生物基因指導蛋白質(zhì)的合成

生物基因指導蛋白質(zhì)的合成第一頁，共五十二頁，2022年，8月28日電影《侏羅紀公園》中，科學家是怎么使已滅絕的恐龍復活的？第二頁，共五十二頁，2022年，8月28日科學家利用凝結在琥珀中的史前蚊子體內(nèi)的恐龍血液提取出恐龍的遺傳基因，加以修補和培育繁殖，竟然將已絕跡6500萬年的史前龐然大物復生問題一：在現(xiàn)實生活中，我們能不能像電影《侏羅紀公園》中描述的那樣，利用恐龍的DNA，使恐龍復活呢？問題二：如果能利用恐龍的DNA使恐龍復活，你認為主要要解決什么問題？

第三頁，共五十二頁，2022年，8月28日第四章基因的表達蛋白質(zhì)是生命活動的______者和_____者性狀的形成離不開________(特別是酶)的作用______控制生物體的性狀基因_________蛋白質(zhì)_______來_____性狀！體現(xiàn)承擔蛋白質(zhì)基因通過指導的合成控制第四頁，共五十二頁，2022年，8月28日基因指導合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)者基因指導蛋白質(zhì)合成的過程，叫基因的表達。問題：基因是怎樣指導蛋白質(zhì)的合成呢？控制生物性狀第五頁，共五十二頁，2022年，8月28日基因指導蛋白質(zhì)的合成主要在細胞核在細胞質(zhì)（核糖體）進行DNA主要在細胞核中，而蛋白質(zhì)合成是在細胞質(zhì)中進行的，兩者如何聯(lián)系起來的呢？問題1：基因是怎樣指導蛋白質(zhì)的合成呢？第六頁，共五十二頁，2022年，8月28日小資料：1955年有人曾用洋蔥根尖和變形蟲進行實驗，如果加入RNA酶分解細胞中的RNA，蛋白質(zhì)合成就停止，而如果再加進從酵母中提取出來的RNA，則又可重新合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。同年，拉斯特（LasterGold）等人將變形蟲用同位素標記的尿嘧啶核苷培養(yǎng)液來培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)標記的RNA分子首先在細胞核中合成。討論：（1）DNA與RNA有哪些不同點？（2）為什么RNA適于作DNA的信使？（3）RNA有哪些種類?第七頁，共五十二頁，2022年，8月28日比較項目DNARNA基本單位五碳糖含氮堿基結構主要存在部位脫氧核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖核糖ATCGAUCG多為雙鏈結構多為單鏈結構細胞核細胞質(zhì)比較RNA與DNA結構的不同第八頁，共五十二頁，2022年，8月28日★

RNA一般是單鏈，比DNA短，能通過核孔，從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。★RNA也是由核苷酸連接而成，也能儲存遺傳信息。？RNA為什么適合作DNA的信使？★RNA與DNA的關系中，也遵循堿基互補配對原則。（A與U配對，G與C配對）第九頁，共五十二頁，2022年，8月28日三種RNA示意圖信使RNA：

遺傳信息傳遞的媒介。核糖體RNA：與蛋白質(zhì)構成核糖體。轉(zhuǎn)運RNA：

轉(zhuǎn)運氨基酸的工具。將DNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄下來，以遺傳密碼的形式傳遞至細胞質(zhì)的核糖體上，成為蛋白質(zhì)合成的模板。（一種轉(zhuǎn)運RNA只能識別和轉(zhuǎn)運一種氨基酸。第十頁，共五十二頁，2022年，8月28日問題2：DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？（1）DNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？（2）DNA鏈完全解開嗎？（3）在轉(zhuǎn)錄過程中堿基互補配對原則有什么特殊情況？（4）轉(zhuǎn)錄的步驟有哪些?需要哪些條件？A-U

T-AC-GG-C第十一頁，共五十二頁，2022年，8月28日(一)轉(zhuǎn)錄在_______內(nèi)，以DNA的______為______，按照____________的原則合成_____的過程。細胞核一條鏈模板堿基互補配對RNA第十二頁，共五十二頁，2022年，8月28日TCATGTTTAAG

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DNA的平面結構圖轉(zhuǎn)錄的過程第十三頁，共五十二頁，2022年，8月28日AG

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AGCUGACGGUUU游離的核糖核苷酸第十四頁，共五十二頁，2022年，8月28日AG

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AGCUGACGGUUU

DNA與RNA的堿基互補配對：G—C；C—G；

T—A；A—URNA聚合酶第十五頁，共五十二頁，2022年，8月28日AG

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AGCGACGGUUUU第十六頁，共五十二頁，2022年，8月28日AG

