《基因的表达上》PPT课件.ppt
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1、 4.1 4.1 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成第四章第四章 基因的表达基因的表达蛋白质是生命活动的蛋白质是生命活动的_者和者和_者者性状的形成离不开性状的形成离不开_(_(特别是酶特别是酶)的作用的作用_控制生物体的性状控制生物体的性状基因基因_蛋白质蛋白质_来来_性状!性状!体现体现承担承担蛋白质蛋白质基因基因通过指导通过指导的合成的合成控制控制回忆几个问题:蛋白质合成的场所是什么?基因主要存在于细胞的哪个部分?遗传信息是如何从细胞核传到核糖体,从而控制蛋白质合成的?科学研究一:1955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
2、果再加进了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。该实验我们能得到什么样的结论?科学研究二:1955年拉斯特(LasterGold)等人做变形虫的换核实验。实验过程如下:A组变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷酸培养液来培养,发现标记的RNA分子首先在细胞核中合成;B组变形虫培养在未标记的尿嘧啶核苷酸培养液中,变形虫的细胞核和细胞质中均未发现有标记的RNA。在适当的时候,用这两组变形虫进行核移植实验。将A组变形虫的细胞核移植到B组变形虫的细胞质中,将B组变形虫的细胞核移植到A组变形虫的细胞质中,分别进行培养观察。发现大部分标记的RNA相继从细胞核中移入细胞质中。此实验能说明什么?科
3、学研究三:Marmur和Duty利用DNARNA杂合技术、采用侵染枯草杆菌的噬菌体SP8为材料进行实验。噬菌体SP8的DNA分子由两条碱基组成很不平均的链构成,其中一条链富含嘌呤,另一条互补链则富含嘧啶。因为嘌呤比嘧啶重,因此富含嘌呤的“重”链与富含嘧啶的“轻”链在加热变性后可用密度梯度离心分开。实验者在SP8侵染后,从枯草杆菌中分离出RNA,分别与DNA的重链和轻链混合并缓慢冷却。他们发现SP8侵染后形成的RNA只跟重链形成DNARNA的杂合分子。此实验说明DNA和RNA是怎样的一种关系?小 结RNA与蛋白质合成有关 RNA是在细胞核内合成的,可能与DNA有关;并可以从细胞核内向细胞核外移动
4、。RNA只能与DNA两条链中的一条链的碱基互补配对。那么我们是否可以想象出基因控制蛋白质合成的大致过程?基因控制蛋白质合成的过程,可分为两个步骤 第一步是基因的遗传信息传递给RNA,此步可称为“转录”;RNA基因转录蛋白质翻译v第二步RNA移入细胞质通过指导蛋白质合成来表达信息,此步可称为“翻译”。比较项目比较项目DNADNARNARNA基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基结构结构主要存在部位主要存在部位DNA,RNA DNA,RNA 的主要区别的主要区别脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖A T C GA T C GA U C GA U C G多为双链结构
5、多为双链结构多为单链结构多为单链结构细胞核细胞核细胞质细胞质 RNARNA一般是一般是_链,而且比链,而且比 DNA DNA 短,因此能够通过短,因此能够通过_,从,从_转移到转移到_中。中。单单核孔核孔细胞核细胞核细胞质细胞质RNARNA是由核苷酸连接而成,跟是由核苷酸连接而成,跟DNADNA一样能储存遗传信一样能储存遗传信息。息。为什么为什么RNARNA适合做适合做DNADNA的信使呢?的信使呢?RNARNA的种类的种类信使信使 RNA(mRNA)RNA(mRNA)核糖体核糖体 RNA(rRNA)RNA(rRNA)转运转运 RNA(tRNA)RNA(tRNA)将将DNA的遗传信息转录下来,
6、以遗传密码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,成为蛋的形式传递至细胞质的核糖体上,成为蛋白质合成的模板。白质合成的模板。氨基酸的运载工具。(一种转运氨基酸的运载工具。(一种转运RNA只能只能识别和转运一种氨基酸。识别和转运一种氨基酸。核糖体的组成部分核糖体的组成部分DNA 中的遗传信息是怎样传给中的遗传信息是怎样传给mRNA的呢?的呢?(一、)转录(一、)转录:在在细胞核细胞核内,以内,以DNA的一的一条链为模板,按照碱基互补配对的原则合条链为模板,按照碱基互补配对的原则合成成RNA的的过程过程。(动画动画)转录小结转录小结场所场所:模板模板:原料原料:条件条件:产物产
7、物:特点特点:细胞核细胞核DNA上基因的上基因的一条一条链链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸(A、G、C、U)需要酶需要酶(DNA解旋酶,解旋酶,RNA聚合酶)聚合酶)和和ATP单链的单链的mRNA碱基互补配对原则碱基互补配对原则 边解旋边转录边解旋边转录(A=U,T=A;G=C,C=G)DNA 片段片段转录转录mRNA(密码子密码子)B B1 1、组成、组成DNADNA和和RNARNA的核苷酸、五碳糖和碱基的核苷酸、五碳糖和碱基共有共有A.A.8 8、8 8、8 8种种B.B.8 8、2 2、5 5种种C.C.2 2、2 2、种、种D.D.2 2、2 2、8 8种种B B2 2、小麦的遗传物质由
