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1、基因指导蛋白质的合成讲课第1页，本讲稿共60页DNADNA分子是怎样控制遗传性状的？分子是怎样控制遗传性状的？现代遗传学认为：现代遗传学认为：生物的性状是由生物的性状是由 控制的控制的性状是由性状是由 物质体现的物质体现的基因基因蛋白质蛋白质DNA（基因）（基因）蛋白质（性状）蛋白质（性状）？第2页，本讲稿共60页 从恐龙化石中提取出恐龙从恐龙化石中提取出恐龙 DNA DNA，真的可以使恐龙复活吗？真的可以使恐龙复活吗？电电影影侏侏罗罗纪纪公公园园中中恐恐龙龙复复活活的的场场景景第3页，本讲稿共60页 科学家利用凝结在科学家利用凝结在琥珀琥珀中的史前中的史前蚊子体内的恐龙血液蚊子体内的恐龙血液
2、提取出恐龙的提取出恐龙的遗传基因遗传基因，加以修补和培育繁殖，加以修补和培育繁殖，竟然将已绝迹竟然将已绝迹65006500万年的史前庞万年的史前庞然大物复生。然大物复生。恐龙的复活恐龙的复活 利用已灭绝的生物的遗传基因，利用已灭绝的生物的遗传基因，能够使灭绝的生物复活能够使灭绝的生物复活,这这反映了反映了一个什么生物学原理？一个什么生物学原理？第4页，本讲稿共60页基因基因肤色肤色眼皮单双眼皮单双血型血型基因基因有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段控制生物性状控制生物性状在染色体上呈在染色体上呈线性排列线性排列第5页，本讲稿共60页DNA基因基因无遗传效应的片段无遗传效应的片段间隔片段间隔片
3、段(不能控制性状不能控制性状)遗传信息遗传信息4种种碱碱基基的的排排列列顺顺序序判断正误：判断正误：1.有遗传信息的有遗传信息的DNA片段一定有遗传效应片段一定有遗传效应()2.有遗传效应的有遗传效应的DNA片段一定有遗传信息片段一定有遗传信息()A T C G G A C C A GT A G C C T G G T C遗传信息遗传信息基因基因(有遗传效应有遗传效应)(能控制性状能控制性状)有遗传效应的片段有遗传效应的片段第6页，本讲稿共60页基因：有遗传效应的基因：有遗传效应的DNA片段片段基因间区：没有遗传效应的片段基因间区：没有遗传效应的片段第7页，本讲稿共60页基因基因控制生物控制生
4、物性状性状指导合成蛋白质蛋白质体现者体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？第8页，本讲稿共60页1.DNA主要存在哪里？主要存在哪里？2.2.蛋白质在哪里合成？蛋白质在哪里合成？DNA主要在细胞核蛋白质的合成蛋白质的合成在细胞质进行指导指导通过RNA问题：为什么问题：为什么RNA适于作适于作DNA的信使？的信使？细胞核中的细胞核中的DNADNA如何指导细胞质中的蛋白质的合成如何指导细胞质中的蛋白质的合成第9页，本讲稿共60页vRNA是由基本单位是由基本单位核糖核苷酸连接而成，能储存遗传核糖核苷酸连接而成，能储存遗传
5、密码。密码。vRNA一般为一般为单链单链，比，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。移到细胞质中。vRNA与与DNA的关系中，也遵循的关系中，也遵循“碱基互补配对原则碱基互补配对原则”。因此以。因此以RNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。为什么为什么mRNA适于作适于作DNA的信使？的信使？因为它是遗传信息的传递者，所以叫做信使因为它是遗传信息的传递者，所以叫做信使RNA。它是它是DNA的信使。的信使。mRNA为什么叫做信使为什么叫做信使RNA？它是谁的信使？它是谁的信使？第10页，本讲稿共60页比较项目比较项目DNADN
6、ARNARNA基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基结构结构主要存在部位主要存在部位DNA,RNA DNA,RNA 的主要区别的主要区别脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖A T C GA T C GA U C GA U C G多为双链结构多为双链结构多为单链结构多为单链结构细胞核细胞核细胞质细胞质为什么为什么RNARNA适合做适合做DNADNA的信使呢？的信使呢？RNARNA一般是一般是_链，而且比链，而且比 DNA DNA 短，因此能够通过短，因此能够通过_，从，从_转移到转移到_中。中。单单核孔核孔细胞核细胞核细胞质细胞质第11页，本讲稿共60页RNAR
7、NA的种类的种类信使信使 RNA(mRNA)RNA(mRNA)核糖体核糖体 RNA(rRNA)RNA(rRNA)转运转运 RNA(tRNA)RNA(tRNA)三叶草形三叶草形有臂有臂一端可携带氨基酸一端可携带氨基酸有环有环另一端有三个碱基另一端有三个碱基第12页，本讲稿共60页tRNAmRNA（2）RNA的种类和功能的种类和功能mRNAmRNA（信使）（信使）tRNAtRNA（转运）（转运）：转录遗传信息，翻译的模板：转录遗传信息，翻译的模板 ：蛋白质合成中运输氨基酸：蛋白质合成中运输氨基酸rRNA:核糖体核糖体RNA第13页，本讲稿共60页 为什么为什么RNA适于作适于作DNA的的信使？信使
