生物基因指导蛋白质的合成

关于生物基因指导蛋白质的合成第1页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五电影《侏罗纪公园》中，科学家是怎么使已灭绝的恐龙复活的？第2页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五科学家利用凝结在琥珀中的史前蚊子体内的恐龙血液提取出恐龙的遗传基因，加以修补和培育繁殖，竟然将已绝迹6500万年的史前庞然大物复生问题一：在现实生活中，我们能不能像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？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？

第3页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五第四章基因的表达蛋白质是生命活动的______者和_____者性状的形成离不开________(特别是酶)的作用______控制生物体的性状基因_________蛋白质_______来_____性状！体现承担蛋白质基因通过指导的合成控制第4页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五基因指导合成蛋白质体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？控制生物性状第5页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五基因指导蛋白质的合成主要在细胞核在细胞质（核糖体）进行DNA主要在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来的呢？问题1：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？第6页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五小资料：1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，如果加入RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质合成就停止，而如果再加进从酵母中提取出来的RNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。同年，拉斯特（LasterGold）等人将变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷培养液来培养，发现标记的RNA分子首先在细胞核中合成。讨论：（1）DNA与RNA有哪些不同点？（2）为什么RNA适于作DNA的信使？（3）RNA有哪些种类?第7页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五比较项目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多为双链结构多为单链结构细胞核细胞质比较RNA与DNA结构的不同第8页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五★

RNA一般是单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。★RNA也是由核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。？RNA为什么适合作DNA的信使？★RNA与DNA的关系中，也遵循碱基互补配对原则。（A与U配对，G与C配对）第9页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五三种RNA示意图信使RNA：

遗传信息传递的媒介。核糖体RNA：

与蛋白质构成核糖体。转运RNA：

转运氨基酸的工具。将DNA的遗传信息转录下来，以遗传密码的形式传递至细胞质的核糖体上，成为蛋白质合成的模板。（一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸。第10页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五问题2：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？（1）DNA的两条链都能转录吗？（2）DNA链完全解开吗？（3）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊情况？（4）转录的步骤有哪些?需要哪些条件？A-U

T-AC-GG-C第11页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五(一)转录在_______内，以DNA的______为______，按照____________的原则合成_____的过程。细胞核一条链模板碱基互补配对RNA第12页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五TCATGTTTAAG

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DNA的平面结构图转录的过程第13页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五AG

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AGCUGACGGUUU游离的核糖核苷酸第14页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五AG

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AGCUGACGGUUU

DNA与RNA的碱基互补配对：G—C；C—G；

T—A；A—URNA聚合酶第15页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五AG

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AGCGACGGUUUU第16页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五AG

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AGCGACGGUUUU第17页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五AG

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GCGACGGUUUUA第18页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五AG

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GCGACGUUGUUA第19页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五AG

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GCGACGUGUUAU第20页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五AG

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GCGACGGUUAUU第21页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五AG

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GCGACGGUUAUUA第22页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五AG

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GCGCGGUUAUUAU第23页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五AG

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GGCGGUUAUUAUC第24页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五AG

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GGCGGUUAUUAUC第25页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五AG

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GGCGGUUAUUAUC形成的mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上RNADNA第26页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五AG

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UCAUGuUUAmRNA

核孔DNAmRNA在细胞核中合成第27页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五AG

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UCAUGUUUAmRNA

细胞质

细胞核mRNA通过核孔进入细胞质第28页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五（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）转录的产物：（7）转录时的碱基配对：（8）遗传信息流动：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。主要在细胞核。DNA分子的一条链。四种核糖核苷酸。ATP（能量）、RNA聚合酶。G－C、C－G、T－A、A－U转录小结：DNA

mRNAmRNA。P64思考与讨论1写出以下DNA分子转录的产物。模板链：AACGATTTGCTA练一练mRNA：UUGCUA转录P64思考与讨论2第29页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五转录与DNA分子复制的区别复制转录时间场所原料模板条件配对原则特点产物意义有丝分裂间期和减数第一次分裂间期生长发育过程主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体边解旋边复制，半保留边解旋边转录两个双链DNA分子一条单链mRNA复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代传递遗传信息，为翻译做准备四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸DNA的两条链DNA中的一条链模板、原料、ATP、酶A-UT-AC-GG-CA-TG-CT-AC-G第30页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程——翻译。问题3：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？第31页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五（二）遗传信息的翻译

