DNA的转录和翻译实用教案

1、 DNA DNA分子是怎样控制遗传性状的？分子是怎样控制遗传性状的？现代现代(xindi)(xindi)遗传学认为：遗传学认为：生物的性状是由生物的性状是由 控制的控制的性状(xngzhung)是由 物质体现的基因(jyn)蛋白质DNA（基因）蛋白质（性状）？一、基因指导蛋白质的合成一、基因指导蛋白质的合成细胞核细胞质核糖体上第1页/共50页第一页，共51页。基因基因(jyn)(jyn)对性状的控制对性状的控制基因基因控制控制酶酶代谢代谢性状性状控制控制控制控制蛋白质的结构蛋白质的结构基因基因控制控制性状性状控制控制例如例如 ：白化病是由于：白化病是由于(yuy)(yuy)基因不正常，缺少基因

2、不正常，缺少酪氨酸酶，这个人就不能合成酪氨酸酶，这个人就不能合成黑色素。毛发白色，皮肤淡红黑色素。毛发白色，皮肤淡红色，畏光。色，畏光。第2页/共50页第二页，共51页。基本基本(jbn)(jbn)单位核糖核苷酸单位核糖核苷酸核糖碱 基磷酸(ln sun)A（腺嘌呤）G（鸟嘌呤）C（胞嘧啶）U(尿嘧啶)RNARNA的结构的结构1、RNARNA的化学结构的化学结构腺嘌呤A鸟嘌呤G胞嘧啶C尿嘧啶U碱 基核糖核苷酸核糖核酸核糖核酸(h tn h sun)第3页/共50页第三页，共51页。A 腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸G 鸟嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸C 胞嘧啶核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸U 尿

3、嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸2、核苷酸的种类、核苷酸的种类(zhngli)第4页/共50页第四页，共51页。3、RNA的结构的结构(jigu) RNA成单链结构，也没有碱基互补配对(pi du)情况。在细胞内对遗传信息的传递和蛋白质的合成起重要作用。AUGC第5页/共50页第五页，共51页。信使RNARNA（mRNA)mRNA)功能(gngnng)(gngnng)：将DNADNA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RNARNA（tRNA)tRNA)种类：多种核糖体RNA(rRNA)RNA(rRNA)；与核糖体的合成有关。4、RNA的种类(zhngli)第6页/

4、共50页第六页，共51页。RNA和DNA的区别(qbi)项目项目 RNA DNA名称名称组成组成基本单位基本单位结构结构存在部位存在部位功能功能核糖核酸(h tn h sun)脱氧核糖核酸核糖核苷酸脱氧(tu yng)（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 C、H、O、N、P 核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、U C、H、O、N、P 脱氧核糖、磷酸、 含氮碱基：A、G、C、T传递遗传信息携带遗传信息第7页/共50页第七页，共51页。二、遗传信息的转录(zhun l)1、转录：在细胞核内，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成(hchng)RNA的过程

5、。第8页/共50页第八页，共51页。TCATG T TT AAG T AC A A A T 转录(zhun l)发生在细胞核。这是一段展开的DNA.第9页/共50页第九页，共51页。AG T AC A A A T 1、解旋并以一条(y tio)链做为模板.TCATG T TT A第10页/共50页第十页，共51页。AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU2、在酶的作用下，以4种核糖核苷酸为原料，碱基互补(h b)配对RNA 聚合酶第11页/共50页第十一页，共51页。AG T AC A A A T AGCGACGGUUU U在酶的作用下，以4种核糖核苷酸为原料(yunlio)，

6、碱基互补配对，第12页/共50页第十二页，共51页。AG T AC A A A T GCGACGGUUU UA3、RNA聚合酶移动聚合酶移动(ydng)，将核糖核苷酸连接起来形成，将核糖核苷酸连接起来形成RNA单链单链第13页/共50页第十三页，共51页。AG T AC A A A T GCGACGUUGU UARNA核苷酸一个核苷酸一个(y )一个一个(y )连接起来。连接起来。第14页/共50页第十四页，共51页。AG T AC A A A T GCGACGUGU UAURNA核苷酸一个核苷酸一个(y )一个一个(y )连接起来。连接起来。第15页/共50页第十五页，共51页。AG T A

7、C A A A T GCGACGGU UAU URNA核苷酸一个核苷酸一个(y )一个一个(y )连接起来。连接起来。第16页/共50页第十六页，共51页。AG T AC A A A T GCGACGGU UAU UARNA核苷酸一个核苷酸一个(y )一个一个(y )连接起来。连接起来。第17页/共50页第十七页，共51页。AG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA URNA核苷酸一个核苷酸一个(y )一个一个(y )连接起来。连接起来。第18页/共50页第十八页，共51页。AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CRNA核苷酸一个核苷酸一个(y )一