8、？RNA与与DNA结构相似。结构相似。RNA是单链、比是单链、比DNA短，能够通过核孔。短，能够通过核孔。第14页，本讲稿共60页ACGTG T TT ADNA的平面结构图TG C AC A A A T 不需要不需要解旋酶解旋酶但需要但需要RNARNA聚聚合酶合酶第15页，本讲稿共60页AGCAGACGGUUUDNA游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸RNA 聚合酶TG C AC A A A T 1、DNA解旋，碱基暴露解旋，碱基暴露第16页，本讲稿共60页TG C AC A A A T AGCGACGGUUA2 2、游离的核糖核苷酸与、游离的核糖核苷酸与DNADNA随机碰撞，氢键结合随机碰撞，氢
9、键结合第17页，本讲稿共60页TG C AC A A A T AGCGACGGUUA U第18页，本讲稿共60页TG C AC A A A T AGCGACGGUUA U3 3、连接成、连接成mRNAmRNA。第19页，本讲稿共60页TG C AC A A A T GCGACGGUUA UG第20页，本讲稿共60页TG C AC A A A T GCGACGUUGA UG第21页，本讲稿共60页TG C AC A A A T GCGACGUGA UGU第22页，本讲稿共60页TG C AC A A A T GCGACGUGA UGU第23页，本讲稿共60页TG C AC A A A T GCG
10、ACGGA UGU U第24页，本讲稿共60页TG C AC A A A T GCGACGGA UGU UA第25页，本讲稿共60页TG C AC A A A T GCGCGGA UGU UA U第26页，本讲稿共60页TG C AC A A A T GGCGGA UGU UA U C第27页，本讲稿共60页RNA 聚合酶TG C AC A A A T GGCGGA UGU UA U C形成形成 mRNA mRNA 链，链，DNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上mRNADNA第28页，本讲稿共60页TG C AC A A A T 细胞质细胞质 细胞核细胞核 核
11、孔核孔DNADNAACGUG U UUAmRNAmRNAACGTGTT AT4 4、mRNAmRNA释放，释放，DNADNA双链恢复双链恢复ACGUG U UUAmRNAmRNA第29页，本讲稿共60页转录转录在在_内，以内，以DNADNA的的_为为_，按按照照_的原则合成的原则合成_的过程。的过程。细胞核细胞核一条链一条链模板模板碱基互补配对碱基互补配对RNARNA第30页，本讲稿共60页（1 1）DNADNA的两条链都能转录吗？的两条链都能转录吗？（2 2）DNADNA链完全解开吗？链完全解开吗？（3 3）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊 情况
12、？情况？AUAU、TATA、GCGC、CGCGAAT TT TC CA AG GA AT TGGTTA AA AG GT TC CT TA ACCDNADNAa a链链b b链链AAU UU UC CA AG GA AU UGG假设以假设以b b链为模板，则转录出的链为模板，则转录出的RNARNA碱基排列为碱基排列为P P6565思考与讨论思考与讨论第31页，本讲稿共60页思考：转录与思考：转录与DNA复制的异同点复制的异同点v相同点相同点：都需要模板、酶、能量等；都需要模板、酶、能量等；都遵循碱基互补配对原则都遵循碱基互补配对原则意义：碱基互补配对规律能够保证遗传信息意义：碱基互补配对规律能
13、够保证遗传信息传递的准确性。传递的准确性。不同点不同点：第32页，本讲稿共60页 复制复制转录转录场所场所模板模板原料原料酶酶互补配互补配对对产物产物细胞核细胞核细胞核细胞核 四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸DNA的两条链的两条链DNADNA中的一条链中的一条链两个双链两个双链DNA分子分子单链单链RNARNAA TA UA U不同不同点点：解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶RNARNA聚合酶聚合酶第33页，本讲稿共60页在细胞质中在细胞质中,以以mRNAmRNA为模板为模板,合成具有一定合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。氨基酸顺序的蛋白质的过程。（二）翻译（二）翻
