基因控制蛋白质的合成_课件

1、第第1节：基因控制蛋白质的合成节：基因控制蛋白质的合成第四章第四章在在侏罗纪公园侏罗纪公园中，有人说复活的恐中，有人说复活的恐龙是科学家利用提取出的恐龙龙是科学家利用提取出的恐龙dnadna分子培分子培育繁殖而来的。育繁殖而来的。请思考：利用已灭绝的生物的请思考：利用已灭绝的生物的dnadna分子，分子，真的能够使灭绝的生物复活吗？真的能够使灭绝的生物复活吗？什么是基因？-基因的表达基因的表达dna蛋白质mrna转录转录翻译翻译信使信使rnarna（递员）（递员）主要存在于主要存在于 细胞核细胞核核糖体核糖体 合成合成基因的表达 rna是由基本单位是由基本单位核糖核苷酸连接而成，跟核糖核苷酸连

2、接而成，跟dna一样能储存遗传信息。一样能储存遗传信息。 rna一般为一般为单链单链，比，比dna短，能通过核孔，从细胞短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。核转移到细胞质中。 rna与与dna的关系中，也遵循的关系中，也遵循“碱基互补配对原碱基互补配对原则则”。因此以。因此以rna为媒介可将遗传信息传递到细胞为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。质中。为什么为什么mrna适于作适于作dna的信使？的信使？因为它是遗传信息的传递者，所以叫做信使因为它是遗传信息的传递者，所以叫做信使rna。它是。它是dna的信使。的信使。mrna为什么叫做信使rna？它是谁的信使？比较项目比较项目dnadnarn

3、arna基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基结构结构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苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖a a t t c g c ga a u u c g c g多为双链结构多为双链结构多为单链结构多为单链结构细胞核细胞核细胞质细胞质rnarna的种类的种类信使信使rna (rna (mmrna)rna)核糖体核糖体rna (rna (r rrna)rna)转运转运rna (rna (t trnarna) )2.2.场所：场所： 主要主要在在细胞核细胞核3.3.过程：过程：4 4步步-解旋、解旋、

4、配对、配对、连接、释放连接、释放4.4.条件条件模板：模板：酶：酶：原料：原料：能量：能量：5.5.结果：结果：1.1.概念：概念：dnadna的的一条一条链链游离的四种游离的四种核糖核苷酸核糖核苷酸atpatpdnadna解旋酶、解旋酶、rnarna聚合酶聚合酶形成一条形成一条mrnamrna（一）转录（一）转录-表达的第一步表达的第一步以以dna的的一条链一条链为模板合成为模板合成mrna的过程。的过程。dnadna的平面结构图的平面结构图ag t ac a a a t tcatg t tt a以以dnadna的一条链为模板合成的一条链为模板合成rnarnadnadna游离的核糖核苷酸游离

5、的核糖核苷酸ag t ac a a a t uuggacugcugaag t ac a a a t agcugacgguuuau；gc；cg； ta。rna rna 聚合酶聚合酶ag t ac a a a t agcgacgguuuu 组成组成 rna 的核糖核苷酸一个个连接起来的核糖核苷酸一个个连接起来ag t ac a a a t gcgacgguuu uaag t ac a a a t gcgacgugu uauag t ac a a a t gcgacggu uau uag t ac a a a t ggcggu uau ua u cag t ac a a a t ggcggu uau

6、 ua u c形成的形成的mrnamrna链，链，dnadna上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mrnamrna上。上。rnarnadnadnaag t ac a a a t ucaug a uuamrna 细胞质细胞质 细胞核细胞核mrnamrna通过核孔进入细胞质通过核孔进入细胞质ucaug a uuamrna！转录与转录与dnadna复制的比较复制的比较场所场所模板模板原料原料酶酶遗传信息遗传信息传递方向传递方向dnadna复制：复制：dna dnadna dna转录：转录：dna rnadna rna游离的游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸游离的游离的核糖核苷酸核糖核苷酸解旋酶解旋酶dn

