從基因到蛋白質(zhì)

1、從基因到蛋白質(zhì)第1頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日 思考：為什么子女長的像自己的父母？是因為子代獲得了親代復制的一份DNA的緣故第2頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日 DNA的基本功能1、通過復制，在后代的傳種接代中傳遞遺傳信息2、在后代的個體發(fā)育過程中，使遺傳信息得以表達現(xiàn)代遺傳學認為：生物的性狀是有基因控制的第3頁，共61頁，2022年，5月20日，13點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，是有遺傳效應的DNA片段每個基因有特定的脫氧核苷酸排列順序，它代表著遺傳信息。基因、染色體、 DNA 三者有什么關系呢？第4

2、頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日功能上：控制生物性狀的遺傳物質(zhì)結構、功能的基本單位。本質(zhì)上（與DNA的關系）：具有遺傳效應的DNA片段。 位置上（與染色體的關系）：在染色體上呈直線排列。第5頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日基因有遺傳效應的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基因第6頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日基因 控制生物 性狀 指導合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)者基因指導蛋白質(zhì)合成的過程，叫基因的表達。？基因是怎樣指導蛋白質(zhì)的合成呢？第7頁，共61頁，2022年，5月20日，13點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主要在細胞核蛋白質(zhì)的合成在細胞質(zhì)進行指導通過RNA問題：為什么RNA適于作DNA的信使呢？第8頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日（一）RNA 與DNA結構的比較：DNARNA結構組成基本單位堿基嘌呤嘧啶五碳糖無機酸規(guī)則的雙螺旋結構脫氧核苷酸腺(A)、鳥(G)嘌呤胞(C)、胸腺(T)嘧啶脫氧核糖磷酸單鏈結構核糖核苷酸核糖磷酸腺(A)、鳥(G)嘌呤胞(C)、尿(U)嘧啶問題：RNA為什么適合作為信使？第9頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日（二）RNA的種類： 信使RNA（mRNA） 轉運RNA（tRNA）核糖體RNA

4、（rRNA）由DNA轉錄來的，有遺傳密碼。運載特定的氨基酸，有反密碼子。參與核糖體的構成。第10頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日構成人體的核酸有兩種，構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問題：DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？第11頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日轉錄：在細胞核內(nèi)，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對的原則合成RNA的過程。基因控制蛋白質(zhì)的合成第12頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日TCATGATT AAG T AC AA A T DNA的平面結構圖第13頁，共61頁

5、，2022年，5月20日，13點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，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日AG T AC AA A T AGCUGACGGUUU DNA與RNA的堿基互補配對：AU；TC；CG；TARNA 聚合酶第15頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日AG T AC AA A T AGCGACGGUUUU 組成 RNA 的核糖核苷酸一個個連接起來第16頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日AG T AC AA A T AGCGACG

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

7、，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日AG T AC AA A T GCGCGGUUAUUAU第23頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日AG T AC AA A T GGCGGUUAUUAUC第24頁，共61頁，2022年，5月20日，13點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，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日 作為轉錄模板的是DNA一條或兩條鏈？是整條鏈或是片段？ADNATGCACUGRNA第26頁，共61頁，2022年，5月2

8、0日，13點7分，星期日關于模板鏈：ATCGAGCGAGTCTTCGTCAATCGATGACATCGGCDNA說明UCGCUAGCRNARNA DNA兩條鏈中只有一條鏈是有意義鏈，另一條為無意義鏈，到底哪條鏈是有意義鏈不是固定不變的。 作為模板的只是DNA鏈中的某個片段基因；基因1基因2 基因的兩條鏈中，一條是有意義鏈，另一條是 無意義鏈。ab第27頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日AG T AC AA A T UCAUGAUUAmRNA 細胞質(zhì) 細胞核 核孔DNAmRNA在細胞核中合成第28頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日AG T AC AA A

9、 T UCAUGAUUAmRNA 細胞質(zhì) 細胞核mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)第29頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日轉 錄場所：產(chǎn)物：模板：原料：條件：堿基互補配對：細胞核核糖核苷酸DNA的一條鏈mRNAATP、酶GC、CG、TA、AU遺傳信息的流動：DNAmRNA第30頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日轉錄與復制的比較：復 制 轉 錄場所解旋模板酶能量配對原料產(chǎn)物細 胞 核完全解旋只解有遺傳效應的片段親代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相同的DNAmRNA第31頁，共

