從基因到蛋白質(zhì)

1、從基因到蛋白質(zhì)第1頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日 思考：為什么子女長(zhǎng)的像自己的父母？是因?yàn)樽哟@得了親代復(fù)制的一份DNA的緣故第2頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日 DNA的基本功能1、通過(guò)復(fù)制，在后代的傳種接代中傳遞遺傳信息2、在后代的個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，使遺傳信息得以表達(dá)現(xiàn)代遺傳學(xué)認(rèn)為：生物的性狀是有基因控制的第3頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日一.基因的概念基因：是決定生物性狀的遺傳物質(zhì)的基本單位，是有遺傳效應(yīng)的DNA片段每個(gè)基因有特定的脫氧核苷酸排列順序，它代表著遺傳信息?；颉⑷旧w、 DNA 三者有什么關(guān)系呢？第4

2、頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日功能上：控制生物性狀的遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能的基本單位。本質(zhì)上（與DNA的關(guān)系）：具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。 位置上（與染色體的關(guān)系）：在染色體上呈直線排列。第5頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日基因有遺傳效應(yīng)的DNA片段控制生物的性狀?在染色體上果蠅某一條染色體上的幾個(gè)基因第6頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日基因 控制生物 性狀 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(guò)程，叫基因的表達(dá)。？基因是怎樣指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成呢？第7頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日1.DNA主要存

3、在于哪里？2.蛋白質(zhì)在哪里合成？DNA主要在細(xì)胞核蛋白質(zhì)的合成在細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行指導(dǎo)通過(guò)RNA問(wèn)題：為什么RNA適于作DNA的信使呢？第8頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日（一）RNA 與DNA結(jié)構(gòu)的比較：DNARNA結(jié)構(gòu)組成基本單位堿基嘌呤嘧啶五碳糖無(wú)機(jī)酸規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)脫氧核苷酸腺(A)、鳥(niǎo)(G)嘌呤胞(C)、胸腺(T)嘧啶脫氧核糖磷酸單鏈結(jié)構(gòu)核糖核苷酸核糖磷酸腺(A)、鳥(niǎo)(G)嘌呤胞(C)、尿(U)嘧啶問(wèn)題：RNA為什么適合作為信使？第9頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日（二）RNA的種類(lèi)： 信使RNA（mRNA） 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）核糖體RNA

4、（rRNA）由DNA轉(zhuǎn)錄來(lái)的，有遺傳密碼。運(yùn)載特定的氨基酸，有反密碼子。參與核糖體的構(gòu)成。第10頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日構(gòu)成人體的核酸有兩種，構(gòu)成人體核酸的基本單位核苷酸有（）A.2種B.4種C.5種D.8種D問(wèn)題：DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？第11頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日轉(zhuǎn)錄：在細(xì)胞核內(nèi)，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則合成RNA的過(guò)程。基因控制蛋白質(zhì)的合成第12頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日TCATGATT AAG T AC AA A T DNA的平面結(jié)構(gòu)圖第13頁(yè)，共61頁(yè)

5、，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日AG T AC AA A T AGCUGACGGUUUDNA游離的核糖核苷酸以DNA的一條鏈為模板合成RNA第14頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日AG T AC AA A T AGCUGACGGUUU DNA與RNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)：AU；TC；CG；TARNA 聚合酶第15頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日AG T AC AA A T AGCGACGGUUUU 組成 RNA 的核糖核苷酸一個(gè)個(gè)連接起來(lái)第16頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日AG T AC AA A T AGCGACG

6、GUUUU第17頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日AG T AC AA A T GCGACGGUUUUA第18頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日AG T AC AA A T GCGACGUUGUUA第19頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日AG T AC AA A T GCGACGUGUUAU第20頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日AG T AC AA A T GCGACGGUUAUU第21頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日AG T AC AA A T GCGACGGUUAUUA第22頁(yè)

7、，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日AG T AC AA A T GCGCGGUUAUUAU第23頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日AG T AC AA A T GGCGGUUAUUAUC第24頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日AG T AC AA A T GGCGGUUAUUAUC形成的 mRNA 鏈，DNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上RNADNA第25頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日 作為轉(zhuǎn)錄模板的是DNA一條或兩條鏈？是整條鏈或是片段？ADNATGCACUGRNA第26頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月2