7、adna聚合酶聚合酶解旋酶解旋酶rna聚合酶聚合酶dnadnadnadnadnamrnadnamrna亲代亲代dnadna的的 两条链两条链一条模板链的一条模板链的一部分一部分小结小结细胞核细胞核细胞核细胞核课堂练习：课堂练习： 1构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位位 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细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构 层次是层次是 adna染色体染色体脱氧核苷酸脱氧核苷酸基因基因

8、 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、与与dnadna相比，相比，rnarna所特有的成分是所特有的成分是 （ ） a. a. 脱氧核糖和鸟嘌呤脱氧核糖和鸟嘌呤 b. b. 核糖和尿嘧啶核糖和尿嘧啶 c. c. 脱氧核糖和胸腺嘧啶脱氧核糖和胸腺嘧啶 d. d. 核糖和胸腺嘧啶核糖和胸腺嘧啶b4、dna分子结构中没有分子结构中没有 （ ） a鸟嘌呤（鸟嘌呤（g） b胞嘧啶（胞嘧啶（c） c胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（t） d尿嘧啶（尿嘧啶（u）d5、在遗传信息的传递过程中，以、在遗传信息

9、的传递过程中，以dna的一条链为模板合成的一条链为模板合成信使信使rna的过程称为的过程称为 （ ） a逆转录逆转录 b转录转录 c复制复制 d翻译翻译b6下列哪一组物质是下列哪一组物质是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7dna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cd8果蝇的遗传物质由果蝇的遗传物质由 种核苷酸组成种核苷酸组成 a2 b4 c5 d8b9一个一个dna分子可以转

10、录出多少种多少个分子可以转录出多少种多少个 mrna a一种一个一种一个 b一种多个一种多个 c多种多个多种多个 d无数种无数个无数种无数个c10烟草、烟草花叶病毒、烟草、烟草花叶病毒、t2噬菌体中含有噬菌体中含有 的物质，下列叙述正确的是的物质，下列叙述正确的是 a核酸的种类依次是核酸的种类依次是2、1、2 b核苷酸的种类依次是核苷酸的种类依次是8、5、4 c五碳糖的种类依次是五碳糖的种类依次是2、2、1 d含含n碱基的种类依次是碱基的种类依次是5、4、4d11mrna上有上有25的腺嘌呤，的腺嘌呤，35的尿的尿嘧嘧 啶，则转录该啶，则转录该mrna的的dna分子上腺嘌分子上腺嘌呤占碱基总数

11、的呤占碱基总数的 a50% b25%c30%d35%c（二）翻（二）翻 译译mrna蛋白质蛋白质转换转换(aucg四种碱基的核酸语言四种碱基的核酸语言)(20种氨基酸的蛋白质语言种氨基酸的蛋白质语言)a a u异异亮氨酸亮氨酸转运转运rnarna（t trnarna）-译员译员（二）翻译（二）翻译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、配对原则：、配对原则：6、运载工具：、运载工具：游离在细胞质中的各种氨基酸，以游离在细胞质中的各种氨基酸，以 mrna为模为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程核

12、糖体核糖体mrna20种游离的氨基酸种游离的氨基酸蛋白质（或多肽链）蛋白质（或多肽链）trnaa-u，u-a，c-g，g-c8 8、信息传递方向：、信息传递方向：_mrnamrna蛋白质蛋白质4种碱基只能决定种碱基只能决定4种氨基酸，种氨基酸，4 41 1=4=4。二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种，种，42=16。三个碱基决定一个氨基酸只能决定三个碱基决定一个氨基酸只能决定6464种，种，4 43 3=64=64，足够有余。，足够有余。如果一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合如果一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的出构

13、成蛋白质的2020种氨基酸？种氨基酸？如果如果2 2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸，个氨基酸，4 4种碱基能决定多少种氨基酸种碱基能决定多少种氨基酸ucaug a uuamrna 密码子密码子 密码子密码子位于位于mrnamrna上上决定氨基酸的三个相邻的碱基决定氨基酸的三个相邻的碱基密码子密码子 密码子密码子密码子总数是密码子总数是 种，种，但决定氨基酸的密码子是但决定氨基酸的密码子是 种种。（包括起始密码子）。（包括起始密码子）所有生物的密码子是所有生物的密码子是 的。的。6161

