生物基因指導蛋白質(zhì)的合成

關(guān)于生物基因指導蛋白質(zhì)的合成第1頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月電影《侏羅紀公園》中，科學家是怎么使已滅絕的恐龍復活的？第2頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月科學家利用凝結(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，加以修補和培育繁殖，竟然將已絕跡6500萬年的史前龐然大物復生問題一：在現(xiàn)實生活中，我們能不能像電影《侏羅紀公園》中描述的那樣，利用恐龍的DNA，使恐龍復活呢？問題二：如果能利用恐龍的DNA使恐龍復活，你認為主要要解決什么問題？

第3頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第四章基因的表達蛋白質(zhì)是生命活動的______者和_____者性狀的形成離不開________(特別是酶)的作用______控制生物體的性狀基因_________蛋白質(zhì)_______來_____性狀！體現(xiàn)承擔蛋白質(zhì)基因通過指導的合成控制第4頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月基因指導合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)者基因指導蛋白質(zhì)合成的過程，叫基因的表達。問題：基因是怎樣指導蛋白質(zhì)的合成呢？控制生物性狀第5頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月基因指導蛋白質(zhì)的合成主要在細胞核在細胞質(zhì)（核糖體）進行DNA主要在細胞核中，而蛋白質(zhì)合成是在細胞質(zhì)中進行的，兩者如何聯(lián)系起來的呢？問題1：基因是怎樣指導蛋白質(zhì)的合成呢？第6頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月小資料：1955年有人曾用洋蔥根尖和變形蟲進行實驗，如果加入RNA酶分解細胞中的RNA，蛋白質(zhì)合成就停止，而如果再加進從酵母中提取出來的RNA，則又可重新合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。同年，拉斯特（LasterGold）等人將變形蟲用同位素標記的尿嘧啶核苷培養(yǎng)液來培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)標記的RNA分子首先在細胞核中合成。討論：（1）DNA與RNA有哪些不同點？（2）為什么RNA適于作DNA的信使？（3）RNA有哪些種類?第7頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月比較項目DNARNA基本單位五碳糖含氮堿基結(jié)構(gòu)主要存在部位脫氧核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖核糖ATCGAUCG多為雙鏈結(jié)構(gòu)多為單鏈結(jié)構(gòu)細胞核細胞質(zhì)比較RNA與DNA結(jié)構(gòu)的不同第8頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月★

RNA一般是單鏈，比DNA短，能通過核孔，從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中?！颮NA也是由核苷酸連接而成，也能儲存遺傳信息。？RNA為什么適合作DNA的信使？★RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循堿基互補配對原則。（A與U配對，G與C配對）第9頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月三種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RNA：

轉(zhuǎn)運氨基酸的工具。將DNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄下來，以遺傳密碼的形式傳遞至細胞質(zhì)的核糖體上，成為蛋白質(zhì)合成的模板。（一種轉(zhuǎn)運RNA只能識別和轉(zhuǎn)運一種氨基酸。第10頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月問題2：DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？（1）DNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？（2）DNA鏈完全解開嗎？（3）在轉(zhuǎn)錄過程中堿基互補配對原則有什么特殊情況？（4）轉(zhuǎn)錄的步驟有哪些?需要哪些條件？A-U

T-AC-GG-C第11頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)轉(zhuǎn)錄在_______內(nèi)，以DNA的______為______，按照____________的原則合成_____的過程。細胞核一條鏈模板堿基互補配對RNA第12頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月TCATGTTTAAG

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DNA的平面結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)錄的過程第13頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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AGCUGACGGUUU游離的核糖核苷酸第14頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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AGCUGACGGUUU

DNA與RNA的堿基互補配對：G—C；C—G；

T—A；A—URNA聚合酶第15頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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AGCGACGGUUUU第16頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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AGCGACGGUUUU第17頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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GCGACGGUUUUA第18頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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GCGACGUUGUUA第19頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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GCGACGUGUUAU第20頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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GCGACGGUUAUU第21頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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GCGACGGUUAUUA第22頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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GCGCGGUUAUUAU第23頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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GGCGGUUAUUAUC第24頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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GGCGGUUAUUAUC第25頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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GGCGGUUAUUAUC形成的mRNA鏈，DNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上RNADNA第26頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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UCAUGuUUAmRNA

