基因指导蛋白质的合成和基因对性状的控制

基因指导蛋白质的合成当前第1页\共有76页\编于星期三\2点问题一：从化石中提取出恐龙DNA，真的可以使恐龙复活吗？

问题二：如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？

电影《侏罗纪公园》片段利用恐龙的DNA合成蛋白质，从而表现出恐龙的外貌特征（性状）

当前第2页\共有76页\编于星期三\2点1、DNA直接进入细胞质指导合成2、DNA通过中间媒介间接指导蛋白质合成讨论DNA在细胞核中，而蛋白质的合成在细胞质中进行，那DNA怎样指导蛋白质合成的呢?RNADNA蛋白质媒介：RNA为什么RNA适于充当使者呢？当前第3页\共有76页\编于星期三\2点(一)RNA的结构、分类和作用当生物体只有RNA时，它是遗传物质；当生物体中含有DNA时，RNA主要是负责DNA遗传信息的转录和翻译。DNARNA核糖脱氧核糖当前第4页\共有76页\编于星期三\2点比较RNA与DNA结构的不同

比较项目DNARNA基本单位五碳糖含氮碱基结构主要存在部位脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖ATCGAUCG双链结构多为单链结构细胞核细胞质当前第5页\共有76页\编于星期三\2点RNA的种类信使RNA(mRNA)核糖体RNA(rRNA)转运RNA(tRNA)RNA按功能分：作为DNA的信使氨基酸的运载工具。（一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸）专一性核糖体的组成部分当前第6页\共有76页\编于星期三\2点RNA是由基本单位——核糖核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息。RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。因此以RNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。为什么mRNA适于作DNA的信使？因为它是遗传信息的传递者，所以叫做信使RNA。它是DNA的信使。mRNA为什么叫做信使RNA？它是谁的信使？DNA蛋白质信使RNA当前第7页\共有76页\编于星期三\2点

(二)转录的具体过程问题：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？当前第8页\共有76页\编于星期三\2点请同学们阅读课本P63的第四自然段和图4-4，然后完成下列填空。（１）转录的定义：（２）转录的场所：（３）转录的模板：（４）转录的原料：（５）转录的条件：（６）转录时的碱基配对:（7）转录的结果：当前第9页\共有76页\编于星期三\2点在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程,通过转录合成的RNA称为信使RNA(mRNA)。1.遗传信息的转录：当前第10页\共有76页\编于星期三\2点过程：解旋：解旋酶碱基互补配对合成mRNA：RNA聚合酶释放当前第11页\共有76页\编于星期三\2点（１）转录的定义：（２）转录的场所：（３）转录的模板：（４）转录的原料：（５）转录的条件：（６）转录时的碱基配对:（7）转录的结果（产物）：在细胞核中以DNA的一条链为模板,按碱基互补配对原则原则，合成mRNA的过程细胞核DNA的一条链四种核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶和ATP碱基互补配对原则（A=U，G=C）mRNADNAmRNAAUTAGCGC思考：一个DNA分子可转录出_____种______个mRNA。遗传信息流动：DNAmRNA多多当前第12页\共有76页\编于星期三\2点……A－T－T－C－A－G－A－T－G…………T－A－A－G－T－C－T－A－C……DNAa链b链……A－U－U－C－A－G－A－U－G……假设以b链为模板，则转录出的RNA碱基排列为当前第13页\共有76页\编于星期三\2点转录与DNA复制的比较场所模板原料产物遗传信息传递方向DNA复制：DNADNA转录：DNARNA游离的脱氧核苷酸游离的核糖核苷酸DNARNA（mRNA）DNA→DNADNA→RNA(mRNA)DNA的两条链DNA的一条链（模板链）细胞核细胞核当前第14页\共有76页\编于星期三\2点巩固练习1、构成人体的核酸有两种,构成核酸的基本单位---核苷酸有多少种?碱基有多少种?()

A.2种4种B.4种4种C.5种5种D.8种5种2、下列哪一组物质是RNA的组成成分()A.脱氧核糖核酸和磷酸B.脱氧核糖﹑碱基和磷酸C.核糖﹑碱基和磷酸D.核糖﹑嘧啶和核酸DC当前第15页\共有76页\编于星期三\2点3.DNA分子的解旋发生在___过程中()

A.复制B.转录C.翻译D.复制和转录4.一个DNA分子转录出多少种多少个mRNA()

A.一种一个B.一种多个C.多种多个D.无数种无数个DC当前第16页\共有76页\编于星期三\2点（１）转录的定义：（２）转录的场所：（３）转录的模板：（４）转录的原料：（５）转录的条件：（６）转录时的碱基配对:（7）转录的结果（产物）：在细胞核中以DNA的一条链为模板,按碱基互补配对原则原则，合成mRNA的过程细胞核DNA的一条链四种核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶和ATP碱基互补配对原则（A=U，G=C）mRNADNAmRNAAUTAGCGC遗传信息流动：DNAmRNA复习当前第17页\共有76页\编于星期三\2点