10、61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日翻譯：在細胞質(zhì)中的核糖體上,以mRNA為模板,tRNA為運載工具，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程?；蚩刂频鞍踪|(zhì)的合成第32頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日運載工具：轉運RNA(tRNA)注意：一種tRNA只能攜帶一種氨基酸？甲硫氨酸CUA第33頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日1、起始階段：mRNA、tRNA與核糖體相結合。2、延伸階段：攜帶著特定的氨基酸的tRNA按照堿基配補原則，識別并進入第二階段。3、終止階段：多肽鏈合成并被釋放。第34頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，

11、星期日翻譯場所：產(chǎn)物：模板：原料：條件：細胞質(zhì)（核糖體）mRNA蛋白質(zhì)氨基酸ATP、酶、轉運RNA（tRNA）堿基互補配對：GC、CG、UA、AU遺傳信息流動：mRNA蛋白質(zhì)第35頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日轉錄與翻譯的比較：轉 錄翻 譯場所模板酶能量配對原料產(chǎn)物細胞核細胞質(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、轉運RNA多肽鏈解旋酶、RNA聚合酶縮合酶第36頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日基因控制蛋白質(zhì)合成的過程DNA的遺傳信息mRNA的遺傳信息蛋白質(zhì)的氨基

12、酸排列順序轉錄翻譯第37頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日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： 一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基才能夠決定20種不同的氨基酸？第38頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日知識點：人體正常的生理活動需要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化得來）： 賴氨酸、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，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日三個堿基決定一個氨基酸，43=64密碼子：mRNA上決定一個

13、氨基酸的三個相鄰的堿基。密碼子密碼子密碼子UUAGAUAUCmRNA第40頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日 a、一種氨基酸可以和多個密碼子相對應 b、一個密碼子只和一種氨基酸相對應 c、三個終止密碼：UAA、UAG、UGA；一個起始密碼子：AUG第41頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日遺傳密碼子的特性： 1.一個密碼子，決定一個特定的氨基酸； 2.一種氨基酸可能有幾個密碼子（簡并性）。在一定程度上能防止由于堿基的改變而導致的遺傳信息的改變。 第42頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日3.有3個終止密碼子，沒有對應的氨基酸，所以，

14、在64個遺傳密碼子中，能決定氨基酸的遺傳密碼子只有61個。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，共61頁，2022年，5月20日，13點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tRNA的一端是攜帶氨基酸的部位，另一端是有3個堿基，每個tRNA上的這3個堿基，都只能專一地與mRNA上的特定的3個堿基配對，稱為反密碼子第44頁，共61頁，2022年，5月20日，13點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翻譯過程的理解： 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配對起始密碼第45頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日DNA、mRNA的堿基和氨基酸的數(shù)量關系結論: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，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日思考： 當某DNA堿基發(fā)生改變，是否一定會導致生物性狀發(fā)生改變？ 不一定。 因為發(fā)生改變的堿基可能有以下兩種情況： 1、該堿基位于DNA無效片段上； 2、該堿基改變后形成的密碼子與原 來的密碼子決定同一種氨基酸第47

16、頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日基因?qū)π誀畹目刂?性狀：生物形態(tài)結構和生理特征，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)分子的結構： 鐮刀型貧血癥第48頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日RNA復制20世紀70年代，科學家發(fā)現(xiàn)煙草花葉病病毒在環(huán)境條件適宜的夏季沒有DNA而只有RNA！顯然，此時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，說明RNA也是可以進行復制的。當然，RNA的復制也遵循堿基互補配對原則。第49頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分

17、，星期日RNA復制20世紀70年代，科學家發(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，說明RNA也是可以進行復制的。第50頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日RNA復制第51頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日RNA復制通過RNA復制，繁殖出大量的RNA型病毒！第52頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日逆轉錄科學家們同時還發(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的過程叫“逆轉錄”，這，需要逆轉錄酶來催化它。以RNA為模板合成的DNA單鏈第53頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日逆轉錄科學家們同時還發(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的過程叫“逆轉錄”，這，需要逆轉錄酶來催化它。第54頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日逆轉錄科學家們同時還發(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的過程叫“逆轉錄”，這，需要逆轉錄酶來催化它。DNA雙螺旋第55頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日逆轉錄DNA雙螺旋然后，雙螺旋的DNA又可以進行多次的復制！第56頁，共61頁，2022年，5月20日，13點7分，星期日逆轉錄通過DNA復制，繁殖出大量DNA型病毒。第57頁，共61頁，2022年