《从基因到蛋白质》PPT课件

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从 基 因 到 蛋 白 质 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 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 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 ? 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 。 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 基 因 控 制 生 物 性 状 蛋 白 质体 现 者? 基 因 是 怎 样 指 导 蛋 白 质 的 合 成 呢 ? 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 ? ( 一 ) RNA 与 DNA结 构 的 比 较 :DNA RNA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 ? ( 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 。 D问 题 :DNA的 遗 传 信 息 是 怎 样 传 给 mRNA的 呢 ? 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 T CAT G A T T AA G T A C A A A T DNA的 平 面 结 构 图 A G T A C A A A T A G CU G AC GG UUUDNA 游 离 的 核 糖 核 苷 酸以 DNA的 一 条 链 为 模 板 合 成 RNA A G T A C A A A T A G CU G AC GG UUU DNA与 RNA的 碱 基 互 补 配 对 : AU; TC; CG; TARNA 聚 合 酶 A G T A C A A A T A G CG AC GG UU U U 组 成 RNA 的 核 糖 核 苷 酸 一 个 个 连 接 起 来 A G T A C A A A T A G CG AC GG UU U U A G T A C A A A T G CG AC GG UU U U A A G T A C A A A T G CG AC GUU GU U A A G T A C A A A T G CG AC GU GU U A U A G T A C A A A T G CG AC GGU U A U U A G T A C A A A T G CG AC GGU U A U U A A G T A C A A A T G CG C GGU U A U U A U A G T A C A A A T G G C GGU U A U U A U C A G T A C A A A T G G C GGU U A U U A U C形 成 的 mRNA 链 , DNA上 的 遗 传 信 息 就 传 递 到 mRNA上RNADNA 作 为 转 录 模 板 的 是DNA一 条 或 两 条 链 ?是 整 条 链 或 是 片 段 ? A DNATGCACUGRNA 关 于 模 板 链 : A T C G AG C GA G T C T T C G T C AAT C G AT G AC A T C GG CDNA说明 UC G CU A G C RNA RNA 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 A G T A C A A A T U CAU G A U UAmRNA 细 胞 质 细 胞 核 核 孔 DNAmRNA在 细 胞 核 中 合 成 A G T A C A A A T U CAU G A U UAmRNA 细 胞 质 细 胞 核 mRNA通 过 核 孔 进 入 细 胞 质 转 录细 胞 核核 糖 核 苷 酸DNA的 一 条 链mRNAATP、 酶G C、 C G、 T A、DNA mRNA 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ATPAT G C AU G C 四 种 脱 氧 核 苷 酸 四 种 核 糖 核 苷 酸两 个 相 同 的 DNA mRNA 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 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CU A 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 。 翻译细 胞 质 ( 核 糖 体 )mRNA蛋 白 质氨 基 酸ATP、 酶 、 转 运 RNA( tRNA)G C、 C G、 、mRNA 蛋 白 质 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ATPAU G C AU G 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 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 mRNA:蛋 白 质 : 决 定 决 定 决 定?种?种4种20种 讨论: 一个氨基酸的编码 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 。 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U U A G A U A U C 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 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 。 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 。 A A U 亮 氨 酸 AC U 天 冬 氨 酸 AU G 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 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 C U A G AAUACAGUCA CCGGA UmRNA甲 硫 氨 酸 U A U C U G U A C 密 码 子反 密 码 子 碱 基 互 补 配 对起始密码 DNA、 mRNA的 碱 基 和 氨 基 酸 的 数 量 关 系结 论 : C G T G CA C A TG C A C T G G T ADNA 谷 氨 酸 组 氨 酸精 氨 酸氨 基 酸 C G U G GA C A UmRNA G C A C U G G U AtRNA 氨 基 酸 序 列基 因 的 碱 基 信 使 RNA的 碱 基 氨 基 酸 = 6 3 1 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 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 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 。 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 。 RNA复 制 RNA复 制 通 过 RNA复 制 , 繁 殖 出 大 量 的 RNA型 病 毒 ! 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 。 以 RNA为 模 板 合 成 的 DNA单 链 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 。 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 。 DNA双 螺 旋 逆 转 录 DNA双 螺 旋然 后 , 双 螺 旋 的 DNA又 可 以 进 行 多 次 的 复 制 ! 逆 转 录 通 过 DNA复 制 , 繁 殖 出 大 量 DNA型 病 毒 。 绝 大 多 数 生 物 的 遗 传 物 质 是 DNA,极 少 数 生 物 的 遗 传 物 质 是 RNA或 RNA和DNA。 遗 传 物 质 都 能 通 过 复 制 将 遗 传 信息 遗 传 给 后 代 , 并 通 过 控 制 蛋 白 质 的 合 成控 制 生 物 体 的 性 状 表 现 。补 充 修 正 的 中 心 法 则DNA 转 录复制 逆 转 录 RNA 蛋 白 质翻 译RNA复 制 练 习 : 选 择 题 :1、 对 一 个 基 因 的 正 确 描 述 是 : ( ) A、 是 有 遗 传 效 应 的 染 色 体 片 段 B、 其 化 学 成 分 是 碱 基 、 核 糖 和 磷 酸 C、 每 个 基 因 含 有 一 个 DNA分 子 D、 是 决 定 生 物 性 状 的 基 本 单 位2、 “ 遗 传 信 息 ” 是 指 : ( ) A、 基 因 的 脱 氧 核 苷 酸 排 列 顺 序 B、 DNA的 碱 基 对 排 列 顺 序 C、 信 使 RNA的 核 苷 酸 排 列 顺 序 D、 蛋 白 质 的 氨 基 酸 排 列 顺 序 DA 3、 信 使 RNA的 来 源 是 : ( ) A、 由 DNA转 录 而 来 B、 由 DNA翻 译 而 来 C、 由 DNA转 变 而 来 D、 由 DNA复 制 而 来4、 DNA的 主 要 功 能 是 遗 传 信 息 的 : ( ) A、 储 存 与 分 配 B、 转 录 与 翻 译 C、 储 存 与 释 放 D、 传 递 与 表 达A D 5、 基 因 控 制 性 状 表 现 的 主 要 途 径 是 : ( ) A、 RNA 蛋 白 质 ( 性 状 ) B、 DNA 蛋 白 质 ( 性 状 ) C、 RNA DNA 蛋 白 质 ( 性 状 ) D、 DNA RNA 蛋 白 质 ( 性 状 ) D
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