8、个一个(y )连接起来。连接起来。第19页/共50页第十九页，共51页。AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CRNA核苷酸一个核苷酸一个(y )一个一个(y )连接起来。连接起来。第20页/共50页第二十页，共51页。AG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA细胞质基质(j zh)4、完成(wn chng)的信使RNA（mRNA） 通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。细胞核的核液核孔第21页/共50页第二十一页，共51页。AG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA信使RNA（mRNA） 通过(tnggu)核孔从细胞核中出来，到

9、细胞质中。细胞质基质(j zh)细胞核的核液第22页/共50页第二十二页，共51页。转录(zhun l)小结场所:模板:原料:条件(tiojin):产物:特点:原则:细胞核DNA上基因(jyn)的一条链(有义链)四种核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶和ATP单链mRNA边解旋边转录碱基互补配对原则（A-U,T-A; G-C,C-G）第23页/共50页第二十三页，共51页。 转录和DNA复制都是以DNA为模板(mbn)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。1、转录与DNA复制(fzh)有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什

10、么意义？2、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有那些异同(ytng)？与该DNA的另一条链的碱基序列有那些异同(ytng)？v转录的RNA碱基序列碱基序列和模板DNA单链的建基序列互补配对，与DNA的另一条链的碱基序列相同（但DNA单链上的T换成U）。思考和讨论第24页/共50页第二十四页，共51页。三、遗传信息的翻译(fny) 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原料，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序(shnx)的蛋白质的过程。 第25页/共50页第二十五页，共51页。一个(y )碱基决定一个(y )氨基酸只能决定4种：414，不行(b

11、xng)二个碱基决定(judng)一个氨基酸只能决定(judng)16种：4216，不行三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种：4364，足足有余* * RNA RNA上的四种碱基上的四种碱基AGCUAGCU，如何决定，如何决定2020种氨基酸？种氨基酸？ 第26页/共50页第二十六页，共51页。 密码子UCAUG A UUAmRNA 密码子 密码子 2、遗传(ychun)密码： 遗传学上把mRNA中把决定一个氨基酸的相邻的三个碱基成为密码子。把mRNA上的碱基排列顺序，叫做(jiozu)“遗传密码”。第27页/共50页第二十七页，共51页。 a、一种氨基酸可以和多个(du )密码子相对应 b、

12、一个密码子只和一种氨基酸相对应 c、三个终止密码：UAA、UAG、UGAd、氨基酸的种类；20种密码子的种类：64种第28页/共50页第二十八页，共51页。对应(duyng)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(xli)是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG,你能写出对应的氨基酸序列(xli)？反推可以吗?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(shumng)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：第29页/共50页第二十

13、九页，共51页。AC U 天冬天冬氨酸氨酸反密码子AUG异亮异亮氨酸氨酸反密码子转运转运RNA(tRNA)RNA(tRNA)：分子结构呈三叶草形，其：分子结构呈三叶草形，其“叶叶柄柄”端能与一个特定的氨基酸结合端能与一个特定的氨基酸结合(jih)(jih)，“叶片叶片”端端有三个特殊的碱基称为有三个特殊的碱基称为“反密码子反密码子”，能与，能与mRNAmRNA上上的的“密码子密码子”相识别。反密码子的种类：相识别。反密码子的种类：6161种。种。第30页/共50页第三十页，共51页。UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天冬氨酸核糖体5、mRNA 与核糖体结合与核糖体结合(jih)。细

14、胞质第31页/共50页第三十一页，共51页。UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天冬氨酸转运(zhun yn)RNA上的反密码子与信使RNA上的密码子相结合。第32页/共50页第三十二页，共51页。UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天冬氨酸AUG异亮氨酸转运(zhun yn)RNA上的反密码子与信使RNA上的密码子相结合。第33页/共50页第三十三页，共51页。UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天门冬氨酸AUG异亮氨酸两个(lin )相邻的氨基酸缩合反应，形成肽键。肽键第34页/共50页第三十四页，共51页。UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天冬氨

