生物：基因指導蛋白質(zhì)的合成-1ppt課件

1、第第4章章 基因的表達基因的表達電影電影 侏羅紀公園侏羅紀公園思索：電影中的科學家是怎么使已思索：電影中的科學家是怎么使已 滅絕的恐龍復活的？滅絕的恐龍復活的？利用恐龍的利用恐龍的DNA使恐龍的基因表達出使恐龍的基因表達出來來,表現(xiàn)恐龍的特性表現(xiàn)恐龍的特性,才是恐龍的復活。才是恐龍的復活。 在基因表達的時候在基因表達的時候,基因基因(DNA)就就像一張藍圖，生物體就是根據(jù)這張藍像一張藍圖，生物體就是根據(jù)這張藍圖用蛋白質(zhì)構(gòu)建起來的，因為蛋白質(zhì)圖用蛋白質(zhì)構(gòu)建起來的，因為蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者或體現(xiàn)是生命活動的主要承擔者或體現(xiàn)者），基因?qū)π誀畹目刂?，是通過控者），基因?qū)π誀畹目刂疲峭ㄟ^控制蛋

2、白質(zhì)的合成來實現(xiàn)的。制蛋白質(zhì)的合成來實現(xiàn)的。 問：基因問：基因DNA在細胞核中，而蛋白在細胞核中，而蛋白質(zhì)合成是在細胞質(zhì)的核糖體上進行的，在質(zhì)合成是在細胞質(zhì)的核糖體上進行的，在細胞核的基因如何控制在細胞質(zhì)中的蛋白細胞核的基因如何控制在細胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)的合成呢？兩者如何聯(lián)系起來的呢？質(zhì)的合成呢？兩者如何聯(lián)系起來的呢？ 推測：在推測：在DNA和蛋白質(zhì)之間，有一種中和蛋白質(zhì)之間，有一種中間物質(zhì)能夠作為傳達間物質(zhì)能夠作為傳達DNA信息的信使。信息的信使?？茖W家發(fā)現(xiàn)此物質(zhì)就是科學家發(fā)現(xiàn)此物質(zhì)就是RNA。 問：為什么問：為什么RNA適于作適于作DNA的信使呢？的信使呢？細胞中的兩種核酸的比較細胞中的兩種核

3、酸的比較DNARNA組成元素組成元素C、H、O、N、P基本單位基本單位脫氧核苷酸（脫氧核苷酸（4種）種）核糖核苷酸（核糖核苷酸（4種）種）磷酸磷酸脫氧核糖脫氧核糖A、T、C、G磷酸磷酸核糖核糖A、U、C、G結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)一般單鏈結(jié)構(gòu)，較短一般單鏈結(jié)構(gòu)，較短功功能能儲存、傳遞和表達儲存、傳遞和表達遺傳信息遺傳信息分分布布細胞核的染色體細胞核的染色體,線線粒體粒體,葉綠體葉綠體細胞質(zhì)，核糖體細胞質(zhì)，核糖體化學組成化學組成mRNA:轉(zhuǎn)錄信息轉(zhuǎn)錄信息,翻譯的模板翻譯的模板tRNA:運輸特定氨基酸運輸特定氨基酸rRNA:核糖體的組成成分核糖體的組成成分圖圖4-1核糖與脫氧核糖核

4、糖與脫氧核糖圖圖4-2 DNA與與RNA在化學組成上的區(qū)別在化學組成上的區(qū)別 圖圖4-3三種三種RNA示意圖示意圖 RNA的在細胞中有三種：的在細胞中有三種：mRNA信使信使RNA），），tRNA轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運RNA），），rRNA核糖體核糖體RNA）問：問：DNA的信息是怎么傳給的信息是怎么傳給mRNA的？的？ (1)它的分子結(jié)構(gòu)與它的分子結(jié)構(gòu)與DNA很相似很相似,也是由基本也是由基本單位單位-核苷酸連接而成核苷酸連接而成,也能儲存遺傳信息。也能儲存遺傳信息。(2)在在RNA與與DNA的關(guān)系中，也遵循的關(guān)系中，也遵循“堿基堿基互補配對原則互補配對原則”，但，但U-A。(3)RNA一般是單鏈，而且比