14、6464一种密码子决定一种密码子决定 氨基酸，氨基酸，但一种氨基酸可以由但一种氨基酸可以由 不同的密码子决定。不同的密码子决定。 1 1种或几种种或几种相同相同1 1种种3 3 一侧有三个特异的碱基：一侧有三个特异的碱基：反密码子反密码子。 另一侧特异性结合另一侧特异性结合某一种氨基酸某一种氨基酸。 细胞内一共有细胞内一共有61种种trna。a a uag u异异亮氨酸亮氨酸酪氨酸酪氨酸翻译的执行者翻译的执行者-转运转运rna（trna）acgug a uuamrna 细胞质细胞质翻译的过程翻译的过程acgug a uuau a c 甲硫氨甲硫氨酸酸ac u 天冬天冬氨酸氨酸 核糖体核糖体mr

15、namrna与核糖体结合与核糖体结合. .1 1、起始、起始第一第一位置位置 第二第二位置位置 acgug a uuau a c 甲硫氨甲硫氨酸酸ac u 天门冬天门冬酰氨酰氨 trnatrna上的上的反密码子反密码子与与 mrnamrna上的上的密码子密码子互补配互补配对对 。acgug a uuau a c 甲硫氨甲硫氨酸酸ac u 天门冬天门冬酰氨酰氨aug 异亮氨酸异亮氨酸 trnatrna 将氨基酸转运到将氨基酸转运到 mrnamrna上的上的 相应位置相应位置 。2 2、延伸、延伸acgug a uuau a c 甲硫氨甲硫氨酸酸ac u 天门冬天门冬酰氨酰氨aug 异亮氨酸异亮氨

16、酸 两个氨基酸分子缩合两个氨基酸分子缩合缩合缩合acgug a uuau a c 甲硫甲硫 氨酸氨酸ac u 天冬氨天冬氨酸酸aug 异亮氨酸异亮氨酸 核糖体随着核糖体随着mrnamrna滑动。另一个滑动。另一个trnatrna上的碱基与上的碱基与mrnamrna上的密码子配对上的密码子配对. . acgug a uuau a c 甲硫氨甲硫氨酸酸ac u 天门冬天门冬酰氨酰氨aug 异亮氨酸异亮氨酸 一个个氨基酸分子按照预定的顺序缩合成多肽链。一个个氨基酸分子按照预定的顺序缩合成多肽链。acgug a uuau a cac u 天门冬天门冬酰氨酰氨aug 异亮氨酸异亮氨酸 t trnarna

17、离开，再去转运新的氨基酸。离开，再去转运新的氨基酸。 甲硫氨甲硫氨酸酸acgug a uuaauaug 甲硫氨甲硫氨酸酸 天门冬天门冬酰氨酰氨 异亮氨酸异亮氨酸以以mrnamrna为模板形成了有一定氨基酸顺序的多肽为模板形成了有一定氨基酸顺序的多肽链。链。 3 3、终止、终止从基因的表达过程可以看出：从基因的表达过程可以看出：dnadna（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使了信使rnarna中中 的排列顺序，进而决定的排列顺序，进而决定 的的排列顺序，最终决定了排列顺序，最终决定了 的的结构和功能特异常。结构和功能特异常。核糖核苷酸核糖核苷酸/密码子密码子

18、氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质a ac cu ug gg ga au uc cu umrnamrnatrnatrnau ug ga ca cc cu au ag ga a苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸 转录转录翻译翻译蛋白质蛋白质 dna dna（基因）（基因）a ac ct tg gg ga at tc ct tt tg ga ac cc ct ta ag ga a肽键肽键 肽键肽键dna碱基数：碱基数：mrna碱基数：氨基酸数量碱基数：氨基酸数量=6：3：1（基因）（基因）2、下列过程中，不出现碱基互补配对的是、下列过程中，不出现碱基互补配对的是 ( ) a . dna 分子的复制分子的复