15、酸AUG异亮氨酸核糖体 沿着 mRNA移动(ydng)。又一个转运RNA（ tRNA）连接到密码子上。 第一个 tRNA 释放到细胞质中。第35页/共50页第三十五页，共51页。UCAUG A UUA亮氨酸AC U天冬氨酸AUG异亮氨酸后一氨基酸通过(tnggu)缩合反应与前一个氨基酸连接起来。肽键第36页/共50页第三十六页，共51页。UCAUG A UUA亮氨酸AC U天冬氨酸AUG异亮氨酸一条(y tio)肽链形成. 第37页/共50页第三十七页，共51页。UCAUG A UUAAUG亮氨酸天冬氨酸异亮氨酸mRNA 和肽链被释放和肽链被释放(shfng)到细胞质中。到细胞质中。第38页/

16、共50页第三十八页，共51页。翻译(fny)小结场所:模板:原料:条件:产物(chnw):原则:细胞质的核糖体上以信使(xnsh)RNA为模板二十种氨基酸需要酶和ATP多个多肽或蛋白质密码子与反密码子配对,既碱基互补配对原则（A=U，G=C）第39页/共50页第三十九页，共51页。 蛋白质是生物(shngw)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(shngw)的性状。1、基因控制蛋白质合成的最终(zu zhn)结果是什么？2、生物表现(bioxin)出多样性的根本原因和直接原因是什么？v直接原因：蛋白质的种类及其多样，体现了不同的性状。v根本原因：DNA分子上的脱氧核苷酸的排列顺

17、序不同。思考和讨论第40页/共50页第四十页，共51页。3真核细胞中复制、转录(zhun l)、翻译的比较DNA复制复制转录转录翻译翻译时间时间场所场所模板模板原料原料酶酶能量能量原则原则特点特点产物产物遗传信息遗传信息遗传密码遗传密码生物性状生物性状细胞分裂间期细胞核DNA的两条链均为模板(mbn)四种(s zhn)脱氧核苷酸DNA聚合酶等ATPA-T、G-C半保留复制边解旋边复制2个子代DNA分子生长发育过程细胞核基因的一条链为模板四种核糖核苷酸RNA聚合酶等ATPA-U、T-AG-C ，C-G边解旋边转录1个信使RNA生长发育过程细胞质mRNA为模板二十种氨基酸特定的酶等ATPmRNA与

18、tRNA配对 A-U, G-C多个特定氨基酸顺序的蛋白质第41页/共50页第四十一页，共51页。 DNA的碱基数：mRNA的碱基数：蛋白质中氨基酸数6n:3n:n。4、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(shling)关系？v说明：因为基因(jyn)中存在又终止密码子等片段，实际上基因(jyn)（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。nDNA3n3n3n转录(zhun l)翻译第42页/共50页第四十二页，共51页。小结(xioji)：基因基因(jyn)(jyn)指导蛋白质的合成指导蛋白质的合成1、RN

19、A和DNA的区别(qbi)一、遗传信息的转录2、为什么RNA适于作为DNA的信使？二、遗传信息的翻译3、RNA的种类4、遗传信息的转录过程。2、遗传密码1、翻译的定义3、反密码子4、翻译的过程DNA上的基因mRNA的蛋白质的氨基酸序列 遗传信息遗传密码生物性状转录翻译第43页/共50页第四十三页，共51页。1、组成人的核酸(h sun)的碱基和核苷酸各共有（ ）A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、42、组成(z chn)噬菌体的核酸的碱基和核苷酸各共有（ ）A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、4练习(linx)：第44页/共50页第四十四页，共51页。3、已知一段mRNA上有1

20、2个A和G，该mRNA上共有30个碱基，那么转录(zhun l)成mRNA的这一段DNA分子中应有C和T（ ）A、12 B、18 C、24 D、304、一个(y )双链DNA分子中碱基A占30%，其转录成的mRNA上的U为35%，则mRNA上的碱基A为（ ）A、30% B、35% C、40% D、25%第45页/共50页第四十五页，共51页。5、某一多肽链共有(n yu)100个氨基酸，则控制合成该肽链的基因中的碱基数至少有A、600 B、300 C、297 D、594 基因(jyn)碱基：mRNA碱基：氨基酸数目（双链） （单链） 1个密码子 1个氨基酸 6 3 1第46页/共50页第四十六页，共51页。6、根据蛋白质中遗传信息传递规律，填写表中空白(kngbi)并回答问题DNA双链双链CAGmRNAAtRNAGAG氨基酸氨基酸丙氨酸丙氨酸A链B链C链D链1、丙氨酸的密码子是 ，决定合成(hchng)该氨基酸的DNA上的碱基是 。2、第二个氨基酸是 ，（查密码表）3、 链为转录的模板链，遗传密码子存在于 链上。TUGCACGTUGC半胱氨酸ACTGGGCCCCAUCCCG