5、一般是單鏈，而且比DNA短，因此短，因此能夠通過核孔轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。能夠通過核孔轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。RNA適于作適于作DNA的信使的原因的信使的原因:圖圖4-4以以DNA為模板轉(zhuǎn)錄為模板轉(zhuǎn)錄RNA的圖解、動畫過程的圖解、動畫過程比較復制，轉(zhuǎn)錄過程的差異：比較復制，轉(zhuǎn)錄過程的差異：RNADNA產(chǎn)物產(chǎn)物DNA的一條鏈的一條鏈DNA的兩條鏈的兩條鏈模板模板邊解旋邊轉(zhuǎn)錄邊解旋邊轉(zhuǎn)錄半保留復制，半保留復制，邊解旋邊復制邊解旋邊復制特點特點DNAmRNADNADNA信息傳信息傳遞方向遞方向RNA聚合酶聚合酶DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶(主要酶主要酶)酶酶4種核糖核苷酸種核糖核苷酸4種脫氧核苷酸種脫

6、氧核苷酸原料原料只解有遺傳效應的片段只解有遺傳效應的片段完全解旋完全解旋解旋解旋細胞核細胞核細胞核細胞核場所場所轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄DNA復制復制問問:（1DNA的堿基與的堿基與RNA的堿基的堿基 如何互補配對？（強調(diào)如何互補配對？（強調(diào)A-U） （2轉(zhuǎn)錄與復制過程有何異同？轉(zhuǎn)錄與復制過程有何異同？轉(zhuǎn)錄小結(jié)：轉(zhuǎn)錄小結(jié)：概念：在細胞核中，以概念：在細胞核中，以DNA雙鏈中的一雙鏈中的一 條為模板，合成條為模板，合成mRNA的過程。的過程。場所：細胞核場所：細胞核 模板：模板：DNA解旋，以其中一條鏈為模板解旋，以其中一條鏈為模板 原料：原料：4種核糖核苷酸種核糖核苷酸A、U、C、G）條件：條件：ATP、酶、

7、酶RNA聚合酶）聚合酶） 產(chǎn)物：單鏈的產(chǎn)物：單鏈的mRNA信使信使RNA）信息傳遞方向：信息傳遞方向：DNA mRNA練習鞏固：練習鞏固：1.DNA分子的解旋發(fā)生在分子的解旋發(fā)生在_過程中。過程中。 A.復制復制 B.轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 C.翻譯翻譯 D.復制復制和轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄2.果蠅的遺傳物質(zhì)由果蠅的遺傳物質(zhì)由_種核苷酸組成。種核苷酸組成。 A.2 B.4 C.5 D.83.一個一個DNA分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種多少個分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種多少個mRNA 分子分子( ) A.一種一個一種一個 B.一種多個一種多個 C.多種多個多種多個 D.無數(shù)種無數(shù)個無數(shù)種無數(shù)個4.已知一段信使已知一段信使RNA上有上有12

8、個個A和和G,該信使該信使RNA上共有上共有30個堿基。那么轉(zhuǎn)錄成該信使個堿基。那么轉(zhuǎn)錄成該信使RNA的一段的一段DNA分子中應有分子中應有C和和T( ) A.12個個 B.18個個 C.24個個 D.30個個DDBCAG T AC A A A T UCAUG A UUAmRNA細胞質(zhì)細胞質(zhì)細胞核細胞核核孔核孔DNAmRNAmRNA在細胞核中合成在細胞核中合成AG T AC A A A T UCAUG A UUAmRNA細胞質(zhì)細胞質(zhì)細胞核細胞核mRNAmRNA通過核孔進入細胞質(zhì)通過核孔進入細胞質(zhì)問題情境：問題情境： 轉(zhuǎn)錄后進入細胞質(zhì)的轉(zhuǎn)錄后進入細胞質(zhì)的mRNA仍是堿基仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)