转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？

mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程——翻译。

二、遗传信息的翻译当前第18页\共有76页\编于星期三\2点

遗传学上把以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译。

碱基与氨基酸之间的对应关系思考与讨DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定蛋白质的20种氨基酸的？翻译:当前第19页\共有76页\编于星期三\2点4种碱基只能决定4种氨基酸，41=4。2个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种，42=16。3个碱基决定一个氨基酸能决定64种，43=64，足够有余。那一个氨基酸至少需要多少个碱基决定，才足以组合出20种氨基酸？如果2个碱基决定一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸当前第20页\共有76页\编于星期三\2点实验验证：1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由mRNA的3个碱基决定，即三联体密码子mRNA上的3个相邻的碱基密码子:决定氨基酸的密码子共有多少种？构成蛋白质的氨基酸有多少种?UCAUGAUUAmRNA密码子密码子密码子当前第21页\共有76页\编于星期三\2点20种氨基酸的密码子遗传密码的特性：1、有3个终止密码，没有对应的氨基酸，所以，在64个遗传密码中，能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。2、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。3、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。当前第22页\共有76页\编于星期三\2点对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸－谷氨酸－丙氨酸－半胱氨酸－脯氨酸－丝氨酸－赖氨酸－脯氨酸1、已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG,你能写出对应的氨基酸序列？2、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据这一事实说明什么？说明地球上所有的生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有共同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。思考和讨论：当前第23页\共有76页\编于星期三\2点3、从密码子表可以看出，一种氨基酸可能由几个密码子，这一现象称做密码的简并性。你认为密码的简并性对生物体的生存发展有什么意义？从密码子的简并性我们能够认识到：如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也有可能蛋白质的氨基酸种类不发生变化（例如GAU------GAC都决定天冬氨酸）；这就保证了生物遗传的相对稳定性。又使生物出现变异，从而促进生物的发展变化。问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？当前第24页\共有76页\编于星期三\2点AAU亮氨酸ACU天冬氨酸一种tRNA能携带多少种氨基酸?一种氨基酸是不是只能由一种tRNA携带?AUG异亮氨酸tRNA——“搬运工”“翻译者”分子结构呈三叶草形，其“叶柄”端能与一个特定的氨基酸结合，“叶片”端有三个特殊的碱基称为“反密码子”，能与mRNA上的“密码子”相识别。UCAUCUUUAmRNA氨基酸当前第25页\共有76页\编于星期三\2点AUGGAUAUCmRNA（密码子）核糖体？甲硫氨酸CUA反密码子tRNA——“搬运工”“翻译者”游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的“生产线----核糖体”上？反密码子与密码子相互配对,转运的氨基酸由配对的密码子（mRNA）决定一共有多少种tRNA?每种tRNA只能识别并转运一种特定的氨基酸!决定氨基酸的密码子有61种,所以tRNA有61种当前第26页\共有76页\编于星期三\2点翻译过程：位点1位点2位点1位点2位点1位点2位点1位点2当前第27页\共有76页\编于星期三\2点过程：进入位点1氨基酸脱水缩合核糖体前移，重复前面步骤1tRNA进入位点22tRNA12遇终止密码。停止翻译。注意：一个mRNA上可以同时结合多个核糖体，同时进行翻译肽链当前第28页\共有76页\编于星期三\2点翻译的具体过程：1.翻译的场所：2.翻译时的模板：3.翻译的原料：4.翻译的条件:5.翻译的工具:6.翻译的产物:细胞质（核糖体）mRNA游离的氨基酸tRNA(转运RNA)蛋白质酶，ATP、模板、原料7.遗传信息流动：mRNA蛋白质当前第29页\共有76页\编于星期三\2点转录、翻译与DNA复制的比较场所模板原料产物遗传信息传递方向DNA复制：DNADNA转录：DNARNA翻译：RNA蛋白质游离的脱氧核苷酸游离的核糖核苷酸游离的氨基酸DNAmRNA蛋白质DNA→DNADNA→mRNA亲代DNA的每一条链DNA的一条链（模板链）mRNA小结RNA基因蛋白质转录翻译细胞核细胞质细胞核细胞核细胞质mRNA→蛋白质当前第30页\共有76页\编于星期三\2点当前第31页\共有76页\编于星期三\2点转录、翻译与DNA复制的比较场所模板原料产物遗传信息传递方向DNA复制：DNADNA转录：DNARNA翻译：RNA蛋白质游离的脱氧核苷酸游离的核糖核苷酸游离的氨基酸DNAmRNA蛋白质DNA→DNADNA→mRNA亲代DNA的每一条链DNA的一条链（模板链）mRNA复习巩固RNA基因蛋白质转录翻译细胞核细胞质细胞核细胞核细胞质mRNA→蛋白质当前第32页\共有76页\编于星期三\2点蛋白质是生物性状的体现者，基因通过控制蛋白质的合成从而控制了生物的性状。1、基因控制蛋白质合成的最终结果是什么？2、生物表现出多样性的根本原因和直接原因是什么？直接原因：蛋白质的种类及其多样，体现了不同的性状。根本原因：DNA分子上的脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序不同。拓展：当前第33页\共有76页\编于星期三\2点DNA的遗传信息mRNA的遗传信息蛋白质的氨基酸排列顺序转录翻译数量DNARNA蛋白质63mRNA中碱基数基因中碱基数蛋白质中氨基酸数1