核孔DNAmRNA在細胞核中合成第27頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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UCAUGUUUAmRNA

細胞質(zhì)

細胞核mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)第28頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）轉(zhuǎn)錄的定義：（2）轉(zhuǎn)錄的場所：（3）轉(zhuǎn)錄的模板：（4）轉(zhuǎn)錄的原料：（5）轉(zhuǎn)錄的條件：（6）轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物：（7）轉(zhuǎn)錄時的堿基配對：（8）遺傳信息流動：在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過程。主要在細胞核。DNA分子的一條鏈。四種核糖核苷酸。ATP（能量）、RNA聚合酶。G－C、C－G、T－A、A－U轉(zhuǎn)錄小結(jié)：DNA

mRNAmRNA。P64思考與討論1寫出以下DNA分子轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物。模板鏈：AACGATTTGCTA練一練mRNA：UUGCUA轉(zhuǎn)錄P64思考與討論2第29頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)錄與DNA分子復制的區(qū)別復制轉(zhuǎn)錄時間場所原料模板條件配對原則特點產(chǎn)物意義有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期生長發(fā)育過程主要在細胞核，少部分在線粒體和葉綠體邊解旋邊復制，半保留邊解旋邊轉(zhuǎn)錄兩個雙鏈DNA分子一條單鏈mRNA復制遺傳信息，使遺傳信息從親代傳給子代傳遞遺傳信息，為翻譯做準備四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸DNA的兩條鏈DNA中的一條鏈模板、原料、ATP、酶A-UT-AC-GG-CA-TG-CT-AC-G第30頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)中，開始它新的歷程——翻譯。問題3：轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？第31頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）遺傳信息的翻譯

遺傳學上把以信使RNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程叫做翻譯。

堿基與氨基酸之間的對應關(guān)系？

RNA四種堿基蛋白質(zhì)20種氨基酸？第32頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月如果1個堿基決定1個氨基酸，4種堿基能決定多少種氨基酸？如果2個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基，才足以組合出構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸？4種堿基只能決定4種氨基酸，41=4。二個堿基編碼一個氨基酸最多只能編碼16種，42=16。三個堿基決定一個氨基酸只能決定64種，43=64，足夠有余。堿基與氨基酸之間的對應關(guān)系思考與討論第33頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗驗證：1961年英國的克里克和同事用實驗證明一個氨基酸是由mRNA的3個堿基決定，即三聯(lián)體密碼子信使RNA上決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基密碼子:UCAUGAUUAmRNA密碼子密碼子密碼子第34頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月1、密碼子共有多少種？2、決定氨基酸的密碼子共有多少種？43=645、利用P65密碼子表，查下列密碼子對應的氨基酸。UCCCAAGCA3、起始密碼子有：AUGGUG控制翻譯開始。4、終止密碼子是：UAAGAGUGA控制翻譯結(jié)束。結(jié)合課本P65表4-1，思考下列問題：6、利用P65密碼子表，查下列氨基酸對應的密碼子。61種7、地球上幾乎所有的生物體都共用上述密碼子表。這一事實，你能想到什么？甲硫氨酸

丙氨酸亮氨酸8、P65思考與討論1第35頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月P65思考與討論1已知一段mRNA的堿基序列是:

AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG你能寫出對應的氨基酸序列嗎？甲硫氨酸-谷氨酸-丙氨酸-半胱氨酸-脯氨酸-絲氨酸-賴氨酸-脯氨酸AUGGAAGCAUGCCCGAGCAAGCCG如果該基因在轉(zhuǎn)錄時發(fā)生錯誤，mRNA變成如下序列,翻譯出的氨基酸序列會變嗎？這種改變給你什么啟示？AUGGAAGCAUGACCGAGCAAGCCG第36頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月密碼子與反密碼子AAU異亮氨酸AGU酪氨酸一種tRNA只能攜帶一種氨基酸嗎?一種氨基酸只能由一種tRNA攜帶嗎?AUG亮氨酸問題三：氨基酸是怎樣運送到核糖體上的呢？第37頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月密碼子與反密碼子AUG亮氨酸反密碼子UAUGCUUAmRNA密碼子1、密碼子在mRNA上，反密碼子在tRNA上；tRNA2、密碼子與反密碼子堿基互補配對；UAUGCUUAmRNAAUG亮氨酸t(yī)RNA第38頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月翻譯蛋白質(zhì)合成的過程如何？

