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1、第1节 基因指点蛋白质的合成 4.1 4.1 基因指点蛋白基因指点蛋白质质的合成的合成第四章基因的表达第四章基因的表达蛋白蛋白质是生命活是生命活动的的_者和者和_者者性状的构成离不开性状的构成离不开_(_(特特别是是酶) )的作用的作用_控制生物体的性状控制生物体的性状基因基因_蛋白蛋白质_来来_性状！性状！表达表达承当承当蛋白蛋白质基因基因经过指点指点的合成的合成控制控制1.DNA1.DNA主要存在哪里？主要存在哪里？主要存在哪里？主要存在哪里？2.2.蛋白蛋白蛋白蛋白质质质质在哪里合成？在哪里合成？在哪里合成？在哪里合成？DNA主要在主要在细胞核胞核蛋白蛋白质的合成的合成在在细胞胞质( (
2、核核糖体糖体) )进展展指点指点经过RNA问题： 2、为什么什么RNA适于做适于做DNA的信使呢？的信使呢？ 1、DNA在在细胞核中，而蛋白胞核中，而蛋白质合成是在合成是在细胞胞质中中进展的，两者如何展的，两者如何联络起来的呢？起来的呢？DNA蛋白质合成细胞核胞核细胞胞质核孔核孔RNA 如何解读如何解读DNA的信息呢？的信息呢？遗传信息的信息的转录1、RNA与与DNA的区的区别别核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖比较工程比较工程DNADNARNARNA根本单位根本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基构造构造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
3、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多多为双双链构造构造多多为单链构造构造细胞核胞核细胞胞质为什么什么RNARNA适宜做适宜做DNADNA的信使呢？的信使呢？RNARNA普通是普通是_链链，而且比，而且比 DNA DNA 短，因此可以短，因此可以经过经过_，从，从_转转移到移到_中。中。单核孔核孔细胞核胞核细胞胞质RNARNA的种的种类类信使信使 RNA(mRNA) RNA(mRNA)核糖体核糖体 RNA(rRNA) RNA(rRNA)转运运 RNA(tRNA) RNA(tRNA)三叶草形三叶草形有臂有臂一端可携一端可携带氨基酸氨基酸有
4、有环另一端有三个碱基另一端有三个碱基转录的定义：转录的定义： 2转录时间：转录时间：3转录的场所：转录的场所： 4转录的模板：转录的模板：5转录的原料：转录的原料：6转录的条件：转录的条件：7转录时的碱基配对转录时的碱基配对: 8转录特点：转录特点： 9转录的结果：转录的结果：细胞核胞核DNA的一条的一条链链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸(A、G、C、URNA聚合聚合酶酶和和ATP、模板、原料、模板、原料构成构成mRNA一、一、遗传信息的信息的转录生生长发育育过程程边解旋解旋边转录A=U C=G经过转录，DNA中的遗传信息传送给了mRNA， mRNA 再经过必要的加工后从核孔进入细胞质。那么，遗
5、传信息是如何从进一步指点蛋白质的合成的呢？AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU转录的的过程程游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸AG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T GCGACGGUUU UAAG T AC A A A T GCGACGUUGU UAAG T AC A A A T GCGACGUGU UAUAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAG T AC A A A T