基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6：3：1与蛋白质合成有关的计算：当前第34页\共有76页\编于星期三\2点一条多肽链中有氨基酸1000个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA分子和用来转录信使RNA的DNA分子分别至少要有碱基A．3000个和3000个B.1000个和2000个C．2000个和4000个D．3000个和6000个D练习当前第35页\共有76页\编于星期三\2点

某基因中含有1200个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是A．198个B．199个C．200个D．201个

基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6：3：1当前第36页\共有76页\编于星期三\2点(A1＋T1)%=(A2+T2)%=(A总+T总)%(G1＋C1)%=(G2+C2)%=(G总+C总)%=(Am+Um)%=(Gm+Cm)%A1T2T1A2G1C1C2G212AmUmGmCmDNAmRNA63mRNA中碱基数基因中碱基数DNAmRNA当前第37页\共有76页\编于星期三\2点某一个DNA分子中含有30%的G+C，则由它转录成的RNA中G+C应为（）A、60%B、30%C、20%D、15%B练习当前第38页\共有76页\编于星期三\2点某DNA片段所转录的mRNA中U%＝28%，A%＝18%，则个DNA片段中T%和G%分别占（）A.46%,54%B.23%,27%C.27%,23%D.46%,27%

mRNA上有25％的腺嘌呤，35％的尿嘧啶，则转录该mRNA的DNA分子上腺嘌呤占碱基总数的A50％B25％C30％D35％63mRNA中碱基数基因中碱基数DNAmRNA(A1＋T1)%=(A2+T2)%=(A总+T总)%(G1＋C1)%=(G2+C2)%=(G总+C总)%=(Am+Um)%=(Gm+Cm)%当前第39页\共有76页\编于星期三\2点A密码子精氨酸氨基酸转运RNAG信使RNAGGDNA双链根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：CCCAAT

C

GU

C

G练习当前第40页\共有76页\编于星期三\2点1.DNA决定mRNA的序列是通过A．mRNA的密码B．DNA的自我复制C．碱基互补配对D．tRNA的转运C2.在遗传信息的转录和翻译过程中，翻译者是：A.核糖体B.转移RNAC.氨基酸D.信使RNAB当前第41页\共有76页\编于星期三\2点3.ＤＮＡ复制，转录和翻译过程中所需要的原料物质分别是：Ａ.脱氧核苷酸，核糖核苷酸，氨基酸Ｂ.核糖核苷酸，脱氧核苷酸，氨基酸Ｃ.脱氧核苷酸，氨基酸，核糖核苷酸Ｄ.核糖核苷酸，氨基酸，核糖核苷酸4.mRNA的核苷酸序列与：A.DNA分子的两条链的核苷酸序列互补B.DNA分子的一条链的核苷酸序列互补C.某一tRNA分子的核苷酸序列互补D.所有tRNA分子的核苷酸序列互补AB5.组成mRNA分子的四种单核苷酸能组成多少种密码子：A.16B.32C.46D.64D当前第42页\共有76页\编于星期三\2点第二节基因对性状的控制当前第43页\共有76页\编于星期三\2点请据图画出一张流程图，简要的表示出其中遗传信息的流动方向。RNADNA

