遺傳信息的表達詳解演示文稿

第節(jié)遺傳信息的表達詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)七十六頁\編于一點優(yōu)選第節(jié)遺傳信息的表達目前二頁\總數(shù)七十六頁\編于一點原核細胞的基因結構非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)上游

編碼區(qū)下游

與RNA聚合酶結合位點目前三頁\總數(shù)七十六頁\編于一點真核細胞的基因結構編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)與RNA聚合酶結合位點內含子外顯子能夠編碼蛋白質的序列叫做外顯子不能夠編碼蛋白質的序列叫做內含子，內含子能轉錄為信使RNA

編碼區(qū)上游

編碼區(qū)下游

內含子外顯子一個基因含有多個外顯子和內含子目前四頁\總數(shù)七十六頁\編于一點細胞核細胞質DNAmRNA蛋白質轉錄翻譯基因的表達基因目前五頁\總數(shù)七十六頁\編于一點為什么RNA適于作為DNA的信使？①RNA由基本單位核糖核苷酸組成，也能儲存遺傳信息。②在RNA和DNA的關系中，也遵循“堿基互補配對原則”A=U，G=C。③RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉移到細胞質中。目前六頁\總數(shù)七十六頁\編于一點（一）遺傳信息的轉錄1.場所：2.模板：3.原料：4.原則：細胞核DNA分子中的一條鏈4種核糖核苷酸堿基互補配對原則目前七頁\總數(shù)七十六頁\編于一點5.條件：6.產物：①rRNA：主要的RNA，占RNA的80%左右。②tRNA：最小，占RNA的15%左右。③mRNA：含量很少，占RNA的5%左右。分子量較大，代謝非?；钴S，是蛋白質生物合成的模板。能量（ATP），酶（RNA聚合酶）RNA（mRNA，tRNA，rRNA）目前八頁\總數(shù)七十六頁\編于一點作為模板的DNA鏈被稱為非編碼鏈，或無意義鏈。與模板鏈互補的DNA鏈被稱為編碼鏈，或有意義鏈。RNA鏈的合成目前九頁\總數(shù)七十六頁\編于一點轉錄成的RNA的堿基序列，與作為模板鏈的DNA單鏈的堿基序列有什么關系？與該DNA的另一條鏈（非模板鏈）的堿基序列有哪些異同？目前十頁\總數(shù)七十六頁\編于一點TCATGATTAAG

T

AC

AA

A

T

轉錄發(fā)生在細胞核.這是一段展開的DNA.轉錄的過程目前十一頁\總數(shù)七十六頁\編于一點AG

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AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUU只有一條鏈作為模板。轉錄的過程目前十二頁\總數(shù)七十六頁\編于一點AG

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AC

AA

A

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RNA聚合酶AGCUGACGGUUU轉錄的過程下方為一個個的RNA核苷酸。目前十三頁\總數(shù)七十六頁\編于一點AG

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AC

AA

A

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AGCGACGGUUUURNA聚合酶將RNA核苷酸連接起來，以堿基互補配對為原則。轉錄的過程目前十四頁\總數(shù)七十六頁\編于一點AG

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AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUURNA聚合酶沿著DNA移動。轉錄的過程目前十五頁\總數(shù)七十六頁\編于一點AG

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AC

AA

A

T

GCGACGGUUUUARNA聚合酶沿著DNA移動。轉錄的過程目前十六頁\總數(shù)七十六頁\編于一點AG

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AC

AA

A

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GCGACGUUGUUARNA核苷酸一個一個連接起來轉錄的過程目前十七頁\總數(shù)七十六頁\編于一點AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUGUUAURNA核苷酸一個一個連接起來轉錄的過程目前十八頁\總數(shù)七十六頁\編于一點AG

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AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUURNA核苷酸一個一個連接起來轉錄的過程目前十九頁\總數(shù)七十六頁\編于一點AG

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AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUARNA核苷酸一個一個連接起來轉錄的過程目前二十頁\總數(shù)七十六頁\編于一點AG

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AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAURNA核苷酸一個一個連接起來轉錄的過程目前二十一頁\總數(shù)七十六頁\編于一點AG

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AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCRNA核苷酸一個一個連接起來轉錄的過程目前二十二頁\總數(shù)七十六頁\編于一點AG

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AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCRNA核苷酸一個一個連接起來轉錄的過程目前二十三頁\總數(shù)七十六頁\編于一點AG

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AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA細胞質核孔轉錄的過程信使RNA（mRNA）通過核孔從細胞核中出來，到細胞質中。細胞核目前二十四頁\總數(shù)七十六頁\編于一點信使RNA（mRNA）通過核孔從細胞核中出來，到細胞質中。AG