9、。那么，序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，mRNA上上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的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？種類、數(shù)量和排列順序呢？mRNA如何如何將遺傳信息翻譯成蛋白質(zhì)？將遺傳信息翻譯成蛋白質(zhì)？思索：思索：mRNA的的4種堿基如何決定種堿基如何決定20種氨基酸？種氨基酸？ 堿基與氨基酸之間的對應關(guān)系是怎樣的？堿基與氨基酸之間的對應關(guān)系是怎樣的？ 感悟科學家破譯遺傳密碼的推理過程：感悟科學家破譯遺傳密碼的推理過程： 1個堿基決定個堿基決定1個氨基酸？個氨基酸？ 2個堿基決定個堿基決定1個氨基酸？個氨基酸？ 4種種,不行！不行！16種組合方式也不能決定種組合方式

10、也不能決定20種氨基酸種氨基酸,不行！不行！提出：提出：mRNA上每上每3個相鄰的堿基決定個相鄰的堿基決定1個個氨基酸。氨基酸。64種，可行！種，可行！密碼子：密碼子：mRNA上三個相鄰的堿基稱為上三個相鄰的堿基稱為一個密碼子三聯(lián)體密碼）。一個密碼子三聯(lián)體密碼）。思考與討論：已知一段思考與討論：已知一段mRNA的堿基序列是的堿基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你，你能結(jié)合密碼子表寫出對應的氨基酸序列嗎？能結(jié)合密碼子表寫出對應的氨基酸序列嗎？ 甲硫氨酸甲硫氨酸谷氨酸谷氨酸丙氨酸丙氨酸半胱氨半胱氨酸酸脯氨酸脯氨酸絲氨酸絲氨酸賴氨酸賴氨酸脯氨酸脯氨酸分析密碼子的特點：分析密碼

11、子的特點：(1)一個密碼子決定一個特定的氨基酸；一個密碼子決定一個特定的氨基酸；(2)有的氨基酸可能有一個以上的密碼子有的氨基酸可能有一個以上的密碼子密碼的簡并，有何意義？）；密碼的簡并，有何意義？）；(3)起始密碼子、終止密碼子。起始密碼子、終止密碼子。64種密碼中：種密碼中：61個編碼控制個編碼控制20種氨基酸合成，另外種氨基酸合成，另外3個個UAG、UAA、UGA不編碼任何氨基不編碼任何氨基酸，而是合成蛋白質(zhì)的終止信號又稱終止酸，而是合成蛋白質(zhì)的終止信號又稱終止密碼。密碼。(4)幾乎所有生物都共用一套密碼子。幾乎所有生物都共用一套密碼子。 問：問： mRNA進入細胞質(zhì)后，就與蛋白質(zhì)的進入

12、細胞質(zhì)后，就與蛋白質(zhì)的“裝配機器裝配機器”核糖體結(jié)合，形成合成核糖體結(jié)合，形成合成蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線生產(chǎn)線”。那么，游離在細。那么，游離在細胞質(zhì)中的氨基酸是怎樣運送到合成蛋白胞質(zhì)中的氨基酸是怎樣運送到合成蛋白質(zhì)的質(zhì)的“生產(chǎn)線上的呢？生產(chǎn)線上的呢？圖圖4-5 tRNA的結(jié)構(gòu)示意圖的結(jié)構(gòu)示意圖 專一性：每種專一性：每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸。種氨基酸。tRNA的反密碼子與的反密碼子與mRNA上的密碼子上的密碼子互補配對?；パa配對。圖圖4-6 蛋白質(zhì)的合成示意圖蛋白質(zhì)的合成示意圖動畫展示蛋白質(zhì)的合成過程動畫展示蛋白質(zhì)的合成過程圖圖4-6中所示的正在合成的肽鏈的氨基酸中

