从基因到蛋白质

从基因到蛋白质第一页，共六十一页，编辑于2023年，星期六

思考：为什么子女长的像自己的父母？是因为子代获得了亲代复制的一份DNA的缘故第二页，共六十一页，编辑于2023年，星期六

DNA的基本功能1、通过复制，在后代的传种接代中传递遗传信息2、在后代的个体发育过程中，使遗传信息得以表达现代遗传学认为：生物的性状是有基因控制的第三页，共六十一页，编辑于2023年，星期六一.基因的概念基因：是决定生物性状的遗传物质的基本单位，是有遗传效应的DNA片段每个基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，它代表着遗传信息。基因、染色体、

DNA三者有什么关系呢？第四页，共六十一页，编辑于2023年，星期六功能上：控制生物性状的遗传物质结构、功能的基本单位。本质上（与DNA的关系）：具有遗传效应的DNA片段。

位置上（与染色体的关系）：在染色体上呈直线排列。第五页，共六十一页，编辑于2023年，星期六基因有遗传效应的DNA片段控制生物的性状?在染色体上果蝇某一条染色体上的几个基因第六页，共六十一页，编辑于2023年，星期六基因控制生物性状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。？基因是怎样指导蛋白质的合成呢？第七页，共六十一页，编辑于2023年，星期六1.DNA主要存在于哪里？2.蛋白质在哪里合成？DNA主要在细胞核蛋白质的合成在细胞质进行指导通过RNA问题：为什么RNA适于作DNA的信使呢？第八页，共六十一页，编辑于2023年，星期六（一）RNA—与DNA结构的比较：DNARNA结构组成基本单位碱基嘌呤嘧啶五碳糖无机酸规则的双螺旋结构脱氧核苷酸腺(A)、鸟(G)嘌呤胞(C)、胸腺(T)嘧啶脱氧核糖磷酸单链结构核糖核苷酸核糖磷酸腺(A)、鸟(G)嘌呤胞(C)、尿(U)嘧啶问题：RNA为什么适合作为信使？第九页，共六十一页，编辑于2023年，星期六（二）RNA的种类：

信使RNA（mRNA）

转运RNA（tRNA）核糖体RNA（rRNA）由DNA转录来的，有遗传密码。运载特定的氨基酸，有反密码子。参与核糖体的构成。第十页，共六十一页，编辑于2023年，星期六构成人体的核酸有两种，构成人体核酸的基本单位－－核苷酸有（）

A.2种B.4种C.5种D.8种D问题：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？第十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期六转录：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RNA的过程。基因控制蛋白质的合成第十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期六TCATGATTAAG

T

AC

AA

A

T

DNA的平面结构图第十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期六AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUUDNA游离的核糖核苷酸以DNA的一条链为模板合成RNA第十四页，共六十一页，编辑于2023年，星期六AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUU

DNA与RNA的碱基互补配对：A——U；T——C；C——G；T—ARNA聚合酶第十五页，共六十一页，编辑于2023年，星期六AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUU

组成

RNA的核糖核苷酸一个个连接起来第十六页，共六十一页，编辑于2023年，星期六AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUU第十七页，共六十一页，编辑于2023年，星期六AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUUUA第十八页，共六十一页，编辑于2023年，星期六AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUUGUUA第十九页，共六十一页，编辑于2023年，星期六AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUGUUAU第二十页，共六十一页，编辑于2023年，星期六AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUU第二十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期六AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUA第二十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期六AG

T

AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAU第二十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期六AG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUC第二十四页，共六十一页，编辑于2023年，星期六AG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUC形成的

mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上RNADNA第二十五页，共六十一页，编辑于2023年，星期六

作为转录模板的是DNA一条或两条链？是整条链或是片段？ADNATGCACUGRNA第二十六页，共六十一页，编辑于2023年，星期六关于模板链：ATCGAGCGAGTCTTCGTCAATCGATGACATCGGCDNA说明UCGCUAGCRNARNA▲DNA两条链中只有一条链是有意义链，另一条为无意义链，到底哪条链是有意义链不是固定不变的。▲作为模板的只是DNA链中的某个片段—基因；基因1基因2▲基因的两条链中，一条是有意义链，另一条是无意义链。ab第二十七页，共六十一页，编辑于2023年，星期六AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

