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1、1第六章 遗传信息的传递和表达第一节 遗传信息2钱永健 美籍华人2008年诺贝尔化学奖得主钱学森 中国导弹之父钱氏杰出人才：一诺奖、二外交家、三科学家、四国学大师、五全国政协副主席、十八中国两院院士 、100各国院士3细胞核4细菌类型细菌类型荚膜荚膜致病致病R型型无无无无S型型有有有有两种肺炎双球菌的比较两种肺炎双球菌的比较S型型R型型S型型R型型51928年年 格里菲斯格里菲斯英英 肺炎双球菌肺炎双球菌体内转化实验体内转化实验S型型R型型加热加热S型型加热加热S型与型与R型混合型混合加热加热S型型加热加热S型与型与R型混合型混合?6艾弗里的肺炎球菌体外转化实验的思路艾弗里的肺炎球菌体外转化实

2、验的思路选用肺炎双球菌选用肺炎双球菌为了弄清转化因子到底是什么？为了弄清转化因子到底是什么？ 将将S型细菌中的多糖、型细菌中的多糖、 蛋白质、脂类和蛋白质、脂类和DNA等提取出来，分别与等提取出来，分别与R 型细菌进行混合培养。型细菌进行混合培养。1、实验材料：、实验材料：2、实验目的：、实验目的：3、实验操作：、实验操作：7肺炎双球菌转化试验肺炎双球菌转化试验提取提取S活菌活菌多糖多糖脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNADNA酶解酶解DNASR R R R S R分别与分别与 R R 型型 活活 菌菌 混混 合合 培培 养养结论：结论：DNADNA才是使才是使R R型菌产生稳定遗传变化的物质型菌产

3、生稳定遗传变化的物质8S型活细菌型活细菌多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA DNA 分别与分别与R型活细菌混合培养型活细菌混合培养RRRRRS艾弗里肺炎双球菌的体外转化实验艾弗里肺炎双球菌的体外转化实验DNADNA酶酶结论：结论：DNA是使是使R型菌转换为型菌转换为S型菌的物质型菌的物质919521952年赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验年赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验赫尔希（赫尔希（Hershey,Alfred Day) 美国微生物学家美国微生物学家 1969年诺贝尔生理学和医学奖年诺贝尔生理学和医学奖 10 噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体中60%是蛋白质,40%是D

4、NA.蛋白质蛋白质外壳外壳DNA噬菌体侵染细菌的过程模拟噬菌体侵染细菌的过程模拟.11噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌噬菌体：寄生于细菌的病毒噬菌体：寄生于细菌的病毒DNADNA蛋白质蛋白质12含含99%99%不含不含含含1%1%蛋白外壳蛋白外壳DNA可用放射性同位素可用放射性同位素3535S S标记蛋白外壳，标记蛋白外壳，用用3232P P标记标记DNADNA13离心离心蛋白质外壳未进入细菌内。蛋白质外壳未进入细菌内。这说明了什么？这说明了什么？实验过程实验过程蛋白质蛋白质病毒病毒细菌细菌14离心离心DNA进入细菌内进入细菌内这说明了什么？这说明了什么？DNA病毒病毒细菌细菌15问题：是不是所有

5、生物都具备DNA?烟草花叶病毒HIV病毒甲流病毒16烟草花叶病毒烟草花叶病毒病毒病毒RNA病毒蛋白质病毒蛋白质正常的烟草叶正常的烟草叶感染病毒的烟草叶感染病毒的烟草叶烟草花叶病毒侵染实验烟草花叶病毒侵染实验烟草花叶病毒17探索遗传物质的过程探索遗传物质的过程格里菲思的肺炎双球菌体内转格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验化实验结论：已经被加热杀死的结论：已经被加热杀死的S型细菌中，必型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质转然含有某种促成这一转化的活性物质转化因子化因子艾弗里肺炎双球菌体外转化实艾弗里肺炎双球菌体外转化实验验结论：结论：DNA是转化因子是转化因子 肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化

6、实验表明：表明： DNA是遗传物质是遗传物质赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验证明：证明：DNA是遗传物质是遗传物质烟草花叶病毒侵染实验烟草花叶病毒侵染实验结论：结论：RNA是遗传物质是遗传物质结论：遗传物质结论：遗传物质核酸核酸 主要遗传物质主要遗传物质DNA18钱永健 美籍华人2008年诺贝尔化学奖得主我的DNA来自中国，我还有不少亲戚在那里。我们家是一个中国文化和美国文化的混合体。19噬菌体侵染细菌的过程：吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放20噬菌体侵染细菌的过程注入注入复制、合成复制、合成组装组装释放释放吸附吸附2122用用32P标记的标记的细菌