19、制 b 目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合 c 以以 mrna 为模板合成蛋白质为模板合成蛋白质 d . rna 通过核孔转移到细胞质中通过核孔转移到细胞质中 d3、在蛋白质合的合成过程中，决定蛋白质种类的是：、在蛋白质合的合成过程中，决定蛋白质种类的是： （ ） a、核苷酸、核苷酸 b、信使、信使rna c、核糖体、核糖体 d、转运、转运rna4、下列哪一项不可能是遗传密码（、下列哪一项不可能是遗传密码（ ）a. atc b. uuc c. cag d. ggcba 巩固练习：巩固练习：1、dna分子上的某个基因片段含有分子上的某个基因片段含有1800对碱基，由它控对碱基，由它控 制合

20、成的蛋白质分子最多含有的氨基酸数为制合成的蛋白质分子最多含有的氨基酸数为 （ ） a 1800 b.900 c600 d300c5某生物基因单链的一段是某生物基因单链的一段是 g c a g a c a a a ，若以此链为模板，经转录翻译形成的多肽链上所，若以此链为模板，经转录翻译形成的多肽链上所对应的氨基酸顺序是（对应的氨基酸顺序是（ ）。）。苯丙氨酸苯丙氨酸uuu； 天冬氨酸天冬氨酸gac亮氨酸亮氨酸cug； 赖氨酸赖氨酸aaa精氨酸精氨酸cgu； 丙氨酸丙氨酸gcaa、 b、 c 、 d、 d6、将一个被、将一个被 15n标记的标记的dna分子放人到含分子放人到含 14n的培养液中培养

21、的培养液中培养 ，让其连续复制，让其连续复制2代，则子代代，则子代dna分子中含有分子中含有15n标记的标记的dna分分子数是子数是 ( ) a 0 b2 c4 d6b7 7下图表示某真核细胞中遗传信息传递的部分过程，图甲过程下图表示某真核细胞中遗传信息传递的部分过程，图甲过程发生在细胞核中，图乙过程发生在细胞质中，请据图回答：发生在细胞核中，图乙过程发生在细胞质中，请据图回答：（）图中涉及的遗传信息的传递方向为：（）图中涉及的遗传信息的传递方向为： （以流程图的形式表示）。（以流程图的形式表示）。（）图甲所示为（）图甲所示为 过程，在过程，在 催化作用下催化作用下完成（中填数字，完成（中填数

22、字， 上填名称）。上填名称）。（）在化学成分上物质（）在化学成分上物质与物质与物质的主要区别是的主要区别是 （）（）表示一种细胞器，其名称为表示一种细胞器，其名称为 ，图甲中的，图甲中的物质形成后，需物质形成后，需穿过穿过 层生物膜才能进入细胞器层生物膜才能进入细胞器。（）完成图乙所示过程，还需搬运氨基酸的搬运工参与，这里的搬运工（）完成图乙所示过程，还需搬运氨基酸的搬运工参与，这里的搬运工是指是指 ，其种类很多，每种能识别并搬运，其种类很多，每种能识别并搬运 （填一种（填一种或多种）氨基酸，该物质一端的个碱基称为或多种）氨基酸，该物质一端的个碱基称为 ，可以与，可以与物质上物质上的个相邻碱基

23、互补配对。的个相邻碱基互补配对。第二节：基因对性状的控制第二节：基因对性状的控制一、中心法则的提出及其发展1 1、19571957年克里克提出中心法则：年克里克提出中心法则：资料分析：资料分析：并写出遗传信息的并写出遗传信息的传递方向传递方向 1965 1965年，科学家在年，科学家在rnarna肿瘤病毒肿瘤病毒里里发现了一种发现了一种rnarna复制酶复制酶，像，像dnadna复制复制酶能对酶能对dnadna进行复制一样，进行复制一样，rnarna复制复制酶能对酶能对rnarna进行复制进行复制。rna rna rna复制酶复制酶 1970 1970年，科学家在致癌的年，科学家在致癌的rna

24、rna病毒病毒中发现中发现逆转录酶逆转录酶，它能以，它能以rnarna为模板为模板合成合成dnadna。rna dna 逆转录酶逆转录酶 1982 1982年，科学家发现年，科学家发现疯牛病疯牛病是由一种结构是由一种结构异常的异常的蛋白质蛋白质在脑细胞内在脑细胞内大量增值大量增值引起引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，蛋白质，可能可能促使与其具有相同氨基酸序促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误，从而导列的蛋白质发生同样的折叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质的形成。致大量结构异常的蛋白质的形成。蛋白质蛋白质 蛋白质蛋白质 3. 中