14、译思考：思考：组成蛋白质的氨基酸：组成蛋白质的氨基酸：信使信使RNARNA的碱基：的碱基：4 4种碱基如何决定蛋白质的种碱基如何决定蛋白质的2020种氨基酸呢？种氨基酸呢？2020种种4 4种种如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，即种，即 如果如果3 3个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就可决定个氨基酸就可决定_种，即种，即 如果如果2 2个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，即种，即4 416166464第34页，本讲稿共60页实验验证：实验验证：19611961年英国的克里克和同事用实验证明一个年英国的克里克和同事
15、用实验证明一个氨基酸是由氨基酸是由m mRNARNA的的3 3个碱基决定，即个碱基决定，即三联体密码子三联体密码子信使信使RNARNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基密码子密码子:决定氨基酸的密码子共有多少种？决定氨基酸的密码子共有多少种？氨基酸有多少种氨基酸有多少种?UCAUG A UUAmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子第35页，本讲稿共60页有的氨基酸只有一有的氨基酸只有一个密码子个密码子有的氨基酸有多个有的氨基酸有多个密码子，叫密码的简密码子，叫密码的简并并有有2个起始密码子个起始密码子 AUG GUG有有3个终止密码子个终止密码子(
16、不决定氨基酸不决定氨基酸)所有的生物共用所有的生物共用一套密码子一套密码子能决定氨基酸的密能决定氨基酸的密码子有码子有61种种第36页，本讲稿共60页密码子与反密码子密码子与反密码子A A U亮氨酸亮氨酸AC U天冬氨酸天冬氨酸一种一种tRNAtRNA只能携带一种氨基酸只能携带一种氨基酸?一种氨基酸只能由一种一种氨基酸只能由一种tRNAtRNA携带携带?AUG异亮氨酸异亮氨酸第37页，本讲稿共60页A A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门天门冬酰氨冬酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 tRNAtRNA的一端运载着氨基酸的一端运载着氨基酸tRNA“搬运工搬运工”第38页，本讲稿共60页UCAUG A U
17、UAmRNA细胞质细胞质第39页，本讲稿共60页UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸核糖体核糖体第40页，本讲稿共60页UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸第41页，本讲稿共60页UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸第42页，本讲稿共60页UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸肽键肽键第43页，本讲稿共60页UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸第44页，
18、本讲稿共60页UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸肽键肽键第45页，本讲稿共60页UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸第46页，本讲稿共60页UCAUG A UUAA A UAC UAUG亮氨酸亮氨酸天门冬天门冬氨酸氨酸异亮氨酸异亮氨酸第47页，本讲稿共60页翻翻 译译第48页，本讲稿共60页翻译是一个很快速、高效的过程翻译是一个很快速、高效的过程正在合成的多肽链正在合成的多肽链mRNA核糖体核糖体第49页，本讲稿共60页翻译小结翻译小结定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以定义：
19、游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNAmRNA为模板合为模板合 成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。原料：原料：_多种氨基酸多种氨基酸场所：场所：_过程：过程：_细胞质中的核糖体细胞质中的核糖体起始、延伸、中止起始、延伸、中止模板：模板：_产物：产物：_遗传信息传递方向：遗传信息传递方向：_mRNAmRNA蛋白质蛋白质mRNAmRNAProPro第50页，本讲稿共60页遗传信息的遗传信息的转录与翻译转录与翻译的比较的比较转录转录翻译翻译场所场所原料原料配对配对解旋解旋产物产物细胞核细胞核细胞质细胞质4种核糖核苷酸种核糖核苷酸氨基酸氨基酸DNAmRNAAU、T