7、细菌用用35S标记的标记的细菌细菌同位素标记过程同位素标记过程新形成的新形成的噬菌体噬菌体侵染过程侵染过程23结论：DNA是遗传物质； 在不含DNA的某些病毒中， 遗传物质是_。24烟草花叶病毒烟草花叶病毒2526结论：DNA是遗传物质； 在不含DNA的某些病毒中， 遗传物质是RNA。27遗传物质的特点能贮存巨大数量的遗传信息能精确自我复制并能传给后代化学性质稳定DNA具有怎样的结构，使它既有多样性又有一定的稳定性而且能自我复制28提出提出 DNADNA分子的双螺旋模型分子的双螺旋模型1953年年沃森与克里克沃森与克里克29DNA的双螺旋结构 1 1、 DNADNA分子的基本单位分子的基本单位

8、P脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基A A 腺嘌呤腺嘌呤G G 鸟嘌呤鸟嘌呤C C 胞嘧啶胞嘧啶T T 胸腺嘧啶胸腺嘧啶30 鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸P脱氧脱氧核糖核糖AP脱氧脱氧核糖核糖TP脱氧脱氧核糖核糖GP脱氧脱氧核糖核糖C2 2、4 4种脱氧核苷酸：种脱氧核苷酸： 腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸313 3、脱氧核苷酸的连接、脱氧核苷酸的连接P P脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基P P脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基32脱氧核糖核苷酸可聚合成单链ATGC33生物化学家埃尔文生物化学家埃尔文查哥夫的实验数据查哥

9、夫的实验数据样本来源样本来源A AG GC CT T人肝脏人肝脏30.330.319.519.519.919.930.330.3人胸腺人胸腺30.930.919.919.919.819.829.429.4青鱼精子青鱼精子27.827.822.222.222.622.627.527.5酵母酵母31.731.718.218.217.417.432.632.6比较每一种DNA中A、C、G和T的含量344. 4. 双链如何形成双链如何形成A AT TC CG GA AT TC CG G碱基互补碱基互补配对原则配对原则A=TA=T C CG G一个一个DNADNA分子中分子中 的多个核苷酸中总是的多个核

10、苷酸中总是A=T C=GA=T C=G35碱基互补配对原则碱基互补配对原则A AT TC=GC=GT+CT+CA AG G1 1DNA分子的一条链上（分子的一条链上（A+ G ）（）（C+ T）= a，则该，则该链的互补链上相应比例应为链的互补链上相应比例应为 1/a（A1+T1）/（A2+T2）=1（G1+C1）/（G2+C2）=1365、DNADNA分子的立体双螺旋结构分子的立体双螺旋结构 两条多核苷酸链反向两条多核苷酸链反向 平行排列平行排列ATGCATGC双螺旋双螺旋5端端3端端3端端5端端37罗莎琳德富兰克林：X射线晶体照相专家射线晶体照相专家螺旋结构螺旋结构38ATGCATGC外侧

11、外侧内侧内侧由脱氧核糖和磷酸由脱氧核糖和磷酸交替排列交替排列碱基对碱基对按配对原则按配对原则连接连接稳定性稳定性空间结构空间结构双螺旋双螺旋DNA分子的特点39DNA分子立体结构DNA分子平面结构40DNA分子的特点2.2.决定了决定了分子的多样性分子的多样性1.1.决定了决定了分子的特异性分子的特异性不同的碱基对排列顺序和不同数目不同的碱基对排列顺序和不同数目的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸 n n个碱基对的个碱基对的 排列方式排列方式, ,可能有可能有 种种4 4n n多样性多样性在在DNA结构中与自我复制有关的信息会是什么呢？结构中与自我复制有关的信息会是什么呢？41意义：标志着分子生物学的诞生

12、意义：标志着分子生物学的诞生DNA分子结构小结种元素种元素种基本单位种基本单位类物质类物质条脱氧核苷酸链条脱氧核苷酸链双螺旋结构双螺旋结构五五四四三三两两一个一个42DNA 遗传信息 基因 蛋白质 性状遗传信息遗传信息：DNA中脱氧核苷酸的排列顺序基因基因：具有遗传效应的DNA片段为什么说不同的DNA所携带的遗传信息不同？控制蛋白质蛋白质合成蛋白质结构体现生物的性状性状DNA的多样性的多样性蛋白质的多样性蛋白质的多样性生物多样性生物多样性43第六章 遗传信息的传递和表达第二节 DNA复制和蛋白质合成4445看看谁最像？看看谁最像？46你知道为什么孩子和父母相似吗？遗传物质怎样传给后代？遗传物质

13、怎样传给后代？47遗传物质怎样传给后代？遗传物质怎样传给后代？48DNADNA复制复制想一想：DNA分子进行复制有必要吗？ DNA什么时候需要复制？ 49AAATTTGGGGCCCATCDNA平面模式图DNA复制过程50AAATTTGGGGCCCATCAGCTCGT游离的游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸与复制与复制有关的酶有关的酶注意，此处注意，此处氢键将被打开！氢键将被打开！DNA分子利用细胞提供的，在的作用下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋解旋。51AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT在酶的催化下在酶的催化下氢键已被打开氢键已被打开52AAATTTGGGGCCCATCCAGT