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AC

AA

A

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UCAUGAUUAmRNA轉錄的過程細胞核細胞質目前二十五頁\總數(shù)七十六頁\編于一點TCATGTTTAAG

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AC

AA

A

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AGUACAAAUmRNA目前二十六頁\總數(shù)七十六頁\編于一點目前二十七頁\總數(shù)七十六頁\編于一點目前二十八頁\總數(shù)七十六頁\編于一點外顯子和內含子有些DNA分子中既含有編碼氨基酸的外顯子，又含有不編碼氨基酸的內含子。目前二十九頁\總數(shù)七十六頁\編于一點前體信使RNA的內含子在RNA自身的催化作用下被切除掉，外顯子連接在一起，形成信使RNA，信使RNA通過核孔，進入細胞質。前體mRNA切除內含子的過程目前三十頁\總數(shù)七十六頁\編于一點1.依賴于蛋白質的序列：利用蛋白質水解釋放的能量，把新生的RNA鏈釋放出來；2.不依賴于蛋白質的序列：由合成的RNA鏈的結構決定的，這段RNA富含G-C，且可以形成發(fā)夾結構。轉錄終止序列RNA發(fā)夾結構在發(fā)夾結構的下游，新生的RNA鏈末端有一連串的U，A-U之間的氫鍵是最不穩(wěn)定的，因此RNA鏈被釋放出來。目前三十一頁\總數(shù)七十六頁\編于一點轉錄的結果經過遺傳信息的轉錄，DNA序列上的基因信息傳遞到mRNA。mRNA通過核孔進入細胞質，指導蛋白質的合成，這樣，遺傳信息便由細胞核傳遞到細胞質。轉錄與DNA復制有什么異同處？思考目前三十二頁\總數(shù)七十六頁\編于一點轉錄DNA復制目前三十三頁\總數(shù)七十六頁\編于一點DNA的復制轉錄模板原料酶產物DNA復制與轉錄的比較以DNA的兩條母鏈為模板游離的脫氧核苷酸DNA解旋酶、DNA聚合酶2個雙鏈DNA分子以DNA的一條鏈為模板游離的核糖核苷酸DNA解旋酶、RNA聚合酶1條RNA單鏈目前三十四頁\總數(shù)七十六頁\編于一點（二）遺傳信息的翻譯目前三十五頁\總數(shù)七十六頁\編于一點1.密碼子科技探索：1.20世紀50年代，迦莫夫提出三聯(lián)體密碼學說；2.尼倫伯格和霍拉納破解了遺傳密碼。目前三十六頁\總數(shù)七十六頁\編于一點UCAUGAUUAmRNA密碼子密碼子密碼子堿基與氨基酸之間的對應關系是怎樣的？一個堿基決定一個氨基酸只能決定4種：41＝1，不行二個堿基決定一個氨基酸只能決定16種：42＝16，不行三個堿基決定一個氨基酸只能決定64種：43＝64，足足有余目前三十七頁\總數(shù)七十六頁\編于一點

密碼子UCAUGAUUAmRNA

密碼子

密碼子密碼子：遺傳學上把mRNA上決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基，叫做一個密碼子。注：密碼子（遺傳密碼）在mRNA上，而遺傳信息在DNA上，兩者不能混淆。目前三十八頁\總數(shù)七十六頁\編于一點目前三十九頁\總數(shù)七十六頁\編于一點①多個密碼子可對應一種氨基酸。②一個密碼子只和一種氨基酸相對應。④密碼子共64個，編碼氨基酸的密碼子只有61個。③起始密碼子可以編碼氨基酸，3個終止密碼子不編碼任何氨基酸。注意：目前四十頁\總數(shù)七十六頁\編于一點Ⅰ.場所：Ⅱ.模板：Ⅲ.原料：Ⅳ.條件：Ⅴ.堿基配對：Ⅵ.產物：細胞質的核糖體上mRNA20種氨基酸能量（ATP），酶，tRNA等mRNA與tRNA的堿基互補配對具有一定氨基酸順序的蛋白質（多肽）目前四十一頁\總數(shù)七十六頁\編于一點mRNA通過核孔進入細胞質后，很快便與核糖體結合起來，形成多聚核糖體。核糖體是細胞內利用氨基酸合成蛋白質的場所。多聚核糖體目前四十二頁\總數(shù)七十六頁\編于一點ACU