13、所示的正在合成的肽鏈的氨基酸序列是什么序列是什么?甲硫氨酸甲硫氨酸組氨酸組氨酸色氨酸色氨酸精氨酸精氨酸半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸脯氨酸脯氨酸一個一個mRNA分子上結(jié)合多個核糖體，同時合成多條肽鏈分子上結(jié)合多個核糖體，同時合成多條肽鏈翻譯小結(jié)：翻譯小結(jié)： 概念：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，概念：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程，稱為遺傳信息的翻譯。的蛋白質(zhì)的過程，稱為遺傳信息的翻譯。 場所：細胞質(zhì)的核糖體。場所：細胞質(zhì)的核糖體。 模板：以模板：以mRNA為模板。為模板。 原料：原料：20種氨基酸由種氨基酸由tRN

14、A搬運）。搬運）。 條件：酶、條件：酶、ATP 產(chǎn)物：有一定氨基酸順序的肽鏈。產(chǎn)物：有一定氨基酸順序的肽鏈。 信息傳遞方向：信息傳遞方向：mRNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)比較復制，轉(zhuǎn)錄和翻譯三個過程的差異：比較復制，轉(zhuǎn)錄和翻譯三個過程的差異：核糖體核糖體細胞核細胞核細胞核細胞核場所場所一個一個mRNA分分子可以與多個子可以與多個核糖體結(jié)合核糖體結(jié)合邊解旋邊轉(zhuǎn)錄邊解旋邊轉(zhuǎn)錄半保留復制，邊半保留復制，邊解旋邊復制解旋邊復制特點特點mRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)DNAmRNADNADNA信息傳信息傳遞方向遞方向肽肽鏈鏈RNADNA產(chǎn)物產(chǎn)物20種氨基酸種氨基酸4種核糖核苷酸種核糖核苷酸4種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸原料原料m

15、RNADNA一條鏈一條鏈DNA雙鏈雙鏈模板模板生物生長發(fā)育過程中生物生長發(fā)育過程中細胞分裂間期細胞分裂間期時間時間翻譯翻譯轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄DNA復制復制能發(fā)生堿基配對的場所和過程能發(fā)生堿基配對的場所和過程:場所場所:過程過程:細胞核、線粒體、葉綠體、細胞核、線粒體、葉綠體、核糖體核糖體DNA復制、復制、RNA復制、轉(zhuǎn)錄、復制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯逆轉(zhuǎn)錄、翻譯歸納遺傳信息流動方向：歸納遺傳信息流動方向：思索：思索：DNA的堿基數(shù)、的堿基數(shù)、mRNA的堿基數(shù)與氨基酸的堿基數(shù)與氨基酸個數(shù)的關(guān)系如何？個數(shù)的關(guān)系如何？例：一條多肽鏈中有氨基酸例：一條多肽鏈中有氨基酸1000個，則作為合成該個，則作為合成該多肽鏈模板的信使多肽鏈模板的信使RNA和用來轉(zhuǎn)錄該信使和用來轉(zhuǎn)錄該信使RNA的基因的基因分子分別至少有堿基多少個？分子分別至少有堿基多少個？A.3000個和個和3000個個B.1000個和個和3000個個C.1000個和個和4000個個D.3000個和個和6000個個小結(jié)：小結(jié)：DNA的堿基數(shù)的堿基數(shù):mRNA的堿基數(shù)的堿基數(shù):蛋白質(zhì)的氨基酸蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)數(shù)= 6n:3n:n 6(n+1):3(n+1):nD 總結(jié)：總結(jié)： 基因的表達過程是在細胞中完成的?；虻谋磉_過程是在細胞中完成的。DNA分子、分子、RNA分子、氨