14、CGT亲代亲代DNA的的两条链作为模板两条链作为模板53AAATTTGGGGCCCATCCTAGTCG还未解旋刚解旋所以DNA复制特点之一是:边解旋边复制边解旋边复制通过碱基互补通过碱基互补配对脱氧核苷酸配对脱氧核苷酸结合到母链上结合到母链上已在复制54AAATTTGGGGCCCATCAAATTTGGGGCCCATC一个子代DNA另一个子代DNA5556nDNA复制过程1nDNA复制过程257DNA复制后产生的复制后产生的每个子代每个子代DNA分子分子中，都有一条单链是中，都有一条单链是原原DNA保留下来的，保留下来的，而另一条单链是新合而另一条单链是新合成的。这种复制方式成的。这种复制方式我

15、们称其为我们称其为半保留复制半保留复制。解旋解旋合成合成复旋复旋58DNA分子复制时需何条件？分子复制时需何条件？ 酶酶 ：能量：能量：原料：原料：原则：原则：时间：时间：场所：场所：模板模板 ：解旋酶等解旋酶等四种游离的脱氧核苷酸四种游离的脱氧核苷酸碱基互补配对原则碱基互补配对原则细胞分裂之前细胞分裂之前主要在细胞核内主要在细胞核内DNA解开的两条单链解开的两条单链ATP是直接的能源物质是直接的能源物质特点：特点：边解旋边复制边解旋边复制半保留复制半保留复制59为什么复制能形成两条完全相同的为什么复制能形成两条完全相同的DNADNA，并且它们都和亲代，并且它们都和亲代DNADNA一样？一样？

16、AGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTC+1、DNA分子的独特的双螺旋结构为复制分子的独特的双螺旋结构为复制DNA提供精确的模板。提供精确的模板。60为什么复制能形成两条完全相同的为什么复制能形成两条完全相同的DNADNA，并且它们都和亲代，并且它们都和亲代DNADNA一样？一样？AGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTC+碱基互补配对能力保证了复制能够碱基互补配对能力保证了复制能够准确无误地进行。准确无误地进行。61DNADNA复制有何重要的意义？复制有何重要的意义？保持前后代遗传信

17、息保持前后代遗传信息的连续性。的连续性。62过程 模板 原料 原则 结果 方式 意义 n过程：边解旋边复制n模板：DNA两条链n原料：细胞内游离的脱氧核苷酸n原则：A-T C-Gn结果：一条子链+一条母链=新DNAn方式：半保留复制n意义：生物遗传特性保持相对稳定63DNADNA的复制课堂小结的复制课堂小结时间：时间： 细胞分裂之前细胞分裂之前过程：过程：解旋解旋合成子链合成子链模板：模板： 亲代亲代DNA提供提供原料：原料：原则：原则：条件：条件：游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸碱基互补配对原则碱基互补配对原则能量能量酶酶特点：特点：边解旋边复制边解旋边复制半保留复制半保留复制意义：意义：

18、保持前后代遗传信息的连续性保持前后代遗传信息的连续性复旋复旋64课堂练习课堂练习2、下列关于、下列关于DNA复制过程的正确顺序是（复制过程的正确顺序是（ ） 互补碱基对间氢键断裂互补碱基对间氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键互补碱基对之间形成氢键DNA分子在解旋酶作用下解旋分子在解旋酶作用下解旋 以母链为模板进行碱基以母链为模板进行碱基互补配对互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋结构子链与母链盘旋成双螺旋结构A B C DC 1 1、 在生物实验室内模拟生物体在生物实验室内模拟生物体DNADNA复制所必需的条件是（复制所必需的条件是（ ） 酶类酶类 游离四种脱氧核苷酸游离四种脱氧核苷酸 ATP AT

19、P DNA DNA分子分子 mRNA mRNA tRNA tRNA 适宜的温度适宜的温度 适宜的适宜的PHPH值值 A.A. B. B. C. C. D. D.D65课堂练习课堂练习3、DNA分子解旋时，下列哪一组碱基被解开（分子解旋时，下列哪一组碱基被解开（ ）A 鸟嘌呤和腺嘌呤鸟嘌呤和腺嘌呤 B 胸腺嘧啶和胞嘧啶胸腺嘧啶和胞嘧啶C 腺嘌呤和胸腺嘧啶腺嘌呤和胸腺嘧啶 D 腺嘌呤和胞嘧啶腺嘌呤和胞嘧啶C4、下面关于、下面关于DNA复制过程的描述，错误的是（复制过程的描述，错误的是（ ）A 复制需要能量复制需要能量 B边解旋边复制边解旋边复制C 复制需要氨基酸和酶复制需要氨基酸和酶 D 复制遵循

20、碱基互补配对原则复制遵循碱基互补配对原则 C5、若对一个、若对一个DNA分子进行标记分子进行标记, 经过经过4次复制后，含有标记次复制后，含有标记DNA分子数占分子数占DNA总数的（总数的（ ）A 1/6 B 1/8 C 1/4 D 1/2 B66根据半保留复制和碱基互补配对原则根据半保留复制和碱基互补配对原则一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有多少个次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？母链多少条？子链多少条？DNA分子数分子数=2n脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数=2n+1母链数母链数=子链数子链数=22n+1 2 解析：所用知识为解析：