8、0日，13點(diǎn)7分，星期日關(guān)于模板鏈：ATCGAGCGAGTCTTCGTCAATCGATGACATCGGCDNA說(shuō)明UCGCUAGCRNARNA DNA兩條鏈中只有一條鏈?zhǔn)怯幸饬x鏈，另一條為無(wú)意義鏈，到底哪條鏈?zhǔn)怯幸饬x鏈不是固定不變的。 作為模板的只是DNA鏈中的某個(gè)片段基因；基因1基因2 基因的兩條鏈中，一條是有意義鏈，另一條是 無(wú)意義鏈。ab第27頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日AG T AC AA A T UCAUGAUUAmRNA 細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞核 核孔DNAmRNA在細(xì)胞核中合成第28頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日AG T AC AA A

9、 T UCAUGAUUAmRNA 細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞核mRNA通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)第29頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日轉(zhuǎn) 錄場(chǎng)所：產(chǎn)物：模板：原料：條件：堿基互補(bǔ)配對(duì)：細(xì)胞核核糖核苷酸DNA的一條鏈mRNAATP、酶GC、CG、TA、AU遺傳信息的流動(dòng)：DNAmRNA第30頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的比較：復(fù) 制 轉(zhuǎn) 錄場(chǎng)所解旋模板酶能量配對(duì)原料產(chǎn)物細(xì) 胞 核完全解旋只解有遺傳效應(yīng)的片段親代DNA的兩條鏈基因的一條鏈（信息鏈） 解旋酶、聚合酶等ATPAT GC AU GC 四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸兩個(gè)相同的DNAmRNA第31頁(yè)，共

10、61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日翻譯：在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上,以mRNA為模板,tRNA為運(yùn)載工具，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。基因控制蛋白質(zhì)的合成第32頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日運(yùn)載工具：轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)注意：一種tRNA只能攜帶一種氨基酸？甲硫氨酸CUA第33頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日1、起始階段：mRNA、tRNA與核糖體相結(jié)合。2、延伸階段：攜帶著特定的氨基酸的tRNA按照堿基配補(bǔ)原則，識(shí)別并進(jìn)入第二階段。3、終止階段：多肽鏈合成并被釋放。第34頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，

11、星期日翻譯場(chǎng)所：產(chǎn)物：模板：原料：條件：細(xì)胞質(zhì)（核糖體）mRNA蛋白質(zhì)氨基酸ATP、酶、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）堿基互補(bǔ)配對(duì)：GC、CG、UA、AU遺傳信息流動(dòng)：mRNA蛋白質(zhì)第35頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日轉(zhuǎn)錄與翻譯的比較：轉(zhuǎn) 錄翻 譯場(chǎng)所模板酶能量配對(duì)原料產(chǎn)物細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)（核糖體）基因的一條鏈（信息鏈）mRNA上的遺傳密碼ATPAU GC AU GC 四種核糖核苷酸約二十種氨基酸信使RNA、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA多肽鏈解旋酶、RNA聚合酶縮合酶第36頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日基因控制蛋白質(zhì)合成的過(guò)程DNA的遺傳信息mRNA的遺傳信息蛋白質(zhì)的氨基

12、酸排列順序轉(zhuǎn)錄翻譯第37頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日mRNA：堿基的數(shù)量排列順序種類(lèi)蛋白質(zhì)：氨基酸的數(shù)量排列順序種類(lèi)決定決定決定?種?種4種20種 討論： 一個(gè)氨基酸的編碼至少需要多少個(gè)堿基才能夠決定20種不同的氨基酸？第38頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日知識(shí)點(diǎn)：人體正常的生理活動(dòng)需要20種氨基酸其中8種為人體必須氨基酸（不可由其他氨基酸轉(zhuǎn)化得來(lái)）： 賴(lài)氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、甲硫氨酸、蘇氨酸、纈氨酸。第39頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，43=64密碼子：mRNA上決定一個(gè)

13、氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基。密碼子密碼子密碼子UUAGAUAUCmRNA第40頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日 a、一種氨基酸可以和多個(gè)密碼子相對(duì)應(yīng) b、一個(gè)密碼子只和一種氨基酸相對(duì)應(yīng) c、三個(gè)終止密碼：UAA、UAG、UGA；一個(gè)起始密碼子：AUG第41頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日遺傳密碼子的特性： 1.一個(gè)密碼子，決定一個(gè)特定的氨基酸； 2.一種氨基酸可能有幾個(gè)密碼子（簡(jiǎn)并性）。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42頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日3.有3個(gè)終止密碼子，沒(méi)有對(duì)應(yīng)的氨基酸，所以，