天冬

酰氨反密碼子AUG異亮

氨酸反密碼子

轉運RNA（tRNA）：分子結構呈三葉草形，其“葉柄”端能與一個特定的氨基酸結合，“葉片”端有三個特殊的堿基稱為“反密碼子”，能與mRNA上的“密碼子”相識別。目前四十三頁\總數(shù)七十六頁\編于一點tRNA的特點Ⅰ.一種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸。Ⅱ.一種氨基酸可以由多種tRNA轉運。Ⅲ.反密碼子的種類：61種。Ⅳ.終止密碼子沒有反密碼子。返幻燈片42回目前四十四頁\總數(shù)七十六頁\編于一點概念位置作用遺傳信息密碼子反密碼子DNA中能控制生物性狀的脫氧核苷酸排列順序

mRNA中決定一個氨基酸的相鄰的三個堿基tRNA中能識別信使RNA上相應密碼子的三個特殊的堿基控制生物性狀決定蛋白質中氨基酸的順序識別密碼子

遺傳信息、密碼子和反密碼子的比較目前四十五頁\總數(shù)七十六頁\編于一點翻譯的過程①當tRNA運載著一個氨基酸進入核糖體以后，就以mRNA為模板，按照堿基配對原則，把轉運來的氨基酸放在相應的位置上；②一個氨基酸轉運完畢以后，tRNA離開核糖體，又去轉運下一個相應的氨基酸；③被轉運來的這些氨基酸通過肽鍵一個一個連接起來，形成肽鏈；④肽鏈合成以后，從核糖體上脫離，再經過一定的折疊盤曲及修飾，最終形成一個具有一定氨基酸順序的、有一定功能的蛋白質分子。目前四十六頁\總數(shù)七十六頁\編于一點蛋白質的生物合成示意圖目前四十七頁\總數(shù)七十六頁\編于一點UCAUGAUUAmRNA細胞質翻譯的過程：目前四十八頁\總數(shù)七十六頁\編于一點UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬氨酸核糖體mRNA與核糖體結合。目前四十九頁\總數(shù)七十六頁\編于一點UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬氨酸轉運RNA上的反密碼子與信使RNA上的密碼子相結合。目前五十頁\總數(shù)七十六頁\編于一點UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬氨酸AUG異亮氨酸轉運RNA上的反密碼子與信使RNA上的密碼子相結合。目前五十一頁\總數(shù)七十六頁\編于一點UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬氨酸AUG異亮氨酸兩個相鄰的氨基酸縮合反應，形成肽鍵。肽鍵目前五十二頁\總數(shù)七十六頁\編于一點UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬氨酸AUG異亮氨酸核糖體

沿著

mRNA移動。又一個轉運RNA（tRNA）連接到密碼子上。第一個

tRNA釋放到細胞質中。目前五十三頁\總數(shù)七十六頁\編于一點UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬氨酸AUG異亮氨酸后一氨基酸通過縮合反應與前一個氨基酸連接起來。目前五十四頁\總數(shù)七十六頁\編于一點UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬氨酸AUG異亮氨酸一條肽鏈形成.目前五十五頁\總數(shù)七十六頁\編于一點UCAUGAUUAAAUACUAUG亮氨酸天門冬氨酸異亮氨酸mRNA和肽鏈被釋放到細胞質中。目前五十六頁\總數(shù)七十六頁\編于一點一個mRNA分子上結合多個核糖體，同時合成多條多肽鏈

在細胞質中，翻譯是一個快速的過程。在370C時，細菌細胞內合成肽鏈的速度約為每秒連接15個氨基酸。通常，一個mRNA分子上可以相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白質。目前五十七頁\總數(shù)七十六頁\編于一點目前五十八頁\總數(shù)七十六頁\編于一點目前五十九頁\總數(shù)七十六頁\編于一點轉錄翻譯時間場所模板原料酶能量原則特點產物生長發(fā)育過程細胞核基因的一條鏈四種核糖核苷酸RNA聚合酶等ATPA-U、T-A、G-C，C-G邊解旋邊轉錄1個信使RNA生長發(fā)育過程細胞質（核糖體）mRNA20種氨基酸特定的酶等ATPmRNA與tRNA配對A-U,G-C蛋白質轉錄、翻譯的比較多起點