25、心法则的地位：是生命体系中最核心、中心法则的地位：是生命体系中最核心、最简约、最本质的规律最简约、最本质的规律二、基因对性状的控制方式二、基因对性状的控制方式编码淀粉分支酶编码淀粉分支酶的基因的基因指导指导 合成合成dna中插入了一中插入了一段外来段外来dna序列序列蔗糖蔗糖合成合成淀粉淀粉促使促使引起引起编码淀粉分支酶编码淀粉分支酶的的基因异常基因异常淀粉分支酶不能正常合成淀粉分支酶不能正常合成蔗糖含量高蔗糖含量高蔗糖不能合成淀粉蔗糖不能合成淀粉淀粉分支酶淀粉分支酶淀粉含量升高淀粉含量升高白白化化病病 白化病是一白化病是一种较常见的皮肤种较常见的皮肤及其附属器官黑及其附属器官黑色素缺乏所引起

26、色素缺乏所引起的疾病。的疾病。 这类病人通这类病人通常是全身皮肤、常是全身皮肤、毛发、眼睛缺乏毛发、眼睛缺乏黑色素，表现出黑色素，表现出怕光等行为怕光等行为 控制酶形成的控制酶形成的基因基因异常异常控制酶形成的控制酶形成的基因基因正常正常酪氨酸酶酪氨酸酶不能正常合成不能正常合成酪氨酸酶酪氨酸酶正常合成正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素酪氨酸不能正常转化为黑色素酪氨酸能正常转化为黑色素酪氨酸能正常转化为黑色素缺乏黑色素而表现为缺乏黑色素而表现为白化病白化病表现正常表现正常由这二个实例大家可以总结出什么共同点？由这二个实例大家可以总结出什么共同点？1、基基因通过控制因通过控制酶酶的的合成合成来控制

27、代谢的来控制代谢的过程，过程，间接间接控控制生物体的性状制生物体的性状 豌豆的圆粒与皱粒豌豆的圆粒与皱粒 人的白化病人的白化病 控制血红蛋白形成的控制血红蛋白形成的基因中一个碱基对变化基因中一个碱基对变化血红蛋白的结构发生变化血红蛋白的结构发生变化红细胞红细胞呈镰刀状呈镰刀状红细胞容易破裂，患溶血性贫血红细胞容易破裂，患溶血性贫血m氨基酸氨基酸血红蛋白血红蛋白（结构蛋白）（结构蛋白）正常正常异常异常缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸突变突变编码跨膜蛋白（编码跨膜蛋白（cftrcftr）的基因）的基因缺失缺失了了3 3个碱基对个碱基对导致导致cftrcftr蛋白缺少苯丙氨酸，影响了蛋白缺少苯丙氨酸，影响了

28、cftr蛋白结构蛋白结构使使cftr转运氯离子的功能异常，患者支气管内黏液增多转运氯离子的功能异常，患者支气管内黏液增多黏液增多，支气管管腔受阻，细菌大量繁殖，肺黏液增多，支气管管腔受阻，细菌大量繁殖，肺部功能严重受损部功能严重受损2 2、基因、基因通过控制通过控制蛋白质蛋白质分子的结构分子的结构来直接控制来直接控制性状性状。囊性纤维病囊性纤维病镰刀型贫血症镰刀型贫血症 基因基因结构蛋白结构蛋白细胞结构细胞结构生物性状生物性状酶或激素酶或激素 细胞代谢细胞代谢生物性状生物性状蛋白质蛋白质直接控制作直接控制作用用间接控制作间接控制作用用dnadna的多样性的多样性蛋白质的多样性蛋白质的多样性生物界的多样性生物界的多样性决定决定导致导致根本原因根本原因直接原因直接原因/ /物质基础物质基础表现形式表现形式基基因控制生物体的性状，而性状的因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响。形成同时还受到环境的影响。性状性状基因基因外界环境外界环境 性状的形成往往是内因（基因）与外性状的形成往