4.1 基因的表達(dá) 第一節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成.ppt

1、第四章 基因的表達(dá),DNA分子是怎樣控制遺傳性狀的？ 現(xiàn)代遺傳學(xué)認(rèn)為： 生物的性狀是由 控制的,性狀是由 物質(zhì)體現(xiàn)的,基因,蛋白質(zhì),DNA（基因）,蛋白質(zhì)（性狀）,？,第一節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,細(xì)胞核,細(xì)胞質(zhì)核糖體上,一。RNA,1、RNA與DNA區(qū)別,DNA與RNA的異同,雙鏈,單鏈,脫氧核苷酸,核糖核苷酸,A G C T,A G C U,脫氧核糖,核糖,磷酸,磷酸,RNA也可以儲(chǔ)存遺傳信息，也遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”， RNA能通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)。,2。RNA適于作DNA的信使,（1）RNA也是由核苷酸連接而成，也能儲(chǔ)存遺傳信息。 （2）RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循堿基互

2、補(bǔ)配對(duì)原則。 （3）RNA一般為單鏈，比DNA短，能通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。,信使RNA（mRNA) 功能：將DNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄下來，傳遞至細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上，控制蛋白質(zhì)的合成。 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA) 種類：多種 功能：專一性（專一識(shí)別一種氨基酸的密碼子、轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸） 核糖體rRNA； 與核糖體的合成有關(guān)。,3、RNA的種類,DNA 中的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？,二。遺傳信息的轉(zhuǎn)錄： 1。轉(zhuǎn)錄的概念：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的過程。,轉(zhuǎn)錄泡,恢復(fù)螺旋,解螺旋,2。轉(zhuǎn)錄過程,編碼鏈,模板鏈,2。轉(zhuǎn)錄過程總結(jié),在解旋酶和能量

3、的作用下， DNA雙鏈解開，DNA雙鏈的堿基得以暴露。 游離的 脫氧核苷酸 隨機(jī)地與DNA鏈上的堿基碰撞，當(dāng)核糖核苷酸與DNA的堿基互補(bǔ)時(shí)，兩者以 氫鍵 結(jié)合。 在RNA聚合酶催化作用下，新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上。 合成的mRNA從 DNA上釋放。而后DNA雙鏈恢復(fù)。,3。轉(zhuǎn)錄小結(jié),（1）場(chǎng)所: （2）條件： 模板: 原料: 酶 能量 （3）產(chǎn)物: （4）特點(diǎn): （5）原則:,細(xì)胞核,DNA上基因的一條鏈,四種核糖核苷酸(A、G、C、U）,解旋酶、RNA聚合酶,單鏈的mRNA,邊解旋邊轉(zhuǎn)錄,堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 （A=U,T=A; G=C,C=G）,ATP,轉(zhuǎn)錄和DNA復(fù)制

4、都是以DNA為模板并按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行的，堿基互補(bǔ)配對(duì)原則能夠保證遺傳信息準(zhǔn)確無誤地傳遞下去，從而保證了遺傳地穩(wěn)定性。,1、轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有什么共同之處？這對(duì)保證遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄有什么意義？,2、轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列有那些異同？與該DNA的另一條鏈的堿基序列有那些異同？,轉(zhuǎn)錄的RNA堿基序列堿基序列和模板DNA單鏈的建基序列互補(bǔ)配對(duì)，與DNA的另一條鏈的堿基序列相同（但DNA單鏈上的T換成U）。,思考和討論,三、遺傳信息的翻譯,1、 定義： 在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上,以游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸原料，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。

5、,mRNA：,堿基的數(shù)量,排列順序,種類,蛋白質(zhì)：,氨基酸的數(shù)量,排列順序,種類,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？,三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，43=64,密碼子：mRNA上決定一種氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基。,密碼子,2、遺傳密碼：,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 d、氨基酸的種類；20種 密碼子的種類：64種,遺傳密碼的特性： 1、有3個(gè)終止密碼，沒有對(duì)應(yīng)的氨基酸，所以在64個(gè)遺傳密碼中，能決定氨基酸的遺傳密碼子只有61個(gè)。 2、通

6、用性：地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子。 3、簡(jiǎn)并性：一種氨基酸有兩種以上的密碼子的情況 。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。,問題：氨基酸是怎樣運(yùn)送到核糖體上的呢？,密碼子與反密碼子(61種）,亮氨酸,天冬氨酸,一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有三個(gè)堿基，稱反密碼子，它只能專一地與mRNA上的密碼子配對(duì),一種氨基酸只能由一種tRNA攜帶?,異亮氨酸,3、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA),4。翻譯的過程,第一步:mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),與核糖體結(jié)合.攜帶甲硫氨酸的tRNA,通過與堿基AUG互補(bǔ)配對(duì),進(jìn)入位點(diǎn)1,1,2,第二步:攜帶組氨酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2,第三步:甲硫氨酸