目前六十頁\總數(shù)七十六頁\編于一點由遺傳信息的轉錄和翻譯過程可以看出：1.DNA分子上脫氧核糖核苷酸的排列順序決定了mRNA中核糖核苷酸的排列順序；2.mRNA中的核糖核苷酸的排列順序又決定了氨基酸的排列順序；3.氨基酸的排列順序決定了蛋白質結構和功能的特異性，從而使生物體表現(xiàn)出各種各樣的遺傳性狀。蛋白質是生命活動的主要體現(xiàn)者，也就是說，生命活動是由蛋白質來完成的，通過蛋白質的活動體現(xiàn)遺傳信息的差異。目前六十一頁\總數(shù)七十六頁\編于一點二基因表達的調控在生命活動中，基因表達是嚴格有序的，它受調節(jié)基因和其他調節(jié)因素的控制與影響。對基因表達過程的調節(jié)作用就稱為基因表達的調控。不同的生物或同一種生物細胞分化發(fā)育的不同時期，其調控機制是不同的。目前六十二頁\總數(shù)七十六頁\編于一點基因表達調控的意義：

使各種蛋白質只有在需要時才被合成，這樣就能使生物適應多變的環(huán)境，防止生命活動中的浪費現(xiàn)象和有害后果的發(fā)生，保持體內代謝過程的正常狀態(tài)。目前六十三頁\總數(shù)七十六頁\編于一點（一）原核生物基因表達的調控原核生物基因表達的調控主要發(fā)生在轉錄過程中。1961年，法國學者雅各布和莫諾的乳糖操縱子學說。通常把在一個操縱基因控制下的一群相鄰的結構基因以及啟動子和調節(jié)基因，統(tǒng)稱為操縱子。它是原核生物基因表達調控的一個功能單位。目前六十四頁\總數(shù)七十六頁\編于一點現(xiàn)象：一般情況下，大腸桿菌只能直接利用葡萄糖作為碳元素的來源，其他糖類必須被分解成葡萄糖，才能被利用。但是，當培養(yǎng)基中沒有葡萄糖而只有乳糖時，大腸桿菌便會合成半乳糖苷酶，使乳糖分解為葡萄糖和半乳糖，當培養(yǎng)基中的乳糖被分解完畢時，大腸桿菌便不能合成半乳糖苷酶。這是為什么呢？目前六十五頁\總數(shù)七十六頁\編于一點乳糖操縱子學說調節(jié)乳糖分解代謝的根本原因是大腸桿菌的DNA上存在著乳糖操縱子。乳糖操縱子1個操縱基因（O）1個啟動子（P）1個調節(jié)基因（I）3個結構基因LacZ（編碼半乳糖苷酶）LacY（編碼半乳糖苷透過酶）LacA（編碼半乳糖苷轉乙酰酶）培養(yǎng)基中乳糖的存在與否，直接影響3個結構基因的表達。目前六十六頁\總數(shù)七十六頁\編于一點1.培養(yǎng)基中沒有乳糖調節(jié)基因的產物調節(jié)蛋白會與操縱基因結合，從而阻礙RNA聚合酶與啟動子的結合，使3個結構基因無法轉錄，也就不能合成分解乳糖的半乳糖苷酶。目前六十七頁\總數(shù)七十六頁\編于一點2.培養(yǎng)基中只有乳糖乳糖可與調節(jié)基因的產物調節(jié)蛋白結合，使調節(jié)蛋白不能與操縱基因結合，從而使RNA聚合酶順利地與啟動子結合，促進3個結構基因的轉錄，也就促進了半乳糖苷酶的合成，使乳糖被分解為葡萄糖和半乳糖，供給大腸桿菌生長的需要。目前六十八頁\總數(shù)七十六頁\編于一點乳糖分解代謝基因表達調控模式圖目前六十九頁\總數(shù)七十六頁\編于一點（二）真核生物基因表達的調控在胚胎時期，基因表達的數(shù)量最多。但在以后的生長發(fā)育過程中，有些基因表達增強，有些基因表達減弱或被抑制。例：在植物的營養(yǎng)生長階段，主要是與根、莖和葉發(fā)育相關的基因表達；在生殖生長階段，主要是與花、果實和種子發(fā)育相關的基因逐漸得到表達。番茄的營養(yǎng)生長番茄的生殖生長目前七十頁\總數(shù)七十六頁\編于一點基因表達的調控是生物體生存必不可少的。尤其是當周圍的營養(yǎng)、溫度、濕度及pH等條件發(fā)生變化時，生物體就要在調節(jié)因素的作用下，調整自身的基因表達，產生相應功能的蛋白質，通過改變生物體自身的代謝得以適應環(huán)境。目前七十一頁\總數(shù)七十六頁\編于一點三中心法則中心法則是由克里克在1957年提出來的，指出了生物遺傳信息的主要流動方向。內容：遺傳信息可以由DNA流向DNA，完成DNA的自我復制；也可以由DNA流行RNA，完成遺傳信息的轉錄；然后由RNA流向蛋白質，完成遺傳信息的翻譯過程。遺