一基因控制蛋白质的合成

1、在美国电影侏罗纪公园说，复活的恐龙是科学家利用提取出的恐龙的DNA分子培育繁殖而来的。,讨论：利用已灭绝的生物的DNA分子，真的能够使灭绝的生物复活吗？,第1节 基因指导蛋白质的合成,现代遗传学认为： 生物的性状是由 控制的,DNA分子是怎样控制遗传性状的？,性状是由 体现的,基因,蛋白质,DNA（基因）,蛋白质（性状）,？,细胞核,细胞质核糖体上,1.为什么RNA适于作为DNA的信使？, RNA也是由基本单位核糖核苷酸组成，由核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、U共同组成，也能储存遗传信息。, 在RNA和DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”A-U，G-C。, RNA一般是单链，而且比DN

2、A短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。,2.RNA和DNA的区别,核糖核酸,脱氧核糖核酸,核糖核苷酸,脱氧（核糖）核苷酸,一般为单链,一般为双链,主要存在于细胞质中,主要存在于细胞核中,核糖、磷酸、 含氮碱基： A、G、C、U,脱氧核糖、磷酸、 含氮碱基： A、G、C、T,信使RNA（简称mRNA) 功能：将DNA的遗传信息转录下来，传递至细胞质中的核糖体上，控制蛋白质的合成。 转运RNA（简称tRNA) 种类：多种 功能：专一性（每种tRNA识别一种氨基酸的密码子、转运一种氨基酸） 核糖体RNA （简称rRNA） 组成核糖体的主要成分。,3、RNA的种类,一、遗传信息的转录,DNA

3、的遗传信息是 怎么传给RNA的？,（2）主要场所：,（1）概念：,一、遗传信息的转录,以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成mRNA的过程。,细胞核,（3）条件：,模板： 原料： 能量： 酶：,DNA的一条链为模板,4种核糖核苷酸,ATP,DNA解旋酶,RNA聚合酶,（4）产物：,单链的mRNA,（5）原则：,（6）过程：DNA解开螺旋,以一条链为模板,按照A-U、T-A、C-G、G-C配对，在RNA聚合酶作用下合成mRNA，转录结束后， RNA聚合酶和mRNA脱落下来，DNA两条链重新恢复双螺旋。,转录时基因中作模板的那条链 转录时基因中不作模板的那条链,模板链:,编码链:,1,

4、2,RNA聚合酶,细胞核,RNA聚合酶,DNA的一条链为模板,DNA与RNA的碱基互补配对：AU；TA；CG；GC,细胞核,RNA聚合酶,细胞核,RNA聚合酶,细胞核,RNA聚合酶,RNA聚合酶沿着DNA移动，将组成RNA的核糖核苷酸一个个连接起来,细胞核,RNA聚合酶,细胞核,RNA聚合酶,细胞核,RNA聚合酶,细胞核,RNA聚合酶,A,G,T,A,C,G,A,A,T,细胞核,RNA聚合酶,细胞核,RNA聚合酶,细胞核,RNA聚合酶,细胞核,RNA聚合酶,形成的 mRNA 链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上,细胞质,细胞核,核孔,DNA,mRNA在细胞核中合成,细胞质,细胞核,mRNA

5、通过核孔进入细胞质,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？,二、遗传信息的翻译,1、 定义： 在细胞质的核糖体上,以游离在细胞质中的各种氨基酸为原料，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。,碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？,一个碱基决定一个氨基酸只能决定,414，不行,二个碱基决定一个氨基酸只能决定,4216，不行,三个碱基决定一个氨基酸能决定,4364， 足足有余,4种：,16种：,64种：,2、遗传密码：,遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基排列顺序，叫做

6、“遗传密码”。 把其中决定一个氨基酸的相邻的三个碱基称为密码子。,b、一个密码子只和一种氨基酸相对应,a、一种氨基酸可以和多个密码子相对应,c、氨基酸的种类： 密码子: 决定氨基酸的密码子的种类：,d、三个终止密码：UAA、UAG、UGA,20种,61种,注意,64种,1.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,2.通过这一事实可以想到：生物都具有相同的遗 传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在 本质上是统一的，等等。,P65 思考和讨论：,从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一 个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸，保证了生物

7、遗传的相对稳定性； 从密码子的使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。,思考：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”上的呢？,转运 RNA（tRNA),每种tRNA只能识别 并转运一种氨基酸,3.转运RNA(tRNA)：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”互 补配对。,反密码子的种类：61种。,细胞质,4、翻译过程：,mRNA,核糖体,mRNA与核糖体结合,两个氨基酸分子脱水缩合,形成肽键,甲硫氨酸,mRNA,tRNA离开，再去

8、转运下一个氨基酸,甲硫氨酸,天冬氨酸,形成肽键,mRNA,核糖体沿着mRNA移动，一个个氨基酸分子缩合成链状结构,甲硫氨酸,天冬氨酸,mRNA,以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的多肽链,甲硫氨酸,天冬氨酸,异亮氨酸,细胞分裂间期,生长发育过程,细胞核,细胞核,完全解旋,只解有遗传效应片段,DNA的两条链均为模板,DNA的一条链为模板,四种脱氧核苷酸,四种核糖核苷酸,DNA聚合酶等,RNA聚合酶等,ATP,ATP,A-T、G-C,A-U、G-C,半保留复制，边解旋边复制,边解旋边转录,2个子代DNA分子,1个信使RNA,转录与翻译的比较,细胞核,细胞质的核糖体,DNA的一条链,mRNA,四

9、种核糖核苷酸,20种氨基酸,mRNA,有一定氨基酸 顺序的多肽链,DNA的碱基数：mRNA的碱基数：蛋白质中氨基酸数 6n:3n:n,DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之家有何数量关系？,说明：因为基因中存在有终止密码子等片段，实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。,n,DNA,3n,3n,3n,转录,翻译,基因表达的过程,DNA,mRNA,蛋白质,转录,翻译,遗传信息,密码子,一定氨基酸 顺序蛋白质(性状）,脱氧核苷酸 序列,核糖核苷酸 序列,氨基酸 序列,1.转录和DNA复制都是以DNA为模板并按碱基互补配对原则进行的，碱基互补配对原则能够保证遗传信息准确无误地传递下去，从而保证了遗传地稳定性。,2.转录的RNA碱基序列和模板DNA单链的碱基序列互补配对，与DNA的另一条链的碱基序列相同（但DNA单链上的T换成U）。,思考和讨论,DNA中的碱基和mRNA之间的碱基关系,DNA,mRNA,以2链为 模板转录,1,2,3, 1链碱基数=2链碱基数=