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？

RNA四种碱基蛋白质20种氨基酸？第32页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？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20种氨基酸？4种碱基只能决定4种氨基酸，41=4。二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种，42=16。三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种，43=64，足够有余。碱基与氨基酸之间的对应关系思考与讨论第33页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五实验验证：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，即三联体密码子信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基密码子:UCAUGAUUAmRNA密码子密码子密码子第34页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五1、密码子共有多少种？2、决定氨基酸的密码子共有多少种？43=645、利用P65密码子表，查下列密码子对应的氨基酸。UCCCAAGCA3、起始密码子有：AUGGUG控制翻译开始。4、终止密码子是：UAAGAGUGA控制翻译结束。结合课本P65表4-1，思考下列问题：6、利用P65密码子表，查下列氨基酸对应的密码子。61种7、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。这一事实，你能想到什么？甲硫氨酸

丙氨酸亮氨酸8、P65思考与讨论1第35页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五P65思考与讨论1已知一段mRNA的碱基序列是:

AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG你能写出对应的氨基酸序列吗？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AUGGAAGCAUGCCCGAGCAAGCCG如果该基因在转录时发生错误，mRNA变成如下序列,翻译出的氨基酸序列会变吗？这种改变给你什么启示？AUGGAAGCAUGACCGAGCAAGCCG第36页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五密码子与反密码子AAU异亮氨酸AGU酪氨酸一种tRNA只能携带一种氨基酸吗?一种氨基酸只能由一种tRNA携带吗?AUG亮氨酸问题三：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？第37页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五密码子与反密码子AUG亮氨酸反密码子UAUGCUUAmRNA密码子1、密码子在mRNA上，反密码子在tRNA上；tRNA2、密码子与反密码子碱基互补配对；UAUGCUUAmRNAAUG亮氨酸tRNA第38页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五翻译蛋白质合成的过程如何？

第39页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五AAGUGAAAGmRNA细胞质中的mRNA问题：翻译的步骤是怎样的？AG

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UCAUGUUUA第40页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五CUU谷氨酸

核糖体AG

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UCAUGUUUAUUC谷氨酸AAGUGAAAGmRNACAU甲硫氨酸mRNA与核糖体结合第41页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五AAGUGAAAGmRNA脱水缩合UUC谷氨酸CAU甲硫氨酸CUU谷氨酸AG

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UCAUGUUUA第42页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五第43页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五翻译小结定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。原料：______________20种游离氨基酸场所：_____________________过程：___________________细胞质中的核糖体起始、延伸、终止模板：__________产物：____________遗传信息传递方向：__________________mRNA蛋白质mRNA蛋白质条件：___________________多种酶、ATP碱基配对：___________

_A-UU-AC-GG-C第44页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五蛋白质合成的过程如何？

第一步：经过活化的甲硫氨酸在tRNA的运输下与mRNA上的起始密码AUG配对,进入核糖体的位点1（P位点）。第二步：按碱基互补配对的原则，携带氨基酸的tRNA进入位点2（A位点）第三步：位点1上的氨基酸（肽链）与位点2上的氨基酸通过脱水缩合形成肽键。第四步：核糖体向前移动三个碱基对读取下一个密码子。原占据位点1的tRNA离开核糖体，原占据位点2的tRNA进入位点1，另一个携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。第五步：当核糖体读到终止密码时，肽链合成终止。第45页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五第46页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五阶段项目转录（有解旋）翻译（无解旋）定义场所模板遗传信息传递的方向原料产物实质在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。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细胞核细胞质的核糖体DNA的一条链信使RNADNA→mRNAmRNA→蛋白质含A、U、C、G的4种核糖核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸信使RNA有一定氨基酸排列顺序的多肽，进一步加工为蛋白质是遗传信息的转录是遗传信息的表达转录与翻译的区别第47页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五复制、转录和翻译的比较比较项目复制

转录

翻译场所

模板酶能量

原料产物子代DNAmRNA

多肽链碱基配对A-TT-AG-CC-GA-UT-AG-CC-GA-UU-AG-CC-G

细胞核细胞核细胞质DNA的两条链DNA的一条链mRNA解旋酶，DNA聚合酶等RNA聚合酶等多种酶ATPATPATP4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸氨基酸第48页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五DNA的碱基数：mRNA的碱基数：密码子：蛋白质中氨基酸数＝6n:3n:n:n。（6:3:1:1）思考：DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？说明：因为基因中存在又终止密码子等片段，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。DNA3n3n转录翻译3n信使RNAn蛋白质中的氨基酸第49页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五练习：某一多肽链共有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、600B、300C、297D、594基因碱基：信使RNA碱基：氨基酸数目===（双链）（单链）

6：3：1第50页，共55页，2022年，5月20日，8点55分，星期五小结：基因指导蛋白质的合成1、RNA和DNA的区别一、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