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1、基因指导蛋白质的合成完成第一页，共五十一页。4.1 4.1 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成2第二页，共五十一页。 基因是有基因是有_的的_片段；片段； DNA DNA 主要存在主要存在于于_中，而蛋白质的合成是在中，而蛋白质的合成是在 中进行的。中进行的。 细胞核中的细胞核中的DNADNA如何指导细胞如何指导细胞质中的蛋白质的合成？质中的蛋白质的合成？遗传效应遗传效应DNADNA细胞核细胞核细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）3第三页，共五十一页。 科学家推测，在科学家推测，在DNA和蛋白质之间和蛋白质之间 还有一种中间物质充当信使还有一种中间物质充当信使RNA4第四页，共五十一页。问题
2、一：问题一：为什么为什么RNARNA适合做适合做DNADNA的信使呢？的信使呢？5第五页，共五十一页。1 1）基本组成单位）基本组成单位 核糖核苷酸核糖核苷酸 含氮碱基含氮碱基核糖核糖磷酸磷酸 A腺嘌呤腺嘌呤 U尿嘧啶尿嘧啶 G鸟嘌呤鸟嘌呤 C胞嘧啶胞嘧啶6第六页，共五十一页。2 2）RNARNA的种类的种类v mRNA（messengerRNA） 信使信使RNA v tRNA（transferRNA） 转运转运RNAv rRNA 核糖体核糖体RNA 7第七页，共五十一页。比较项目比较项目DNADNARNARNA基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基空间结构空间结构主要存在部位主要存在部
3、位3)DNA,RNA 3)DNA,RNA 的主要区别的主要区别脱氧核糖核苷酸脱氧核糖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通常为规则的双螺通常为规则的双螺旋旋多为单链结构多为单链结构细胞核细胞核细胞质细胞质8第八页，共五十一页。4) RNA4) RNA适于作适于作DNADNA信使的原因信使的原因vRNA也是由四种核苷酸连接而成，也能也是由四种核苷酸连接而成，也能储存储存遗传信息遗传信息。vRNA一般为一般为单链单链，比，比DNA短，因此能短，因此能通过核通过核孔孔，从细胞核转移到细胞质中。，从细胞核转移到细胞质中。vRNA与与
4、DNA的关系中，也的关系中，也遵循碱基互补配对遵循碱基互补配对原则原则。 9第九页，共五十一页。问题二：问题二：DNADNA的遗传信息是怎么的遗传信息是怎么传给传给mRNAmRNA的呢？的呢？10第十页，共五十一页。一、转录一、转录转录的定转录的定义：义：转录的场所：转录的场所： 转录的模板：转录的模板： 转录的原料：转录的原料： 转录的条件：转录的条件： 转录的产物：转录的产物： 在细胞核中，以在细胞核中，以DNA的一条链为模板的一条链为模板合成合成RNA的过的过程。程。细胞核（主要）细胞核（主要）DNA分子的一条链分子的一条链四种游离的核糖核苷酸四种游离的核糖核苷酸能量（能量（ATP）、酶
5、（）、酶（RNA聚合酶、解旋酶）聚合酶、解旋酶） RNA 11第十一页，共五十一页。12第十二页，共五十一页。 转录转录基因A基因B基因C含有3个基因的DNA片段的模式图当细胞开始合成某种蛋白质的时候，编码这个当细胞开始合成某种蛋白质的时候，编码这个蛋白质的一段蛋白质的一段DNADNA的双链将解开螺旋的双链将解开螺旋13第十三页，共五十一页。TCATG A TT ATCATG A TT AAG T AC T A A T 细细胞胞核核中中DNADNA分子上一个基因片段的平面结构图分子上一个基因片段的平面结构图第第1 1步步 DNADNA双链解开，双链解开，DNADNA的碱基得以暴露的碱基得以暴露
6、 （破坏氢键）（破坏氢键）RNA RNA 聚合酶聚合酶14第十四页，共五十一页。AG T AC TA A T 模板链模板链细细胞胞核核中中TCATGA TT AAGCUAGCU游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸 ( (原料）原料）RNA RNA 聚合酶聚合酶第第第第2 2 2 2步步步步 游离的核糖核苷酸随机地与游离的核糖核苷酸随机地与游离的核糖核苷酸随机地与游离的核糖核苷酸随机地与DNADNADNADNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与与与与DNADNADNADNA的碱基互补时，两者以氢键结合的碱基互补时，两者以
7、氢键结合的碱基互补时，两者以氢键结合的碱基互补时，两者以氢键结合 DNADNA与与RNARNA的碱基互补配对：的碱基互补配对： C CG G；G GC C ；T TA A；A AU U15第十五页，共五十一页。AG T AC T A A T 细细胞胞核核中中AGUGCAGU第第2 2步步 游离的核糖核苷酸随机地与游离的核糖核苷酸随机地与DNADNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与酸与DNADNA的碱基互补时，两者以氢键结合的碱基互补时，两者以氢键结合RNA RNA 聚合酶聚合酶UTCATG A TT A16第十六页，共五十一页。AG T AC TA A T 模板链模板链
8、细细胞胞核核中中TCATG A TT A第第3 3步步 新结合的核糖核苷酸连接到正在合成新结合的核糖核苷酸连接到正在合成 的的mRNAmRNA分子上分子上A GCAGCU游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸 ( (原料）原料）原料）原料）RNA RNA 聚合酶聚合酶UUAAU17第十七页，共五十一页。UAG T AC TA A T 模板链模板链细细胞胞核核中中TCATG A TT AA GCAGCU游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸 ( ( ( (原料）原料）原料）原料）RNA RNA 聚合酶聚合酶UUAA第第4 4步步 RNA RNA