20、A、CGmRNAtRNAAU、CG有有无无RNA多肽（还需加工）多肽（还需加工）第51页，本讲稿共60页DNA(DNA(基因基因)蛋白质蛋白质RNARNA转录转录翻译翻译基基因因指指导导蛋蛋白白质质合合成成的的过过程程第52页，本讲稿共60页转录、翻译与转录、翻译与DNADNA复制的比较复制的比较场所场所模板模板原料原料产物产物遗传信息传遗传信息传递方向递方向DNADNA复制：复制：DNA DNADNA DNA转录：转录：DNA RNADNA RNA翻译：翻译：RNA ProRNA Pro游离的脱游离的脱氧核苷酸氧核苷酸游离的核游离的核糖核苷酸糖核苷酸游离的游离的 氨氨基酸基酸DNADNAmR
21、NAmRNA蛋白质蛋白质DNADNADNADNADNAmRNADNAmRNA亲代亲代DNADNA的的 每每一条链一条链DNADNA的一条链的一条链（模板链）（模板链）mRNAmRNA小结小结RNARNA基因基因蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译细胞核细胞核细胞质细胞质细胞核细胞核细胞核细胞核细胞质细胞质mRNAPromRNAPro第53页，本讲稿共60页ACUGGAUC UACUGGAUC UmRNAmRNAtRNAtRNAU U G G A CA C C C U AU A G G A A苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸 转转录录翻翻译译蛋白质蛋白质密码子密码子ACU GGA UCUACU GG
22、A UCUDNADNAACTGGATC TACTGGATC TTGACCTAGATGACCTAGA肽键肽键 肽键肽键第54页，本讲稿共60页课堂巩固课堂巩固蛋白质种氨基酸数目与蛋白质种氨基酸数目与mRNAmRNA、DNADNA中碱基数目的关系中碱基数目的关系1 1、如果某蛋白质中有、如果某蛋白质中有n n个氨基酸，则指导该蛋个氨基酸，则指导该蛋白质合成的白质合成的mRNAmRNA的碱基数目为的碱基数目为 ，控制该，控制该蛋白质合成的蛋白质合成的DNADNA（基因）中的碱基数目为（基因）中的碱基数目为 。3n3n6n6n 比例是比例是_136136第55页，本讲稿共60页2 2、一条多肽链上有氨
23、基酸、一条多肽链上有氨基酸300300个，则作为合成该多肽链个，则作为合成该多肽链 模板的信使模板的信使RNARNA分子和转录信使分子和转录信使RNARNA的的DNADNA分子至少要分子至少要 有碱基多少个？有碱基多少个？A.300A.300；600 B.900600 B.900；18001800 C.900 C.900；900 D.600900 D.600；9009003 3、某生物基因单链的一段是、某生物基因单链的一段是GCAGACAAGCAGACAAA A 若以此链为模板，经转录翻译形成的多肽链上所对若以此链为模板，经转录翻译形成的多肽链上所对应的氨基酸顺序是应的氨基酸顺序是 苯丙氨酸苯
24、丙氨酸UUUUUU；天冬氨酸天冬氨酸GACGAC；亮氨酸亮氨酸CUGCUG；赖氨酸赖氨酸AAAAAA；精氨酸精氨酸CGUCGU；丙氨酸丙氨酸GCAGCA A.B.A.B.C.D.C.D.第56页，本讲稿共60页4 4、DNADNA复制，转录和翻译后所形成的产物分别是复制，转录和翻译后所形成的产物分别是 A ADNADNA，RNARNA，蛋白质，蛋白质 B BDNADNA，RNARNA和氨基酸和氨基酸 C CRNARNA，DNADNA和核糖和核糖 D DRNARNA，DNADNA和蛋白质和蛋白质5 5、已知、已知tRNAtRNA一端的三个碱基是一端的三个碱基是CUACUA，则此，则此tRNAtR
25、NA运载的氨运载的氨 基酸是基酸是 A A亮氨酸亮氨酸 B B天冬氨酸天冬氨酸C C丙氨酸丙氨酸 D D缬氨酸缬氨酸6 6、在胰蛋白质酶合成过程中，决定它性质的根本因素是、在胰蛋白质酶合成过程中，决定它性质的根本因素是 A AmRNAmRNA B BtRNAtRNA C CDNADNA D D核糖体核糖体第57页，本讲稿共60页7 7、设控制某含、设控制某含a a条肽链的蛋白质合成的基因含条肽链的蛋白质合成的基因含X X个碱基个碱基 对，氨基酸的平均分子量为对，氨基酸的平均分子量为Y Y，则该蛋白质的分子量，则该蛋白质的分子量 约为约为 A.B.A.B.C.D.C.D.8 8、翻译的过程不可能发生在、翻译的过程不可能发生在 A.A.神经细胞神经细胞 B.B.肝细胞肝细胞 C.C.成熟的红细胞成熟的红细胞 D.D.脂肪细胞脂肪细胞第58页，本讲稿共60页9 9、根据转录和翻译过程填充、根据转录和翻译过程填充 DNA DNA双链双链 G G 信使信使RNARNA 转运转运RNARNA 氨基酸氨基酸 丙氨酸（密码丙氨酸（密码 GCA GCA）C C A A C C G G T T G G C C A A C C G G U U第59页，本讲稿共60页第60页，本讲稿共60页