6、 GCGACGGU UAU UAAG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA UAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CmRNA转录与转录与DNA分子复制的区别分子复制的区别 复制复制 转录转录时间时间场所场所原料原料模板模板条件条件配对原那配对原那么么特点特点产物产物意义意义有有丝分裂分裂间期和减数期和减数第一次分裂第一次分裂间期期生生长发育育过程程主要在主要在细胞核，少部分在胞核，少部分在线粒体和叶粒体和叶绿体体TA、 GCAU、 CG边解旋解旋边复制、半保管复制复制、半保管复制边解
7、旋解旋边转录两个双两个双链DNA分子分子一条一条单链mRNA复制复制遗传信息，使信息，使遗传信信息从息从亲代代传给子代子代传送送遗传信息，信息，为翻翻译做做预备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的两条的两条链链DNA中的一条中的一条链链模板、原料、模板、原料、ATP、酶课堂练习：课堂练习： 1构成人体的核酸有两种，构成核酸的根本构成人体的核酸有两种，构成核酸的根本单位位核苷酸有多少种？碱基有多少种？核苷酸有多少种？碱基有多少种？ A2种种 4种种 B4种种 4种种 C5种种 5种种 D8种种 5种种D 2细胞内与胞内与遗传有关的物有关的物质，从复，从复杂到到简单的构
8、造的构造 层次是次是 ADNA染色体染色体脱氧核苷酸脱氧核苷酸基因基因 B染色体染色体脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA基因基因 CDNA染色体染色体基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸 D染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸D3以下哪一组物质是以下哪一组物质是RNA的组成成分的组成成分 A脱氧核糖核酸和磷酸脱氧核糖核酸和磷酸 B脱氧核糖、碱基和磷酸脱氧核糖、碱基和磷酸 C核糖、碱基和磷酸核糖、碱基和磷酸 D核糖、嘧啶和核酸核糖、嘧啶和核酸4DNA分子的解旋发生在分子的解旋发生在 过程中过程中 A复制复制 B转录转录 C翻译翻译 D复制和转录复制和转录CD5果蝇的遗传物质由果蝇的遗传物质由 种核苷酸
9、组成种核苷酸组成 A2 B4 C5 D8B遗传信息的翻译遗传信息的翻译1、概念：、概念： 游离在游离在细胞胞质中的各种氨基酸，就以中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸模板合成具有一定氨基酸顺序的序的蛋白蛋白质的的过程。程。1 1、假、假设设1 1个碱基决个碱基决议议1 1种氨基酸，那么种氨基酸，那么2 2、假、假设设2 2个碱基决个碱基决议议1 1种氨基酸，那么种氨基酸，那么A A、G G、C C、U U分分别别决决议议1 1种，共种，共4 4种种AA AG AC AUAA AG AC AUGA GG GC GUGA GG GC GUCA CG CC CUCA CG CC CU
10、UA UG UC UUUA UG UC UU共有共有1616种种组合，可以决合，可以决议1616种氨基酸种氨基酸mRNAmRNA是怎样把遗传信息传送给蛋白质的呢？是怎样把遗传信息传送给蛋白质的呢？3 3、假、假设设3 3个碱基决个碱基决议议1 1种氨基酸，那么种氨基酸，那么 43 436464种种UCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子3 3、密、密码码子子 密密码子：子：mRNA上决上决议一个氨基酸的三个相一个氨基酸的三个相邻的的 碱基碱基密码子与反密码子密码子与反密码子1密码子密码子概念：概念：特点：特点： 种类种类64种种起始密码子：起始密码子：决议氨基酸
11、的密码子：决议氨基酸的密码子：终止密码子：终止密码子：3种，种，UAA、UGA、UAG,不不编码编码氨基氨基酸，只是酸，只是终终止信号止信号mRNA上决上决议议一个氨基酸的一个氨基酸的3个相个相邻邻碱基碱基一种密一种密码子只决子只决议一种氨基酸一种氨基酸一种氨基酸可以有一种氨基酸可以有1或几种密或几种密码子子2种，种，AUG、GUG，也，也编码编码氨基酸氨基酸61种种密码子表U U A G AUA U CmRNA遗传密密码共共64个，能决个，能决议氨基酸的氨基酸的遗传密密码只只需需61个。有个。有3个个终止密止密码子，没有子，没有对应的氨基酸。的氨基酸。起始密起始密码子子 一个密一个密码子决子
