)錄、翻譯與DNA復(fù)制的比較場所模板原料產(chǎn)物遺傳信息傳遞方向DNA復(fù)制：DNADNA轉(zhuǎn)錄：DNARNA翻譯：RNAPro游離的脫氧核苷酸游離的核糖核苷酸游離的氨基酸DNAmRNA蛋白質(zhì)DNA→DNADNA→mRNA親代DNA的每一條鏈DNA的一條鏈（模板鏈）mRNA小結(jié)RNA基因蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)mRNA→Pro第36頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四課堂鞏固蛋白質(zhì)種氨基酸數(shù)目與mRNA、DNA中堿基數(shù)目的關(guān)系1、如果某蛋白質(zhì)中有n個(gè)氨基酸，則指導(dǎo)該蛋白質(zhì)合成的mRNA的堿基數(shù)目為

，控制該蛋白質(zhì)合成的DNA（基因）中的堿基數(shù)目為

。3n6n

比例是_________1∶3∶6第37頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四23、根據(jù)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程填充DNA雙鏈

G

信使RNA

轉(zhuǎn)運(yùn)RNA

氨基酸

丙氨酸（密碼GCA）CACGTGC

AC

GU第38頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四A—C—U—G—G—A—U—C—UmRNAtRNAU–G–AC–C–UA–G–A蘇氨酸——甘氨酸——絲氨酸轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)密碼子ACUGGAUCUDNAA—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—A肽鍵肽鍵第39頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四能讀懂mRNA上的信息，還需要哪些條件才能合成蛋白質(zhì)呢？場所：核糖體原料：20種氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)工具：tRNA能量：ATP第40頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四翻譯蛋白質(zhì)合成的過程如何？

第41頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四蛋白質(zhì)合成的過程如何？

第一步：經(jīng)過活化的甲硫氨酸在tRNA的運(yùn)輸下與mRNA上的起始密碼AUG配對,進(jìn)入核糖體的位點(diǎn)1（P位點(diǎn)）。第二步：按堿基互補(bǔ)配對的原則，攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2（A位點(diǎn)）第三步：位點(diǎn)1上的氨基酸（肽鏈）與位點(diǎn)2上的氨基酸通過脫水縮合形成肽鍵。第四步：核糖體向前移動(dòng)三個(gè)堿基對讀取下一個(gè)密碼子。原占據(jù)位點(diǎn)1的tRNA離開核糖體，原占據(jù)位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1，另一個(gè)攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2，繼續(xù)肽鏈的合成。第五步：當(dāng)核糖體讀到終止密碼時(shí)，肽鏈合成終止。第42頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四第43頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的比較復(fù)制轉(zhuǎn)錄場所解旋模板原料酶能量堿基配對產(chǎn)物細(xì)胞核細(xì)胞核完全解旋只解有遺傳效應(yīng)的片段DNA的兩條鏈只有DNA的一條鏈4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸DNA解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶ATPATP子代DNAmRNAG－C、C－G、T－A、A－UG－C、C－G、T－A、A－T第44頁，共47頁，2023年，2月20日，星期四1、有3個(gè)