21、所用知识为“半保留复制半保留复制”和和“碱基互补配对原则碱基互补配对原则”，并图示，并图示分析。分析。ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT连续第一次复制连续第一次复制连续第二次复制连续第二次复制连续第连续第n次复制次复制解：解：答：答：一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有次后，共有2n个个DNA，2n+1条脱氧核苷酸链，母链条脱氧核苷酸链，母链2条，条，子链子链2n+1 2条条67 6. 6.有人试图通过实验来了解有人试图通过实验来了解H5N1H5N1禽流感病毒侵入家禽的禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如图

22、：一些过程，设计实验如图： 一段时间后，检测子代一段时间后，检测子代H5N1H5N1病毒的放射性及病毒的放射性及S S、P P元素，下表对结果的元素，下表对结果的预测中，最可能发生的预测中，最可能发生的是是 D68 7. 7. 用用1515N N标记细菌的标记细菌的DNADNA分子，再将它们放入含分子，再将它们放入含1414N N的培养的培养基中连续繁殖四代，基中连续繁殖四代，a a、b b、c c为三种为三种DNADNA分子；分子；a a只含只含1515N N，b b同同时含时含1414N N和和1515N N，c c只含只含1414N N。如下图，这三种。如下图，这三种DNADNA分子的比

23、例正分子的比例正确的是确的是 D69 8. 8.已知在已知在DNADNA分子的一条单链中分子的一条单链中(A(AG)/(TG)/(TC)C)m m，求：，求：(1)(1)在另一互补链中这种比例是在另一互补链中这种比例是_。(2)(2)这个比例关系在整个这个比例关系在整个DNADNA分子中是分子中是_。当在一单链中，当在一单链中，(A(AT)/(GT)/(GC)C)n n时：时：(3)(3)在另一互补链中这种比例是在另一互补链中这种比例是_。(4)(4)这个比例关系在整个这个比例关系在整个DNADNA分子中是分子中是_。 (5)(5)某某DNADNA分子中，分子中，G GC C之和占全部碱基的之

24、和占全部碱基的35.8%35.8%，一条链的，一条链的T T与与C C分别占该链碱基总数的分别占该链碱基总数的32.9%32.9%和和17.1%17.1%，则它的互补链中，则它的互补链中，T T和和C C分别占该链碱基总数的分别占该链碱基总数的A A32.9%32.9%或或17.1%17.1% B B31.3%31.3%和和18.7%18.7%C C18.7%18.7%和和31.3% D31.3% D17.2%17.2%和和32.9%32.9%答案(1)1/m(2)1(3)n(4)n(5)B 70 9. 9.从某生物组织中提取从某生物组织中提取DNADNA进行分析，其四种碱基数的比进行分析，其

25、四种碱基数的比例是鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基数的例是鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基数的46%46%，又知该，又知该DNADNA的的一条链一条链(H(H链链) )所含的碱基中所含的碱基中28%28%是腺嘌呤，则与是腺嘌呤，则与H H链相对应的链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的 A A26%26%B B24% C24% C14% D14% D11%11% A71 10. 10. 亚硝酸盐可使亚硝酸盐可使DNADNA的某些碱基脱去氨基，碱基脱氨基的某些碱基脱去氨基，碱基脱氨基后的变化如下：后的变化如下：C C转变为转变为U(UU(U与与A A配对配对) )

26、，A A转变为转变为(为次黄为次黄嘌呤，与嘌呤，与C C配对配对) )。现有一。现有一DNADNA片段为片段为，经亚硝酸盐，经亚硝酸盐作用后，若链中的作用后，若链中的A A、C C发生脱氨基作用，经过两轮复制后发生脱氨基作用，经过两轮复制后其子代其子代DNADNA片段之一为片段之一为( () )C72DNA 复制复制73DNA DNA （基因）（基因）在细胞核中在细胞核中蛋白质的合成蛋白质的合成在细胞质中在细胞质中控制控制1 1、细胞核与细胞质怎样发生联系？、细胞核与细胞质怎样发生联系？脱氧核苷酸序列脱氧核苷酸序列氨基酸序列氨基酸序列2 2、脱氧核苷酸序列怎样对应到氨基酸序列？、脱氧核苷酸序列

27、怎样对应到氨基酸序列？74nRNA的发现信使RNA（mRNA）转运RNA（tRNA）核糖体RNA（rRNA）75规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构通常呈单链结构脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胞嘧啶（胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（胞嘧啶（C）尿嘧啶（尿嘧啶（U）脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸DNADNA与与RNARNA分子的比较分子的比较76基因控制蛋白质的合成基因控制蛋白质的合成77基因控制蛋白质的合成基因控制蛋白质的合成: : 在细胞核内，以在细胞核内，以DNADNA