14、在64個(gè)遺傳密碼子中，能決定氨基酸的遺傳密碼子只有61個(gè)。4.通用性：地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。第43頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日AAU 亮氨酸ACU 天冬 氨酸AUG 異亮氨酸 反密碼子每個(gè)tRNA的一端是攜帶氨基酸的部位，另一端是有3個(gè)堿基，每個(gè)tRNA上的這3個(gè)堿基，都只能專(zhuān)一地與mRNA上的特定的3個(gè)堿基配對(duì)，稱(chēng)為反密碼子第44頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日核糖體起始密碼密碼子密碼子密碼子密碼子終止密碼對(duì)翻譯過(guò)程的理解： U A CUAGAAUACAGUCACCGGAUmRNA甲硫氨酸 U AU C U G U A C密

15、 碼 子反密碼子堿基互補(bǔ)配對(duì)起始密碼第45頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日DNA、mRNA的堿基和氨基酸的數(shù)量關(guān)系結(jié)論:CGTGCACATGCACTGGTADNA谷氨酸組氨酸精氨酸氨基酸CGUGGACAUmRNAGCACUGGUAtRNA氨基酸序列基因的堿基 信使RNA的堿基 氨基酸 =6 3 1第46頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日思考： 當(dāng)某DNA堿基發(fā)生改變，是否一定會(huì)導(dǎo)致生物性狀發(fā)生改變？ 不一定。 因?yàn)榘l(fā)生改變的堿基可能有以下兩種情況： 1、該堿基位于DNA無(wú)效片段上； 2、該堿基改變后形成的密碼子與原 來(lái)的密碼子決定同一種氨基酸第47

16、頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日基因?qū)π誀畹目刂?性狀：生物形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特征，由蛋白 質(zhì)體現(xiàn)。酶的合成：白化病 根本原因：基因異常導(dǎo)致酪氨酸酶不 能合成 直接原因：體內(nèi)缺少酪氨酸酶蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)： 鐮刀型貧血癥第48頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日RNA復(fù)制20世紀(jì)70年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)煙草花葉病病毒在環(huán)境條件適宜的夏季沒(méi)有DNA而只有RNA！顯然，此時(shí)的煙草花葉病病毒是以RNA為遺傳物質(zhì)的！煙草花葉病病毒能夠正常繁殖，說(shuō)明RNA也是可以進(jìn)行復(fù)制的。當(dāng)然，RNA的復(fù)制也遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。第49頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分

17、，星期日RNA復(fù)制20世紀(jì)70年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)煙草花葉病的病毒在環(huán)境條件適宜的夏季沒(méi)有DNA而只有RNA！顯然，煙草花葉病病毒是以RNA為遺傳物質(zhì)的！煙草花葉病病毒能夠正常繁殖，說(shuō)明RNA也是可以進(jìn)行復(fù)制的。第50頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日RNA復(fù)制第51頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日RNA復(fù)制通過(guò)RNA復(fù)制，繁殖出大量的RNA型病毒！第52頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日逆轉(zhuǎn)錄科學(xué)家們同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境適宜的夏季只有RNA的煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴(yán)酷的冬季，它們體內(nèi)又具有DNA了。顯然，這些DNA是以RNA為模板

18、合成的。以RNA為模板合成DNA的過(guò)程叫“逆轉(zhuǎn)錄”，這，需要逆轉(zhuǎn)錄酶來(lái)催化它。以RNA為模板合成的DNA單鏈第53頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日逆轉(zhuǎn)錄科學(xué)家們同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境適宜的夏季只有RNA的煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴(yán)酷的冬季，它們體內(nèi)又有DNA了。顯然，這些DNA是以RNA為模板合成的以RNA為模板合成DNA的過(guò)程叫“逆轉(zhuǎn)錄”，這，需要逆轉(zhuǎn)錄酶來(lái)催化它。第54頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日逆轉(zhuǎn)錄科學(xué)家們同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境適宜的夏季只有RNA的煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴(yán)酷的冬季，它們體內(nèi)又有DNA了。顯然，這些DNA是以RNA為模板合成的以RNA為模板合成DNA的過(guò)程叫“逆轉(zhuǎn)錄”，這，需要逆轉(zhuǎn)錄酶來(lái)催化它。DNA雙螺旋第55頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日逆轉(zhuǎn)錄DNA雙螺旋然后，雙螺旋的DNA又可以進(jìn)行多次的復(fù)制！第56頁(yè)，共61頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)7分，星期日逆轉(zhuǎn)錄通過(guò)DNA復(fù)制，繁殖出大量DNA型病毒。第57頁(yè)，共61頁(yè)，2022年