4.1 基因的表达 第一节基因指导蛋白质的合成.ppt

1、第四章 基因的表达,DNA分子是怎样控制遗传性状的？ 现代遗传学认为： 生物的性状是由 控制的,性状是由 物质体现的,基因,蛋白质,DNA（基因）,蛋白质（性状）,？,第一节 基因指导蛋白质的合成,细胞核,细胞质核糖体上,一。RNA,1、RNA与DNA区别,DNA与RNA的异同,双链,单链,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,A G C T,A G C U,脱氧核糖,核糖,磷酸,磷酸,RNA也可以储存遗传信息，也遵循“碱基互补配对原则”， RNA能通过核孔，从细胞核转移到细胞质。,2。RNA适于作DNA的信使,（1）RNA也是由核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。 （2）RNA与DNA的关系中，也遵循碱基互

2、补配对原则。 （3）RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。,信使RNA（mRNA) 功能：将DNA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RNA（tRNA) 种类：多种 功能：专一性（专一识别一种氨基酸的密码子、转一转运一种氨基酸） 核糖体rRNA； 与核糖体的合成有关。,3、RNA的种类,DNA 中的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？,二。遗传信息的转录： 1。转录的概念：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。,转录泡,恢复螺旋,解螺旋,2。转录过程,编码链,模板链,2。转录过程总结,在解旋酶和能量

3、的作用下， DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。 游离的 脱氧核苷酸 随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以 氢键 结合。 在RNA聚合酶催化作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。 合成的mRNA从 DNA上释放。而后DNA双链恢复。,3。转录小结,（1）场所: （2）条件： 模板: 原料: 酶 能量 （3）产物: （4）特点: （5）原则:,细胞核,DNA上基因的一条链,四种核糖核苷酸(A、G、C、U）,解旋酶、RNA聚合酶,单链的mRNA,边解旋边转录,碱基互补配对原则 （A=U,T=A; G=C,C=G）,ATP,转录和DNA复制

4、都是以DNA为模板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复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？,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？与该DNA的另一条链的碱基序列有那些异同？,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,三、遗传信息的翻译,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的蛋白质的过程。

5、,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？,三个碱基决定一个氨基酸，43=64,密码子：mRNA上决定一种氨基酸的三个相邻的碱基。,密码子,2、遗传密码：,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 d、氨基酸的种类；20种 密码子的种类：64种,遗传密码的特性： 1、有3个终止密码，没有对应的氨基酸，所以在64个遗传密码中，能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。 2、通

6、用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子。 3、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况 。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。,问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？,密码子与反密码子(61种）,亮氨酸,天冬氨酸,一端是携带氨基酸的部位，另一端有三个碱基，称反密码子，它只能专一地与mRNA上的密码子配对,一种氨基酸只能由一种tRNA携带?,异亮氨酸,3、转运RNA(tRNA),4。翻译的过程,第一步:mRNA进入细胞质,与核糖体结合.携带甲硫氨酸的tRNA,通过与碱基AUG互补配对,进入位点1,1,2,第二步:携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2,第三步:甲硫氨酸

7、通过与组氨酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上,第四步:核糖体读取下一个密码子,原占据位点1的tRNA离开核糖体,占据位点2的tRNA进入位点1一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成.重复步骤2、3、4,直至核糖体读取到mRNA的终止密码,链接,图示一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此少量的mRNA分子就可迅速合成大量的蛋白质，翻译的效率非常高。,5。多肽的合成方式,6。翻译小结,（1）场所 细胞质的核糖体上翻译的模板 mRNA （2）条件：模板：mRNA 原料：氨基酸（20种） 能量：ATP 酶：多种酶 搬运工具：tRNA 装配机器：核糖体

8、 （3）原则：碱基互补配对原则 （4）产物：多肽链（或蛋白质）,蛋白质是生物性状的体现者，基因通过控制蛋白质的合成从而控制了生物的性状。,1、基因控制蛋白质合成的最终结果是什么？,2、生物表现出多样性的根本原因和直接原因是什么？,直接原因：蛋白质的种类及其多样，体现了不同的性状。 根本原因：DNA分子上的脱氧核苷酸的排列顺序不同。,思考和讨论,四。真核细胞中复制、转录、翻译总结： 1。比较表,细胞分裂间期,细胞核,DNA的两条链均为模板,四种脱氧核苷酸,DNA聚合酶等,ATP,A-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

9、,RNA聚合酶等,ATP,A-U、T-A G-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,ATP,mRNA与tRNA配对 A-U, G-C,多个特定氨基酸顺序的蛋白质,DNA的碱基数：mRNA的碱基数：蛋白质中氨基酸数6n:3n:n。,2、DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者关系？,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。,n,DNA,3n,3n,3n,转录,翻译,1、组成人的核酸的碱基和核苷酸各共有（

10、） A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、4,2、组成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：,3、已知一段信使RNA上有12个A和G，该信使RNA上共有30个碱基，那么转录成信使RNA的这一段DNA分子中应有C和T（ ） A、12 B、18 C、24 D、30,4、一个双链DNA分子中碱基A占30%，其转录成的信使RNA上的U为35%，则信使RNA上的碱基A为（ ） A、30% B、35% C、40% D、25%,5、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、600 B、300 C、297 D、594,基因碱基：信使RNA碱基：氨基酸数目= （双链） （单链） 1个密码子 1个氨基酸 6 3 ： 1,6、由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成 的蛋白质，氨基酸的平均分子量为a，则该蛋白质的 分子量最大为 Ana/6 Bna/3-18（n/3-1） Cna-18(n-1) Dna/6-18(n/6-1),7、已知一个蛋白质由2条肽链组成，连接氨基酸的肽 键共有19