28、的的一条链为模板一条链为模板，按照按照碱基互补配对碱基互补配对的原则合成的原则合成RNARNA的过的过程。程。1 1、转录：、转录：78DNADNA的平面结构图的平面结构图AG T AC A A A T TCATG T TT A79以以DNADNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成RNARNADNADNAAG T AC A A A T UAGCUGACGGUUU游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸80AG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA RNA 聚合酶聚合酶 DNADNA与与RNARNA的碱基互补配对：的碱基互补配对：AUAU；GCGC；CGCG；TATA81AG T

29、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82AG T AC A A A T GCGACGGUUU UA83AG T AC A A A T GCGACGUUGU UA84AG T AC A A A T GCGACGUGU UAU85AG T AC A A A T GCGACGGU UAU U86AG T AC A A A T GCGACGGU UAU UA87AG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA U88AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U C89AG T AC A A

30、A T GGCGGU UAU UA U C形成形成 mRNA mRNA 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mRNAmRNADNADNA90AG T AC A A A T UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核细胞核 核孔核孔DNAmRNAmRNA在细胞核中合成在细胞核中合成91AG 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 UUAmRNA921. DNA的的转录转录a. DNA a. DNA 解旋，以一条链为模板合成解旋，以一

31、条链为模板合成RNARNAb. DNAb. DNA与与RNARNA的碱基互补配对：的碱基互补配对：AUAU ; TA ; TA； CGCG； GCGCc. 组成组成 RNA 的的核苷酸核苷酸一个个连接起来一个个连接起来场所：场所： 主要在主要在细胞核细胞核过程：过程：条件：条件：模板模板：DNA的一条链的一条链酶酶： RNA聚合酶聚合酶原料原料：四种核苷酸：四种核苷酸能量能量： ATP结果结果： 形成一条形成一条mRNA这样：这样：DNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上93mRNA控制蛋白质合成的实验证明原料：ATP、游离氨基酸、酶、核糖体试管内没有蛋白质合成

32、试管内没有蛋白质合成+ +烟草花叶病毒RNA合成了蛋白质合成了蛋白质94 1961年，尼仑伯格等人制备了仅含U的核苷酸链：uuuuuuuuu，与酶、核糖体、ATP及各种氨基酸混合，得到了仅由苯丙氨酸构成的肽链。尼仑伯格结论是：？95假说：蛋白质的遗传密码由三个碱基排列组合而成 mRNA上的核苷酸序列怎样转变为氨基酸序列？实验：制备核苷酸链：ACACACACAC苏氨酸组氨酸苏氨酸组氨酸结论是：？ACA苏氨酸CAC组氨酸UUU苯丙氨酸密码子96密 码 子 表97UCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子mRNAmRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基上决定氨基酸的三个相邻

33、的碱基mRNA上的碱基序列被称为遗传密码上的碱基序列被称为遗传密码98蛋白质蛋白质DNADNA转录转录mRNAmRNA氨基酸氨基酸转运转运RNARNA在核糖体合成在核糖体合成一定顺序排列一定顺序排列A A U氨基酸氨基酸两者结合两者结合模板：密码子模板：密码子？99tRNA的一端运载着氨基酸亮氨酸亮氨酸天冬氨酸天冬氨酸异亮氨酸异亮氨酸 反密码子反密码子转运转运 RNARNA（tRNA)tRNA)A A UAUGAC U100 在细胞质中在细胞质中, ,以以mRNAmRNA为模板为模板, ,合成具合成具有有一定氨基酸顺序一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。的蛋白质的过程。基因控制蛋白质的合成基因控制蛋

34、白质的合成: :2 2、翻译、翻译: :101UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质细胞质中的细胞质中的mRNAmRNA102UCAUG A UUA 核糖体核糖体1 1 、mRNAmRNA与核糖体结合与核糖体结合2 2 、 tRNA将氨基酸转运到将氨基酸转运到mRNA上的相应位置上的相应位置A A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天冬氨天冬氨酸酸tRNA上的反密码子与上的反密码子与 mRNA上的密码子互补配对上的密码子互补配对103UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天冬氨天冬氨酸酸AUG 异亮氨酸异亮氨酸3.核糖体在核糖体在mRNA上滑动上滑动. 另一个另一个 tRNA

35、上的碱基与上的碱基与mRNA上上的密码子配对的密码子配对.4 4 、两个氨基酸分子缩合、两个氨基酸分子缩合缩合缩合104UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天冬氨天冬氨酸酸AUG异亮氨酸异亮氨酸一个个氨基酸分子缩合成链状结构一个个氨基酸分子缩合成链状结构105A A UAC UAUG 亮氨酸亮氨酸 天冬氨天冬氨酸酸 异亮氨酸异亮氨酸以以mRNAmRNA为模板形成了有一定为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质氨基酸顺序的蛋白质106场所：场所： 细胞质的细胞质的核糖体核糖体 成分：成分：RNA+蛋白质蛋白质过程：过程：条件：条件：模板模板：mRN(密码子密码子)原料原料：20种