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AGCGACGGUUUU第十七頁，共五十二頁，2022年，8月28日AG

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GCGACGGUUUUA第十八頁，共五十二頁，2022年，8月28日AG

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GCGACGUUGUUA第十九頁，共五十二頁，2022年，8月28日AG

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GCGACGUGUUAU第二十頁，共五十二頁，2022年，8月28日AG

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GCGACGGUUAUU第二十一頁，共五十二頁，2022年，8月28日AG

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GCGACGGUUAUUA第二十二頁，共五十二頁，2022年，8月28日AG

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GCGCGGUUAUUAU第二十三頁，共五十二頁，2022年，8月28日AG

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GGCGGUUAUUAUC第二十四頁，共五十二頁，2022年，8月28日AG

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GGCGGUUAUUAUC第二十五頁，共五十二頁，2022年，8月28日AG

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GGCGGUUAUUAUC形成的mRNA鏈，DNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上RNADNA第二十六頁，共五十二頁，2022年，8月28日AG

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UCAUGuUUAmRNA

核孔DNAmRNA在細胞核中合成第二十七頁，共五十二頁，2022年，8月28日AG

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UCAUGUUUAmRNA

細胞質(zhì)

細胞核mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)第二十八頁，共五十二頁，2022年，8月28日（1）轉(zhuǎn)錄的定義：（2）轉(zhuǎn)錄的場所：（3）轉(zhuǎn)錄的模板：（4）轉(zhuǎn)錄的原料：（5）轉(zhuǎn)錄的條件：（6）轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物：（7）轉(zhuǎn)錄時的堿基配對：（8）遺傳信息流動：在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過程。主要在細胞核。DNA分子的一條鏈。四種核糖核苷酸。ATP（能量）、RNA聚合酶。G－C、C－G、T－A、A－U轉(zhuǎn)錄小結：DNA

mRNAmRNA。P64思考與討論1寫出以下DNA分子轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物。模板鏈：AACGATTTGCTA練一練mRNA：UUGCUA轉(zhuǎn)錄P64思考與討論2第二十九頁，共五十二頁，2022年，8月28日轉(zhuǎn)錄與DNA分子復制的區(qū)別復制轉(zhuǎn)錄時間場所原料模板條件配對原則特點產(chǎn)物意義有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期生長發(fā)育過程主要在細胞核，少部分在線粒體和葉綠體邊解旋邊復制，半保留邊解旋邊轉(zhuǎn)錄兩個雙鏈DNA分子一條單鏈mRNA復制遺傳信息，使遺傳信息從親代傳給子代傳遞遺傳信息，為翻譯做準備四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸DNA的兩條鏈DNA中的一條鏈模板、原料、ATP、酶A-UT-AC-GG-CA-TG-CT-AC-G第三十頁，共五十二頁，2022年，8月28日mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)中，開始它新的歷程——翻譯。問題3：轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？第三十一頁，共五十二頁，2022年，8月28日（二）遺傳信息的翻譯

遺傳學上把以信使RNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程叫做翻譯。

堿基與氨基酸之間的對應關系？

RNA四種堿基蛋白質(zhì)20種氨基酸？第三十二頁，共五十二頁，2022年，8月28日如果1個堿基決定1個氨基酸，4種堿基能決定多少種氨基酸？如果2個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基，才足以組合出構成蛋白質(zhì)的20種氨基酸？4種堿基只能決定4種氨基酸，41=4。二個堿基編碼一個氨基酸最多只能編碼16種，42=16。三個堿基決定一個氨基酸只能決定64種，43=64，足夠有余。堿基與氨基酸之間的對應關系思考與討論第三十三頁，共五十二頁，2022年，8月28日實驗驗證：1961年英國的克里克和同事用實驗證明一個氨基酸是由mRNA的3個堿基決定，即三聯(lián)體密碼子信使RNA上決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基密碼子:UCAUGAUUAmRNA密碼子密碼子密碼子第三十四頁，共五十二頁，2022年，8月28日1、密碼子共有多少種？2、決定氨基酸的密碼子共有多少種？43=645、利用P65密碼子表，查下列密碼子對應的氨基酸。UCCCAAGCA3、起始密碼子有：AUGGUG控制翻譯開始。4、終止密碼子是：UAAGAGUGA控制翻譯結束。結合課本P65表4-1，思考下列問題：6、利用P65密碼子表，查下列氨基酸對應的密碼子。61種7、地球上幾乎所有的生物體都共用上述密碼子表。這一事實，你能想到什么？甲硫氨酸

丙氨酸亮氨酸8、P65思考與討論1第三十五頁，共五十二頁，2022年，8月28日P65思考與討論1已知一段mRNA的堿基序列是:

AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG你能寫出對應的氨基酸序列嗎？甲硫氨酸-谷氨酸-丙氨酸-半胱氨酸-脯氨酸-絲氨酸-賴氨酸-脯氨酸AUGGAAGCAUGCCCGAGCAAGCCG如果該基因在轉(zhuǎn)錄時發(fā)生錯誤，mRNA變成如下序列,翻譯出的氨基酸序列會變嗎？這種改變給你什么啟示？AUGGAAGCAUGACCGAGCAAGCCG第三十六頁，共五十二頁，2022年，8月28日密碼子與反密碼子AAU異亮氨酸AGU酪氨酸一種tRNA只能攜帶一種氨基酸嗎?一種氨基酸只能由一種tRNA攜帶嗎?AUG亮氨酸問題三：氨基酸是怎樣運送到核糖體上的呢？第三十七頁，共五十二頁，2022年，8月28日密碼子與反密碼子AUG亮氨酸反密碼子UAUGCUUAmRNA密碼子1、密碼子在mRNA上，反密碼子在tRNA上；tRNA2、密碼子與反密碼子堿基互補配對；UAUGCUUAmRNAAUG亮氨酸t(yī)RNA第三十八頁，共五十二頁，2022年，8月28日翻譯蛋白質(zhì)合成的過程如何？

第三十九頁，共五十二頁，2022年，8月28日AAGUGAAAGmRNA細胞質(zhì)中的mRNA問題：翻譯的步驟是怎樣的？AG

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UCAUGUUUA第四十頁，共五十二頁，2022年，8月28日CUU谷氨酸

核糖體AG

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UCAUGUUUAUUC谷氨酸AAGUGAAAGmRNACAU甲硫氨酸mRNA與核糖體結合第四十一頁，共五十二頁，2022年，8月28日AAGUGAAAGmRNA脫水縮合UUC谷氨酸CAU甲硫氨酸CUU谷氨酸AG

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UCAUGUUUA第四十二頁，共五十二頁，2022年，8月28日第四十三頁，共五十二頁，2022年，8月28日翻譯小結定義：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。原料：______________20種游離氨基酸場所：_____________________過程：___________________細胞質(zhì)中的核糖體起始、延伸、終止模板：__________產(chǎn)物：____________遺傳信息傳遞方向：__________________mRNA蛋白質(zhì)mRNA蛋白質(zhì)條件：___________________多種酶、ATP堿基配對：___________

_A-UU-AC-GG-C第四十四頁，共五十二頁，2022年，8月28日蛋白質(zhì)合成的過程如何？

第一步：經(jīng)過活化的甲硫氨酸在tRNA的運輸下與mRNA上的起始密碼AUG配對,進入核糖體的位點1（P位點）。第二步：按堿基互補配對的原則，攜帶氨基酸的tRNA進入位點2（A位點）第三步：位點1上的氨基酸（肽鏈）與位點2上的氨基酸通過脫水縮合形成肽鍵。第四步：核糖體向前移動三個堿基對讀取下一個密碼子。原占據(jù)位點1的tRNA離開核糖體，原占據(jù)位點2的tRNA進入位點1，另一個攜帶氨基酸的tRNA進入位點2，繼續(xù)肽鏈的合成。第五步：當核糖體讀到終止密碼時，肽鏈合成終止。第四十五頁，共五十二頁，2022年，8月28日第四十六頁，共五十二頁，2022年，8月28日階段項目轉(zhuǎn)錄（有解旋）翻譯（無解旋）定義場所模板遺傳信息傳遞的方向原料產(chǎn)物實質(zhì)在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過程。以信使RNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程細胞核細胞質(zhì)的核糖體DNA的一條鏈信使RNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)含A、U、C、G的4種核糖核苷酸合成蛋白質(zhì)的20種氨基酸信使RNA有一定氨基酸排列順序的多肽，進一步加工為蛋白質(zhì)是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是遺傳信息的表達轉(zhuǎn)錄與翻譯的區(qū)別第四十七頁，共五十二頁，2022年，8月28日復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較比較項目復制轉(zhuǎn)錄翻譯場所

模板酶能量

原料產(chǎn)物子代DNAmRNA多肽鏈堿基配對A-TT-AG-CC-GA-UT-AG-CC-GA-UU-AG-CC-G細胞核細胞核細胞質(zhì)DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA解旋酶，DNA聚合酶等RNA聚合酶等多種酶ATPATPATP4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸氨基酸第四十八頁，共五十二頁，2022年，8月28日DNA的堿基數(shù)：mRNA的堿基數(shù)：密碼子：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)＝6n:3n:n:n。（6:3:1:1）思考：D