蛋白质转录翻译当前第44页\共有76页\编于星期三\2点中心法则主要内容除了以上遗传信息的流动方向外，遗传信息还有其他的流动方向吗？RNADNA

蛋白质转录翻译复制RNADNA

蛋白质转录翻译遗传信息的传递规律（流动方向）克里克预见把这一规律命名为中心法则。当前第45页\共有76页\编于星期三\2点二、中心法则的发展RNADNA

蛋白质转录翻译复制以上中心法则是否完善呢？P69资料分析1、2RNA资料分析2：结论：RNA病毒中，在

作用下，能以

为模板合成

。这个过程叫

过程。RNA病毒能以

为模板，进行

。资料分析1：结论：复制逆转录酶RNADNA逆转录

疯牛病是由一种结构异常的

在脑细胞内大量繁殖引起的。资料分析3：结论：蛋白质当前第46页\共有76页\编于星期三\2点P69资料分析:中心法则的发展转录DNARNA翻译蛋白质逆转录自然界生物遗传物质是DNA或RNA。1、以DNA为遗传物质的生物遗传信息传递包括细胞生物和DNA病毒DNA转录RNA翻译蛋白质复制复制当前第47页\共有76页\编于星期三\2点2、以RNA为遗传物质的生物遗传信息传递（1）（2）如：烟草花叶病毒、流感病毒致癌RNA病毒，如：鸟类劳氏肉瘤病毒、爱滋病毒、SARS病毒RNA翻译蛋白质复制蛋白质转录翻译逆转录RNADNA

当前第48页\共有76页\编于星期三\2点粘附HIV病毒RNA进入逆转录酶病毒DNA整合入细胞DNA转录RNA翻译蛋白质组装当前第49页\共有76页\编于星期三\2点中心法则实质蕴涵着______和________这两类生物大分子之间的相互______和相互作用。核酸蛋白质联系DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则；RNA复制和逆转录是某些病毒才会出现的，并且只有寄生到寄主细胞中才能进行。当前第50页\共有76页\编于星期三\2点二、基因、蛋白质与性状的关系1、基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。基因指导________的合成基因控制生物体的______蛋白质性状问题：那具体来说基因是怎样控制性状的呢？指导合成控制(体现）基因蛋白质性状基因结构蛋白细胞结构生物性状酶或激素细胞代谢生物性状蛋白质直接作用间接作用当前第51页\共有76页\编于星期三\2点2、基因对性状控制的两种途径①基因通过控制______合成来控制代谢过程，进而控制生物体的_____酶的性状当前第52页\共有76页\编于星期三\2点DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能正常合成蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（性状：皱粒）编码淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（性状：圆粒）从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆当前第53页\共有76页\编于星期三\2点控制酪氨酸酶的基因异常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素缺乏黑色素表现为白化病①基因通过控制______合成来控制代谢过程，进而控制生物体的_____酶的性状间接控制当前第54页\共有76页\编于星期三\2点②基因还能通过控制蛋白质的_____而_____控制生物体的_______结构直接性状当前第55页\共有76页\编于星期三\2点②基因还能通过控制蛋白质的______而_____控制生物体的_______编码血红蛋白的基因中一个碱基变化血红蛋白的结构发生变化红细胞成镰刀型容易破裂，患溶血性贫血性状结构直接直接控制当前第56页\共有76页\编于星期三\2点基因、蛋白质与性状的关系是

基因结构蛋白细胞结构生物性状酶或激素细胞代谢生物性状蛋白质直接作用间接作用基因的多样性蛋白质的多样性生物界的多样性决定导致根本原因直接原因/物质基础表现形式知识小结当前第57页\共有76页\编于星期三\2点以上实例涉及的都是

基因对生物体性状的控制单个基因和性状都是简单的一一对应关系吗？绝不是！有些性状是有多个基因共同控制的！比如：人的身高、血压、智力、长相、记忆力、性格、自尊、对社会的态度等当前第58页\共有76页\编于星期三\2点生物体的性状除了受基因控制外，还受哪些因素的影响？环境基因型相同，表现型是否一定相同？不是表现型=基因型+外界环境基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂而又繁而有序的网络，精细地调控着生物体的性状叶子叶子当前第59页\共有76页\编于星期三\2点基因控制生物性状的影响因素

（1）一因一效、多因一效、一因多效（2）基因控制性状还受到环境的影响，生物性状是基因型和环境共同作用的结果。小结当前第60页\共有76页\编于星期三\2点DNA的分布主要在染色体上细胞质内细胞核遗传细胞质遗传生物的遗传（所以说，染色体是DNA的主要载体）小结当前第61页\共有76页\编于星期三\2点细胞质遗传________孟德尔的遗传规律，后代只表现出______的性状______和______中的DNA中的基因都称为细胞质基因受精过程中，受精卵的细胞质主要是接受自母亲的卵细胞线粒体叶绿体不符合母本当前第62页\共有76页\编于星期三\2点一、中心法则的提出及其发展二、基因、蛋白质和性状的关系三、基因型和表现型的关系四、生物性状是由多个基因控制的五、细胞质基因基因酶或激素结构蛋白细胞代谢细胞结构生物性状生物性状知识小结RNADNA

蛋白质转录翻译复制逆转录复制当前第63页\共有76页\编于星期三\2点AG

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