36、氨基酸种氨基酸能量能量： ATP结果结果： 多肽多肽翻译翻译翻译者：翻译者： 转运转运RNA ( tRNA )下面我们在看一下下面我们在看一下动画动画107信息传递信息传递DNA上的遗传信息上的遗传信息（脱氧核苷酸的排列顺序）（脱氧核苷酸的排列顺序）转录转录细胞核细胞核mRNA(核糖核苷核糖核苷酸的排列顺序酸的排列顺序)翻译翻译细胞质细胞质蛋白质蛋白质（特定的氨基（特定的氨基酸顺序）酸顺序）遗传信息的传递只有这种遗传信息的传递只有这种模式模式吗？吗？中心法中心法则则DNA转录转录RNA翻译翻译蛋白质蛋白质(性状性状)逆转录逆转录基因对性状的控制基因对性状的控制控制酶的合成来间接控制代谢过程而控

37、制性状控制酶的合成来间接控制代谢过程而控制性状控制蛋白质分子的结构而直接影响性状控制蛋白质分子的结构而直接影响性状108伽罗德的发现：黒尿病伽罗德的发现：黒尿病 酶 酶苯丙氨酸 酪氨酸 尿黑酸酶（尿黑酸氧化酶）反丁烯二酸乙烯乙酸109小结： DNA DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使分子的脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使RNARNA中核糖核苷酸的排列顺序，信使中核糖核苷酸的排列顺序，信使RNARNA中核糖核苷中核糖核苷酸的排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序，氨基酸酸的排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序，氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特异的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的

38、特异性，从而使生物表现出各种遗传性状。性，从而使生物表现出各种遗传性状。DNADNARNARNA蛋白质（性状）蛋白质（性状）转录转录逆转录逆转录翻译翻译中心法则中心法则复制复制复制复制110复制转录翻译场所细胞核细胞核细胞质核糖体模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸产物两个DNARNA多肽链配对原则A-T G-CA-U T-A G-C三个相邻碱基决定一种氨基酸111DNA复制转录翻译场所原料产物配配对对原原则则模板链子链细胞核内细胞核内细胞核内细胞核内核糖体上核糖体上脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸氨基酸子代子代DNADNAmRNA

39、mRNA多肽链多肽链A T C GA T C GT A G CU A G CDNADNA复制，转录，翻译对比表复制，转录，翻译对比表A U C mRNAU A G tRNA112复制转录翻译场所模板原料产物原则细胞核 细胞核 细胞质核糖体DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸20种氨基酸两个DNA RNA 多肽链A-T G-C A-U T-A G-C 三个相邻碱基 决定一种氨基酸113例题分析： 1.1.牛胰岛素由牛胰岛素由5151个氨基酸组成，控制该蛋白质合成的基因个氨基酸组成，控制该蛋白质合成的基因 中中至少至少有多少个碱基？有多少个碱基？ 2.2.一个一个

40、tRNAtRNA一端的三个碱基顺序是一端的三个碱基顺序是GAUGAU，它转运的是亮氨，它转运的是亮氨 酸，决酸，决定此氨基酸的密码子是由哪个碱基序列转录而来？定此氨基酸的密码子是由哪个碱基序列转录而来？CTAGATDNAC U AGAU 亮氨酸mRNAtRNA1个氨基酸6个碱基3个碱基3个碱基分析：分析：2 GAT答案：答案：1 306转转录录翻翻译译114课堂练习：一，判断题：一，判断题：1 在转录过程中，碱基互补配对原则是：A与T，G与C配对。（ ）2 遗传信息是指蛋白质中的排列顺序。 （ ）3在真核细胞中，DNA的复制和转录主要发生在细胞核内，翻译发 生在细胞质内 （ ）二，选择题：二，

41、选择题：4 某基因有碱基1200个，它控制合成的蛋白质具有的氨基酸数为（ ） A 100个 B 200个 C300个 D 400个 5 在遗传信息的转录和翻译的过程中，翻译者是 （ ） A 核糖体 B 转运RNA C 氨基酸 D 信使RNABB115思考题： 1.1.牛胰岛素由牛胰岛素由5151个氨基酸组成，控制该蛋白质合成的个氨基酸组成，控制该蛋白质合成的基因基因 中中至少至少有多少个碱基？有多少个碱基？2.2.某基因含某基因含12001200个碱基对个碱基对, ,则由它控制合成的含有两条则由它控制合成的含有两条肽链的蛋白质分子中最多含有的肽键数是多少肽链的蛋白质分子中最多含有的肽键数是多少

42、? ?3.3.一个一个tRNAtRNA一端的三个碱基顺序是一端的三个碱基顺序是GAUGAU，它转运的是亮，它转运的是亮氨氨 酸，决定此氨基酸的密码子是由哪个碱基序列转录酸，决定此氨基酸的密码子是由哪个碱基序列转录而来？而来？116A密码子丙氨酸氨基酸转运RNAC信使RNAGGDNA双螺旋CCGATA GGU1.1.根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下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：面表格数码中填入相应的字母： 三三 填充题：填充题：CC117有关有关DNA中的碱基计算中的碱基计算（A+G）/（T+C）=（A+C）/（T+G）=（A1+T1）/