12、决议一个特定的氨基酸。一个特定的氨基酸。简并性：色氨酸及甲硫氨酸各只需一个密并性：色氨酸及甲硫氨酸各只需一个密码。多数氨基酸有二个以上的密多数氨基酸有二个以上的密码子。在一定程度上子。在一定程度上能防止由于碱基的改能防止由于碱基的改动而而导致的致的遗传信息的改信息的改动。 4、遗传密码的特性、遗传密码的特性 通用性：地球上几乎一切的生物共用一套密码子表。1、概念：、概念：2、场所：、场所：3、模板：、模板：4、原料：、原料：5、产物：、产物：7、配对原那么：、配对原那么：6、运载工具：、运载工具：游离在游离在细胞胞质中的各种氨基酸，以中的各种氨基酸，以 mRNA为模模板，合成具有一定氨基酸板，
13、合成具有一定氨基酸顺序的蛋白序的蛋白质的的过程程核糖体核糖体细胞胞质mRNA20种游离的氨基酸种游离的氨基酸蛋白蛋白质或多或多肽链tRNAA-U，U-A，C-G，G-C二、二、遗传信息的翻信息的翻译其他条件：其他条件：各种各种酶与蛋白与蛋白质合成有关的合成有关的酶和和ATP问题：问题：mRNA如何将信息翻译成蛋白质？如何将信息翻译成蛋白质？ 5、翻、翻译的的过程程转运运RNA(tRNA)反密反密码子子概念：概念：种类：种类：与与mRNA分子中密分子中密码子互子互补配配对的的tRNA上的上的3个碱基个碱基61种，反密种，反密码码子与子与61种决种决议议氨基酸的密氨基酸的密码码子子对应对应A A
14、U亮氨酸亮氨酸tRNAtRNA位置位置UCAUG U UUAmRNAAA U 亮氨酸AC A缬氨酸氨酸AUG 异亮氨酸异亮氨酸 反反反反密密密密码码码码子子子子 密密密密 码码码码 子子子子8、过程、过程A U G G AUA U CmRNAmRNA？甲硫氨酸CUA反密码子核糖体tRNA作用作用UCAUG A UUAmRNA 细细胞胞质质细胞胞质中的中的mRNAUCAUG A UUAA A U 亮氨酸AC U 天门冬酰氨 核糖体核糖体mRNA mRNA 与核糖体与核糖体结结合合UCAUG A UUAA A U 亮氨酸AC U 天门冬酰氨 tRNA 上的反密上的反密码码子与子与 mRNA上的密上
15、的密码码子互子互补补配配对对 .UCAUG A UUAA A U 亮氨酸AC U 天门冬酰氨AUG 异亮氨酸 tRNA 将氨基酸将氨基酸转转运到运到 mRNA上的上的 相相应应位置位置 UCAUG A UUAA A U 亮氨酸AC U 天门冬酰氨AUG 异亮氨酸 两个氨基酸分子两个氨基酸分子缩缩合合缩合缩合UCAUG A UUAA A U 亮氨酸AC U 天门冬酰氨AUG 异亮氨酸 核糖体随着核糖体随着 mRNA滑滑动动. 另一个另一个 tRNA 上的碱基与上的碱基与mRNA上的上的 密密码码子配子配对对. UCAUG A UUA 亮氨酸AC U 天门冬酰氨AUG 异亮氨酸 一个个氨基酸分子一
16、个个氨基酸分子缩缩合成合成链链状构造状构造UCAUG A UUA 亮氨酸AC U 天门冬酰氨AUG 异亮氨酸 tRNA分开，再去分开，再去转转运新的氨基酸运新的氨基酸UCAUG A UUA 亮氨酸 天门冬酰氨 异亮氨酸以以mRNAmRNA为为模板构成了有一定氨基酸模板构成了有一定氨基酸顺顺序的蛋白序的蛋白质质小结：小结：场所：所：产物：物：模板：模板：原料：原料：条件：条件：细胞胞质核糖体核糖体mRNA蛋白蛋白质氨基酸氨基酸ATP、酶酶 、转运运RNAtRNA碱基互碱基互补配配对： GC、CG、UA、AU遗传信息流信息流动： mRNA蛋白质蛋白质翻译小结翻译小结定义：游离在细胞质中的各种氨基酸
17、，以定义：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：_细胞胞质中的核糖体中的核糖体起始、延伸、中止起始、延伸、中止模板：模板：_产物：产物：_遗传信息传送方向：遗传信息传送方向：_mRNAmRNA蛋白蛋白质mRNAmRNA蛋白蛋白质复制、转录和翻译的比较复制、转录和翻译的比较比较工程复制 转录 翻译场 所 细胞核 细胞核细胞质模 板DNA的两条链DNA的一条链 mRNA酶解旋酶，DNA聚合酶等解旋酶，RNA聚合酶等多种酶能 量 ATP ATP