细胞质

细胞核

核孔DNAmRNA在细胞核中合成第二十八页，共六十一页，编辑于2023年，星期六AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

细胞质

细胞核mRNA通过核孔进入细胞质第二十九页，共六十一页，编辑于2023年，星期六转录场所：产物：模板：原料：条件：碱基互补配对：细胞核核糖核苷酸DNA的一条链mRNAATP、酶G－C、C－G、T－A、A－U遗传信息的流动：DNA

mRNA第三十页，共六十一页，编辑于2023年，星期六转录与复制的比较：复制转录场所解旋模板酶能量配对原料产物细胞核完全解旋只解有遗传效应的片段亲代DNA的两条链基因的一条链（信息链）

解旋酶、聚合酶等ATPA—TG—CA—UG—C四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸两个相同的DNAmRNA第三十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期六翻译：在细胞质中的核糖体上,以mRNA为模板,tRNA为运载工具，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。基因控制蛋白质的合成第三十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期六运载工具：转运RNA(tRNA)注意：一种tRNA只能携带一种氨基酸？甲硫氨酸CUA第三十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期六1、起始阶段：mRNA、tRNA与核糖体相结合。2、延伸阶段：携带着特定的氨基酸的tRNA按照碱基配补原则，识别并进入第二阶段。3、终止阶段：多肽链合成并被释放。第三十四页，共六十一页，编辑于2023年，星期六翻译场所：产物：模板：原料：条件：细胞质（核糖体）mRNA蛋白质氨基酸ATP、酶、转运RNA（tRNA）碱基互补配对：G－C、C－G、U－A、A－U遗传信息流动：mRNA蛋白质第三十五页，共六十一页，编辑于2023年，星期六转录与翻译的比较：转录翻译场所模板酶能量配对原料产物细胞核细胞质（核糖体）基因的一条链（信息链）mRNA上的遗传密码ATPA—UG—CA—UG—C四种核糖核苷酸约二十种氨基酸信使RNA、转运RNA多肽链解旋酶、RNA聚合酶缩合酶第三十六页，共六十一页，编辑于2023年，星期六基因控制蛋白质合成的过程DNA的遗传信息mRNA的遗传信息蛋白质的氨基酸排列顺序转录翻译第三十七页，共六十一页，编辑于2023年，星期六mRNA：碱基的数量排列顺序种类蛋白质：氨基酸的数量排列顺序种类决定决定决定?种?种4种20种讨论：一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基才能够决定20种不同的氨基酸？第三十八页，共六十一页，编辑于2023年，星期六知识点：人体正常的生理活动需要20种氨基酸其中8种为人体必须氨基酸（不可由其他氨基酸转化得来）：

赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、缬氨酸。第三十九页，共六十一页，编辑于2023年，星期六三个碱基决定一个氨基酸，43=64密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。密码子密码子密码子UUAGAUAUCmRNA第四十页，共六十一页，编辑于2023年，星期六

a、一种氨基酸可以和多个密码子相对应

b、一个密码子只和一种氨基酸相对应

c、三个终止密码：UAA、UAG、UGA；一个起始密码子：AUG第四十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期六遗传密码子的特性：

1.一个密码子，决定一个特定的氨基酸；

2.一种氨基酸可能有几个密码子（简并性）。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。

第四十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期六3.有3个终止密码子，没有对应的氨基酸，所以，在64个遗传密码子中，能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。4.通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。第四十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期六AAU

亮氨酸ACU

天冬氨酸AUG

异亮氨酸

反密码子每个tRNA的一端是携带氨基酸的部位，另一端是有3个碱基，每个tRNA上的这3个碱基，都只能专一地与mRNA上的特定的3个碱基配对，称为反密码子第四十四页，共六十一页，编辑于2023年，星期六核糖体起始密码密码子密码子密码子密码子终止密码对翻译过程的理解：

U

A

CUAGAAUACAGUCACCGGAUmRNA甲硫氨酸

U

AU

C

U

G

U

A

C密码子反密码子碱基互补配对起始密码第四十五页，共六十一页，编辑于2023年，星期六DNA、mRNA的碱基和氨基酸的数量关系结论:CGTGCACATGCACTGGTADNA谷氨酸组氨酸精氨酸氨基酸CGUGGACAUmRNAGCACUGGUAtRNA氨基酸序列基因的碱基信使RNA的碱基氨基酸=631第四十六页，共六十一页，编辑于2023年，星期六思考：当某DNA碱基发生改变，是否一定会导致生物性状发生改变？