43、（A2+T2）=（G1+C1）/（G2+C2）=（A1+G1）/（T1+C1）=a，则（，则（A2+G2）/（T2+C2）=（A+G）/（A+T+G+C）=（A+T）/（A+T+G+C）=a，则（，则（A1+T1）/（A1+T1+G1+C1）=11111 / a1 / 2aDNA分子中嘌呤之和与嘧啶之和的比值相等。分子中嘌呤之和与嘧啶之和的比值相等。一条链中互补碱基的和等于另一条链中互补碱基的和。一条链中互补碱基的和等于另一条链中互补碱基的和。一条链中不互补碱基的和之比等于另一条链中这种比值的倒数。一条链中不互补碱基的和之比等于另一条链中这种比值的倒数。两链中不互补的碱基和与两链碱基总数之比等

44、于两链中不互补的碱基和与两链碱基总数之比等于50%（1/2）。）。两条链中互补碱基和与两条链碱基总数之比，与任意一条链的这种比值相等。两条链中互补碱基和与两条链碱基总数之比，与任意一条链的这种比值相等。118 已知已知AUGAUG、GUGGUG为起始密码子，为起始密码子，UAAUAA、UGAUGA、UAGUAG为终止密码子，为终止密码子，某信使某信使RNARNA的碱基排列顺序如下，则该信使的碱基排列顺序如下，则该信使RNARNA控制合成的蛋白控制合成的蛋白质中含有氨基酸的个数为质中含有氨基酸的个数为 AUUCGAUGACAUUCGAUGAC(40(40个碱基个碱基) )CUCUAGAUCUCU

45、CUAGAUCUA A20 20 B B15 C15 C16 16 D D1818C 下图为两个核糖体沿同一个下图为两个核糖体沿同一个mRNAmRNA分子移动翻译形成多肽链分子移动翻译形成多肽链的过程。对此过程的叙述不正确的是的过程。对此过程的叙述不正确的是 A A此过程主要是在细胞质中进行的此过程主要是在细胞质中进行的B B核糖体移动的方向为从左向右核糖体移动的方向为从左向右C C图中没有表示出来图中没有表示出来tRNAtRNAD D最终合成的两条多肽链中氨基酸最终合成的两条多肽链中氨基酸的数量不同的数量不同D119 人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病，人类白化病和苯丙酮尿症是由

46、于代谢异常引起的疾病，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中不能下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中不能得出的结论是得出的结论是( () )A A基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状B B基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状C C一个基因可以控制多种性状一个基因可以控制多种性状D D一个性状可以由多个基因控制一个性状可以由多个基因控制c120 RNA RNA干扰通常是指一种由双链干扰通常是指一种由双链RNARNA诱发的诱发的“基因沉默基因沉默”( (如下图如下图所示所示) )，

47、在此过程中，细胞中与双链，在此过程中，细胞中与双链RNARNA有同源序列的信使有同源序列的信使RNARNA被被降解，来干扰生物体本身的降解，来干扰生物体本身的RNARNA“信使信使”功能，从而抑制了致病基功能，从而抑制了致病基因的表达。美国哈佛医学院的科学家已经成功地利用因的表达。美国哈佛医学院的科学家已经成功地利用RNARNA干扰技干扰技术治愈了实验鼠的肝炎。目前，术治愈了实验鼠的肝炎。目前，RNARNA干扰治疗技术正在快速进入干扰治疗技术正在快速进入人体实验阶段。人体实验阶段。121根据上述材料回答：根据上述材料回答：(1)(1)下列是对下列是对RNARNA干扰现象的理解，你认为不正确的是

48、（干扰现象的理解，你认为不正确的是（) )A ARNARNA能抑制基因的表达能抑制基因的表达B BRNARNA会干扰生物体本身的会干扰生物体本身的mRNAmRNA的的“信使信使”功能功能C CRNARNA干扰现象可用于治疗某些疾病干扰现象可用于治疗某些疾病D DRNARNA干扰现象使细胞内特定干扰现象使细胞内特定mRNAmRNA的合成受阻的合成受阻122(2)(2)通过通过RNARNA干扰原理示意图可知，向生物体内注入微小干扰原理示意图可知，向生物体内注入微小RNARNA片段，片段，会干扰生物体本身的会干扰生物体本身的mRNAmRNA，导致相应蛋白质无法合成，从而使，导致相应蛋白质无法合成，从

49、而使特定基因沉默，这最能体现特定基因沉默，这最能体现RNARNA的哪项功能的哪项功能( () )A ARNARNA可以作为某些生物的遗传物质可以作为某些生物的遗传物质B BRNARNA是某些反应的催化剂是某些反应的催化剂C CRNARNA是基因表达的媒介是基因表达的媒介D DRNARNA在细胞中能自我复制在细胞中能自我复制(3)(3)老鼠细胞的老鼠细胞的_、_等细胞器中有等细胞器中有RNARNA的分布。的分布。(4)(4)你认为你认为RNARNA使基因处于关闭状态，是遗传信息传递的哪个过使基因处于关闭状态，是遗传信息传递的哪个过程受阻，为什么？程受阻，为什么？(5)(5)是否可以说是否可以说“