18、ATP原 料4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸氨基酸产 物子代DNA mRNA 多肽链碱基配对A-T T-AG-C C-GA-U T-AG-C C-GA-U U-AG-C C-G转 录翻 译定 义在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程场 所细胞核细胞质的核糖体模 板DNA的一条链信使RNA信息传送的方向DNAmRNAmRNA蛋白质原 料含A、U、C、G的4种核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸产 物信使RNA有一定氨基酸陈列顺序的蛋白质实 质是遗传信息的转录是遗传信息的表达课堂练习：课堂练习： 1DNA复制、转录、翻译分别构成复制、转录
19、、翻译分别构成 ADNA、RNA、蛋白质、蛋白质 BRNA、DNA、多肽、多肽 CRNA、DNA、核糖体、核糖体 DRNA、DNA、蛋白质、蛋白质A 2遗传密码位于遗传密码位于 A蛋白质分子上蛋白质分子上 BDNA分子上分子上 CRNA分子上分子上 D信使信使RNA分子上分子上D3. 某基因中含有1200个碱基，那么由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是 ( ) A198个 B199个 C200个 D201个B基因中碱基数：基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白中碱基数：蛋白质质中氨基酸数中氨基酸数 6 ： 3 ： 1DNA中每中每6个碱基决个碱基决议议一个氨基酸，所以某个一个氨基酸，所以
20、某个基因含有基因含有1200个碱基，由它控制合成的一条个碱基，由它控制合成的一条肽链肽链所含氨基酸所含氨基酸为为200，所含的，所含的肽键肽键数数应应是是B,199个个6一条多肽链中有氨基酸一条多肽链中有氨基酸1000个，那么作为合个，那么作为合成成 该多肽的模板信使该多肽的模板信使RNA和用来转录信使和用来转录信使RNA 的的DNA分子分别至少要有碱基多少个分子分别至少要有碱基多少个 A3000个和个和3000个个 B1000个和个和2000个个 C3000个和个和6000个个 D2000个和个和4000个个C基因中碱基数：基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白中碱基数：蛋白质质中氨基酸数中氨
21、基酸数6 ： 3 ： 14假设某肽链的第一个氨基酸的密码子为假设某肽链的第一个氨基酸的密码子为AUG， 那么控制这个氨基酸的那么控制这个氨基酸的DNA模板链上相应的模板链上相应的 三个碱基的顺序应为三个碱基的顺序应为 AUAC BAUG CATG DTACDD5一个转运一个转运RNA的的3个碱基为个碱基为CGA，此，此RNA 运载的氨基酸是运载的氨基酸是 A酪氨酸酪氨酸UAC B谷氨酸谷氨酸GAG C精氨酸精氨酸CGA D丙氨酸丙氨酸GCU标题说标题说到是密到是密码码子，那么就是指子，那么就是指mRNA了，所以了，所以mRNA上的碱基序列上的碱基序列应该应该是是标题标题当中所当中所说说的的AU
22、G，根据碱基互，根据碱基互补补原那么，其原那么，其对应对应的模板的模板连连上的碱基上的碱基序列序列应该应该是是TAC。7某某DNA片段所转录的片段所转录的mRNA中中U%28%，A%18%，那么个，那么个DNA片段中片段中T%和和G%分别分别占占 。A. 46%,54% B.23%,27% C.27%,23% D.46%,27%BA1T2T1A2G1 C1C2G212(A1 T1)%= (A2+ T2)%= (A总+T总)%(G1C1)%= (G2+C2)%= (G总+C总)%AmUmGmCmmRNA= (Am+Um)%= (Gm+Cm)%A密码子精氨酸氨基酸tRNAGmRNAGGDNA双链8根据在蛋白质生物合成中遗传信息传送的根据在蛋白质生物合成中遗传信息传送的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：规律，在下面表格数码中填入相应的字母： CCCAAT C GU C G