第39頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月AAGUGAAAGmRNA細胞質(zhì)中的mRNA問題：翻譯的步驟是怎樣的？AG

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UCAUGUUUA第40頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月CUU谷氨酸

核糖體AG

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UCAUGUUUAUUC谷氨酸AAGUGAAAGmRNACAU甲硫氨酸mRNA與核糖體結(jié)合第41頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月AAGUGAAAGmRNA脫水縮合UUC谷氨酸CAU甲硫氨酸CUU谷氨酸AG

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UCAUGUUUA第42頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第43頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月翻譯小結(jié)定義：游離在細胞質(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：______________20種游離氨基酸場所：_____________________過程：___________________細胞質(zhì)中的核糖體起始、延伸、終止模板：__________產(chǎn)物：____________遺傳信息傳遞方向：__________________mRNA蛋白質(zhì)mRNA蛋白質(zhì)條件：___________________多種酶、ATP堿基配對：___________

_A-UU-AC-GG-C第44頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)合成的過程如何？

第一步：經(jīng)過活化的甲硫氨酸在tRNA的運輸下與mRNA上的起始密碼AUG配對,進入核糖體的位點1（P位點）。第二步：按堿基互補配對的原則，攜帶氨基酸的tRNA進入位點2（A位點）第三步：位點1上的氨基酸（肽鏈）與位點2上的氨基酸通過脫水縮合形成肽鍵。第四步：核糖體向前移動三個堿基對讀取下一個密碼子。原占據(jù)位點1的tRNA離開核糖體，原占據(jù)位點2的tRNA進入位點1，另一個攜帶氨基酸的tRNA進入位點2，繼續(xù)肽鏈的合成。第五步：當核糖體讀到終止密碼時，肽鏈合成終止。第45頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第46頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月階段項目轉(zhuǎn)錄（有解旋）翻譯（無解旋）定義場所模板遺傳信息傳遞的方向原料產(chǎn)物實質(zhì)在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過程。以信使RNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程細胞核細胞質(zhì)的核糖體DNA的一條鏈信使RNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)含A、U、C、G的4種核糖核苷酸合成蛋白質(zhì)的20種氨基酸信使RNA有一定氨基酸排列順序的多肽，進一步加工為蛋白質(zhì)是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是遺傳信息的表達轉(zhuǎn)錄與翻譯的區(qū)別第47頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較比較項目復制

轉(zhuǎn)錄

翻譯場所

模板酶能量

原料產(chǎn)物子代DNAmRNA

多肽鏈堿基配對A-TT-AG-CC-GA-UT-AG-CC-GA-UU-AG-CC-G

細胞核細胞核細胞質(zhì)DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA解旋酶，DNA聚合酶等RNA聚合酶等多種酶ATPATPATP4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸氨基酸第48頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月DNA的堿基數(shù)：mRNA的堿基數(shù)：密碼子：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)＝6n:3n:n:n。（6:3:1:1）思考：DNA的堿基數(shù)、mRNA的堿基數(shù)、蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)三者之間有何數(shù)量關(guān)系？說明：因為基因中存在又終止密碼子等片段，實際上基因（DNA）上所含有的堿基數(shù)要大于6n,或氨基酸數(shù)目小于n。因此一般題目中帶有“至少”或“最多”字樣。DNA3n3n轉(zhuǎn)錄翻譯3n信使RNAn蛋白質(zhì)中的氨基酸第49頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月練習：某一多肽鏈共有100個氨基酸，則控制合成該肽鏈的基因中的堿基數(shù)至少有A、600B、300C、297D、594基因堿基：信使RNA堿基：氨基酸數(shù)目===（雙鏈）（單鏈）

6：3：1第50頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)：基因指導蛋白質(zhì)的合成1、RNA和DNA的區(qū)別一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄2、為什么RNA適于作為DNA的信使？二、遺傳信息的翻譯3、RNA的種類4、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程。2、遺傳密碼1、翻譯的定義3、反密碼子4