50、RNARNA也可以控制生物的性状也可以控制生物的性状”？结合以上材料，？结合以上材料，说明理由。说明理由。n(1)D(2)C(3)线粒体核糖体(4)翻译过程受阻，因为mRNA被降解，失去了翻译的模板。(5)可以。因为RNA可以干扰DNA功能，使之不能控制蛋白质的合成。从而可以控制生物性状；某些RNA病毒可以通过逆转录来合成DNA，从而控制生物的性状。123 已知已知a a、b b、c c、d d是某细菌是某细菌DNADNA片段上的片段上的4 4个基因，右图中个基因，右图中W W表示野生型，、分别表示三种缺失不同基因的突变表示野生型，、分别表示三种缺失不同基因的突变体，虚线表示所缺失的基因。若分

51、别检测野生型和各种突变体，虚线表示所缺失的基因。若分别检测野生型和各种突变体中某种酶的活性，发现仅在野生型和突变体中该酶有活体中某种酶的活性，发现仅在野生型和突变体中该酶有活性，则编码该酶的基因是性，则编码该酶的基因是( () )A Aa a B Bb Cb Cc c D Dd dB124 下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图回答下列问题。回答下列问题。(1)(1)完成过程需要完成过程需要_等物质从细胞质进入细胞核。等物质从细胞质进入细胞核。(2)(2)从图中分析，核糖体的分布从图中分析，核糖体的分布场所有场所有_。(3)(3

52、)已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程、，将该真菌分别接种到含溴化程、，将该真菌分别接种到含溴化 乙啶、氯霉素的培养基上培养，发现线粒体中乙啶、氯霉素的培养基上培养，发现线粒体中RNARNA聚合酶均保持聚合酶均保持很高活性。由此可推测该很高活性。由此可推测该RNARNA聚合酶由聚合酶由_中的基因指中的基因指导合成。导合成。(4)(4)用用鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNARNA含量显著减含量显著减少，那么推测少，那么推测鹅膏蕈碱抑制的过程是鹅膏蕈碱抑制的过程是_(_(填序号填序号) )，线，线粒体功能粒体功能_(_(

53、填填“会会”或或“不会不会”) )受到影响。受到影响。(1)ATP、核糖核苷酸、酶(2)细胞质基质和线粒体(3)核DNA(细胞核)(4)会125第六章 遗传信息的传递和表达第三节 基因工程与转基因生物126 所有生物都适用于中心法则，所有生物共用一套遗传密码，这个事实对你有启发吗？127转基因抗虫棉转基因抗虫棉128 什么叫基因工程？什么叫基因工程？ 基因工程又叫基因工程又叫基因拼接技术基因拼接技术或或DNA重重组技术组技术。该技术是在。该技术是在生物体外生物体外，通过对，通过对DNA分子进行人工分子进行人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，对生物的基因进行对生物的基因进行改造改造和和重新组合重新

54、组合，然后，然后导入受体细胞导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内因在受体细胞内表达表达，产生出人类所需要，产生出人类所需要的的基因产物基因产物。129 基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花普通棉花( (无抗虫特性无抗虫特性) )苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌提取提取抗虫基因抗虫基因与运载体与运载体DNADNA拼接拼接导入导入棉花细胞棉花细胞( (含抗虫基因含抗虫基因) )棉花植株棉花植株( (有抗虫特性有抗虫特性) ) 上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？130 基因工程培育抗虫棉的关键步骤：关键步骤一：关键步骤一：抗虫基因从苏

55、云金芽孢杆菌抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内细胞内提取出来提取出来关键步骤二：关键步骤二：抗虫基因抗虫基因与运载体与运载体DNADNA连接连接关键步骤三：关键步骤三：抗虫基因抗虫基因导入受体导入受体( (棉花棉花) )细胞细胞131 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？关键步骤一的工具：关键步骤一的工具：关键步骤二的工具：关键步骤二的工具：关键步骤三的工具：关键步骤三的工具：基因的基因的剪刀剪刀限制性内切酶限制性内切酶基因的基因的针线针线DNADNA连接酶连接酶基因的基因的运载工具运载工具运载体运载体132 基因的剪刀基因的剪刀限制性核酸内切酶（简称限制酶）限制性核酸内切酶（简称限制酶）基因操

56、作的工具特点：特异性。特点：特异性。 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割序列，并且能在特定的切点上切割DNADNA分子。分子。133 大肠杆菌大肠杆菌(E.coli)(E.coli)的一种限制酶能的一种限制酶能识别识别GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之间切开。之间切开。134135基因操作的工具 基因的针线基因的针线DNADNA连接酶连接酶 DNA DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合缝合”起起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的重组的DNADNA分子就形成了。分子就形成了。136基因操作的工具 基因的运载工具基因的运载工具运