8、几种核苷酸组成、小麦的遗传物质由几种核苷酸组成A.2A.2种种B.4B.4种种C.5C.5种种D.8D.8种种D D3 3、以下哪项对、以下哪项对RNARNA来说是正确的来说是正确的A.CA.CG GA AU UB.CB.CG GA AU UC.GC.GA AC CU UD.D.前三项都不对前三项都不对6 6、已知一段双链、已知一段双链DNADNA分子中,鸟嘌呤所占比分子中,鸟嘌呤所占比例为例为20%20%,由该,由该DNADNA转录出来的转录出来的RNARNA中,其胞中,其胞嘧啶的比例是嘧啶的比例是A.10%A.10%B.20%B.20%C.40%C.40%D.D.无法确定无法确定D D5
9、5、某信使、某信使RNARNA的碱基中,的碱基中,U U占占19%19%,A A占占21%21%,则作为它的模板的,则作为它的模板的DNADNA中,胞嘧啶占全部中,胞嘧啶占全部碱基的碱基的A.21%A.21%B.19%B.19%C.60%C.60%D.30%D.30%D D4 4、某信使、某信使RNARNA上,上,A A的含量是的含量是24%24%,U U的含量的含量是是26%26%,C C的含量是的含量是27%27%,则控制其合成的模,则控制其合成的模板链中板链中G G的含量为的含量为A.A.23%23%D.D.24%24%B.B.25%25%C.C.27%27%C C(二、)遗传信息的翻译
10、(二、)遗传信息的翻译 1、定义:定义:在细胞质的核糖体上在细胞质的核糖体上,以游离在细胞以游离在细胞质中的各种氨基酸原料,以质中的各种氨基酸原料,以mRNA为模板为模板合成具合成具有有一定氨基酸一定氨基酸顺序顺序的蛋白质的过程。的蛋白质的过程。思考:思考:组成蛋白质的氨基酸:组成蛋白质的氨基酸:信使信使RNARNA的碱基:的碱基:4 4种碱基如何决定蛋白质的种碱基如何决定蛋白质的2020种氨基酸呢?种氨基酸呢?2020种种4 4种种如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种,即种,即 如果如果3 3个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就可决定个氨基酸就可决
11、定_种,即种,即 如果如果2 2个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种,即种,即4 416166464 密码子密码子ACGUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 2、遗传密码:遗传密码:遗传学上把遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基排列顺序,中决定氨基酸的不同碱基排列顺序,叫做叫做“遗传密码遗传密码”。把其中决定一个氨基酸的。把其中决定一个氨基酸的相邻的三个碱相邻的三个碱基基成为密码子。成为密码子。c、一般一般一一个个密码子只密码子只和和一种一种氨基氨基酸相对应酸相对应 b、一种一种氨氨基酸可以和基酸可以和多个多个密码子密码子相对应相对应 a、氨基
12、酸的氨基酸的种类;种类;20种种密码子的种密码子的种类:类:64种种d、三个终止三个终止密码:密码:UAA、UAG、UGAAC U 天冬天冬酰氨酰氨反密码子反密码子AUG异亮异亮氨酸氨酸反密码子反密码子转运转运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,“叶片叶片”端有三端有三个特殊的碱基称为个特殊的碱基称为“反密码子反密码子”,能与,能与mRNAmRNA上的上的“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。翻译小结翻译小结场所场所:模板模板:原料原料:条
13、件条件:产物产物:原则原则:细胞质的核糖体上细胞质的核糖体上以信使以信使RNA为模板为模板二十种氨基酸二十种氨基酸需要酶和需要酶和ATP多个多肽或蛋白质多个多肽或蛋白质密码子与反密码子配对密码子与反密码子配对,既碱基互补配对原则(既碱基互补配对原则(A=U,G=C)mRNA(密码子密码子)翻译翻译 蛋白质蛋白质2 基因控制蛋白质的合成过程基因控制蛋白质的合成过程场所场所模板模板原则原则条件条件 细胞核细胞核DNA的一条链的一条链碱基互补配对,碱基互补配对,U代代T酶、酶、ATP、模、模板、原料板、原料mRNA步骤步骤 转录转录 翻译翻译 结果结果mRNA同前同前多肽链多肽链质中的核糖体质中的核
14、糖体ATP、酶、模板、酶、模板、原料、原料、tRNA课堂巩固课堂巩固蛋白质种氨基酸数目与蛋白质种氨基酸数目与mRNAmRNA、DNADNA中碱基数目的关系中碱基数目的关系1 1、如果某蛋白质中有、如果某蛋白质中有n n个氨基酸,则指导该个氨基酸,则指导该蛋白质合成的蛋白质合成的mRNAmRNA的碱基数目为的碱基数目为 ,控制该蛋白质合成的控制该蛋白质合成的DNADNA(基因)中的碱基(基因)中的碱基数目为数目为 。3n3n6n6n 比例是比例是_1361362 2、一条多肽链上有氨基酸、一条多肽链上有氨基酸300300个,则作为合成该多肽链个,则作为合成该多肽链 模板的信使模板的信使RNARN
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