7、通過與組氨酸形成肽鍵而轉(zhuǎn)移到占據(jù)位點(diǎn)2的tRNA上,第四步:核糖體讀取下一個(gè)密碼子,原占據(jù)位點(diǎn)1的tRNA離開核糖體,占據(jù)位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1一個(gè)新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2,繼續(xù)肽鏈的合成.重復(fù)步驟2、3、4,直至核糖體讀取到mRNA的終止密碼,鏈接,圖示一個(gè)mRNA分子可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成，因此少量的mRNA分子就可迅速合成大量的蛋白質(zhì)，翻譯的效率非常高。,5。多肽的合成方式,6。翻譯小結(jié),（1）場(chǎng)所 細(xì)胞質(zhì)的核糖體上翻譯的模板 mRNA （2）條件：模板：mRNA 原料：氨基酸（20種） 能量：ATP 酶：多種酶 搬運(yùn)工具：tRNA 裝配機(jī)器：核糖體

8、 （3）原則：堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 （4）產(chǎn)物：多肽鏈（或蛋白質(zhì)）,蛋白質(zhì)是生物性狀的體現(xiàn)者，基因通過控制蛋白質(zhì)的合成從而控制了生物的性狀。,1、基因控制蛋白質(zhì)合成的最終結(jié)果是什么？,2、生物表現(xiàn)出多樣性的根本原因和直接原因是什么？,直接原因：蛋白質(zhì)的種類及其多樣，體現(xiàn)了不同的性狀。 根本原因：DNA分子上的脫氧核苷酸的排列順序不同。,思考和討論,四。真核細(xì)胞中復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯總結(jié)： 1。比較表,細(xì)胞分裂間期,細(xì)胞核,DNA的兩條鏈均為模板,四種脫氧核苷酸,DNA聚合酶等,ATP,A-T、G-C,半保留復(fù)制 邊解旋邊復(fù)制,2個(gè)子代DNA分子,生長(zhǎng)發(fā)育過程,細(xì)胞核,基因的一條鏈為模板,四種核糖核苷酸

9、,RNA聚合酶等,ATP,A-U、T-A G-C ，C-G,邊解旋邊轉(zhuǎn)錄,1個(gè)信使RNA,生長(zhǎng)發(fā)育過程,細(xì)胞質(zhì),mRNA為模板,二十種氨基酸,特定的酶等,ATP,mRNA與tRNA配對(duì) A-U, G-C,多個(gè)特定氨基酸順序的蛋白質(zhì),DNA的堿基數(shù)：mRNA的堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)6n:3n:n。,2、DNA的堿基數(shù)、mRNA的堿基數(shù)、蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)三者關(guān)系？,說明：因?yàn)榛蛑写嬖谟纸K止密碼子等片段，實(shí)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。,n,DNA,3n,3n,3n,轉(zhuǎn)錄,翻譯,1、組成人的核酸的堿基和核苷酸各共有（

10、） A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、4,2、組成噬菌體的核酸的堿基和核苷酸各共有（ ） A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、4,練習(xí)：,3、已知一段信使RNA上有12個(gè)A和G，該信使RNA上共有30個(gè)堿基，那么轉(zhuǎn)錄成信使RNA的這一段DNA分子中應(yīng)有C和T（ ） A、12 B、18 C、24 D、30,4、一個(gè)雙鏈DNA分子中堿基A占30%，其轉(zhuǎn)錄成的信使RNA上的U為35%，則信使RNA上的堿基A為（ ） A、30% B、35% C、40% D、25%,5、某一多肽鏈共有100個(gè)氨基酸，則控制合成該肽鏈的基因中的堿基數(shù)至少有 A、600 B、300 C、297 D、594,基因堿基：信使RNA堿基：氨基酸數(shù)目= （雙鏈） （單鏈） 1個(gè)密碼子 1個(gè)氨基酸 6 3 ： 1,6、由n個(gè)堿基組成的基因，控制合成由1條多肽鏈組成 的蛋白質(zhì)，氨基酸的平均分子量為a，則該蛋白質(zhì)的 分子量最大為 Ana/6 Bna/3-18（n/3-1） Cna-18(n-1) Dna/6-18(n/6-1),7、已知一個(gè)蛋白質(zhì)由2條肽鏈組成，連接氨基酸的肽 鍵共有19