不一定。因为发生改变的碱基可能有以下两种情况：

1、该碱基位于DNA无效片段上；

2、该碱基改变后形成的密码子与原来的密码子决定同一种氨基酸第四十七页，共六十一页，编辑于2023年，星期六基因对性状的控制性状：生物形态结构和生理特征，由蛋白质体现。酶的合成：白化病根本原因：基因异常导致酪氨酸酶不能合成直接原因：体内缺少酪氨酸酶蛋白质分子的结构：镰刀型贫血症第四十八页，共六十一页，编辑于2023年，星期六RNA复制20世纪70年代，科学家发现烟草花叶病病毒在环境条件适宜的夏季没有DNA而只有RNA！显然，此时的烟草花叶病病毒是以RNA为遗传物质的！烟草花叶病病毒能够正常繁殖，说明RNA也是可以进行复制的。当然，RNA的复制也遵循碱基互补配对原则。┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯

ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧＵＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＵＵＵＵＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷第四十九页，共六十一页，编辑于2023年，星期六RNA复制20世纪70年代，科学家发现烟草花叶病的病毒在环境条件适宜的夏季没有DNA而只有RNA！显然，烟草花叶病病毒是以RNA为遗传物质的！烟草花叶病病毒能够正常繁殖，说明RNA也是可以进行复制的。┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯

ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧＵＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＵＵＵＵＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷第五十页，共六十一页，编辑于2023年，星期六RNA复制ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧＵＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＵＵＵＵＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧ┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ＵＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＵＵＵＵＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷第五十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期六RNA复制ＵＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＵＵＵＵＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷ＡＵＧＧＴＴＴＧＣＣＧＧＡＡＡＡＴＧ┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧ┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ＵＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＵＵＵＵＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷通过RNA复制，繁殖出大量的RNA型病毒！第五十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期六逆转录科学家们同时还发现，在环境适宜的夏季只有RNA的烟草花叶病病毒到了环境严酷的冬季，它们体内又具有DNA了。显然，这些DNA是以RNA为模板合成的。以RNA为模板合成DNA的过程叫“逆转录”，这，需要逆转录酶来催化它。┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯

ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧＴＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＴＴＴＴＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷以RNA为模板合成的DNA单链第五十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期六逆转录科学家们同时还发现，在环境适宜的夏季只有RNA的烟草花叶病病毒到了环境严酷的冬季，它们体内又有DNA了。显然，这些DNA是以RNA为模板合成的以RNA为模板合成DNA的过程叫“逆转录”，这，需要逆转录酶来催化它。┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯

ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧＴＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＴＴＴＴＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷第五十四页，共六十一页，编辑于2023年，星期六逆转录科学家们同时还发现，在环境适宜的夏季只有RNA的烟草花叶病病毒到了环境严酷的冬季，它们体内又有DNA了。显然，这些DNA是以RNA为模板合成的以RNA为模板合成DNA的过程叫“逆转录”，这，需要逆转录酶来催化它。┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ＴＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＴＴＴＴＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷ＡＴＧＧＴＴＴＧＣＣＧＧＡＡＡＡＴＧDNA双螺旋第五十五页，共六十一页，编辑于2023年，星期六逆转录ＴＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＴＴＴＴＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ＡＴＧＧＴＴＴＧＣＣＧＧＡＡＡＡＴＧDNA双螺旋然后，双螺旋的DNA又可以进行多次的复制！第五十六页，共六十一页，编辑于2023年，星期六逆转录ＴＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＴＴＴＴＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ＡＴＧＧＴＴＴＧＣＣＧＧＡＡＡＡＴＧ通过DNA复制，繁殖出大量DNA型病毒。ＴＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＴＴＴＴＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ＡＴＧＧＴＴＴＧＣＣＧＧＡＡＡＡＴＧ第五十七页，共六十一页，编辑于2023年，星期六绝大多数生物的遗传物质是