9、聚合酶脱落下来，聚合酶脱落下来， 合成的合成的mRNAmRNA分子也从分子也从DNADNA链上释放。链上释放。 而后而后DNADNA双链恢复螺旋状态。双链恢复螺旋状态。结果：结果：DNADNA上的上的遗传信息传递到遗传信息传递到mRNAmRNA上上18第十八页，共五十一页。AG T AC TA A T 模板链模板链TCATG A TT ACUA GUUUAAmRNAmRNAmRNAmRNA编码链编码链 细胞质细胞质 细胞核细胞核 核孔核孔19第十九页，共五十一页。复复 制制 与与 转转 录录 的的 比比 较较复制复制转录转录场所场所解旋解旋模板模板原料原料酶酶能量能量碱基碱基配对配对产物产物
10、细胞核（主要）细胞核（主要） 细胞核（主要）细胞核（主要）完全解旋完全解旋只解旋有遗传效应的片段只解旋有遗传效应的片段DNA的两条链的两条链只有只有DNA的的一条链一条链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解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶DNA解旋酶解旋酶、RNA聚合酶聚合酶ATPATPA-T C-G T-A G-CA-U G-C T-A C-G两个相同的双链两个相同的双链DNAmRNA、tRNA、rRNA20第二十页，共五十一页。 转录成的转录成的RNARNA的碱基序列，与作为模板的的碱基序列，与作为模板的DNADNA单链的碱基序列有哪些异同？与该单链的碱基序列有
11、哪些异同？与该DNADNA的另一条链的另一条链的碱基序列有哪些异同？的碱基序列有哪些异同？ 例：例：.ACGGATCTT.(.ACGGATCTT.(模板模板DNADNA单链单链) ) .TGCCTAGAA. .TGCCTAGAA. mRNA:.UGCCUAGAA. mRNA:.UGCCUAGAA.思考与讨论思考与讨论21第二十一页，共五十一页。1、组成核酸的五碳糖、碱基和核苷酸的种类依次是（、组成核酸的五碳糖、碱基和核苷酸的种类依次是（）A、4种、种、5种、种、4种种B、2种、种、4种、种、4种种C、2种、种、4种、种、8种种D、2种、种、5种、种、8种种2、已知一段、已知一段mRNA含有含有
12、30个碱基，其中个碱基，其中A和和G有有12个，转录该个，转录该段段mRNA的的DNA分子中应有分子中应有C和和T的个数是（的个数是（）A、12B、24C、18D、303、已知某信使、已知某信使RNA有有70个碱基，其中嘌呤碱基占个碱基，其中嘌呤碱基占40%，则转录此信使，则转录此信使RNA的一段的一段DNA分子应有嘧啶碱基（分子应有嘧啶碱基（）A、28个个B、42个个C、56个个D、70个个4、一个、一个DNA分子可以转录出多少种多少个分子可以转录出多少种多少个mRNA（）A、一种一个、一种一个 B、一种多个、一种多个C、多种多个、多种多个D、不确定、不确定课堂巩固课堂巩固22第二十二页，共
13、五十一页。 转录得到的转录得到的mRNAmRNA仍是碱基序列，而不是蛋仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，白质。那么，mRNAmRNA上上的遗传信息如何传的遗传信息如何传递到蛋白质上呢？递到蛋白质上呢？ 23第二十三页，共五十一页。 这个过程就好比将一种文字信息翻这个过程就好比将一种文字信息翻译成另一种文字信息，所以将以译成另一种文字信息，所以将以mRNAmRNA为模板，使用游离在细胞质中的各种为模板，使用游离在细胞质中的各种氨基酸，合成具有一定氨基酸顺序的氨基酸，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质过程称为翻译。蛋白质过程称为翻译。 24第二十四页，共五十一页。 DNADNA和和RNARNA都只含有
14、都只含有4 4种碱基，而组成种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有生物体蛋白质的氨基酸有2020种。种。 这这4 4种碱基是怎样决定蛋白质的种碱基是怎样决定蛋白质的2020种种氨基酸的？氨基酸的？25第二十五页，共五十一页。问题三：问题三： 碱基与氨基酸之间的碱基与氨基酸之间的对应关系如何？对应关系如何？26第二十六页，共五十一页。v（1 1）如果）如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸，个氨基酸，4 4种碱种碱基能决定多少种氨基酸？基能决定多少种氨基酸？ 4 4种碱基只能决定种碱基只能决定4 4种氨基酸，种氨基酸，4 41 1=4 =4 v（2 2）如果）如果2 2个碱基编码一个氨基酸，
15、最多个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？能编码多少种氨基酸？ 4 4种碱基最多只能编码种碱基最多只能编码1616种，种，4 42 2=16 =16 v（3 3）如果）如果3 3个碱基编码一个氨基酸，最多个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？能编码多少种氨基酸？ 4 4种碱基能编码种碱基能编码6464种，种，4 43 3=64 =64 不行不行不行不行足够足够27第二十七页，共五十一页。实验验证：实验验证： 19611961年英国的克里克和同事用实验证明：年英国的克里克和同事用实验证明：一个氨基酸一个氨基酸是由是由mRNAmRNA上的上的3 3个相邻的碱基决定，即密码子。个相邻
16、的碱基决定，即密码子。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: :密码子密码子密码子密码子UCAUG A UUAmRNAmRNA密码子密码子二、翻译二、翻译28第二十八页，共五十一页。第一个第一个字母字母第二个字母第二个字母第三第三个个字母字母UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸终终 止止终终 止止半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸终终 止止色氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸（起始）（起始）苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨
