《從基因到蛋白質》PPT課件

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1、從 基 因 到 蛋 白 質 思 考 ： 為 什 么 子 女 長 的 像 自 己 的 父 母 ？是 因 為 子 代 獲 得 了 親 代 復 制 的 一份 DNA的 緣 故 DNA的 基 本 功 能1、 通 過 復 制 ， 在 后 代 的 傳 種 接 代 中 傳遞 遺 傳 信 息2、 在 后 代 的 個 體 發(fā) 育 過 程 中 ， 使 遺 傳信 息 得 以 表 達現(xiàn) 代 遺 傳 學 認 為 ： 生 物 的 性 狀 是 有 基因 控 制 的 一.基因的概念基 因 ： 是 決 定 生 物 性 狀 的 遺 傳 物質 的 基 本 單 位 ， 是 有 遺 傳 效 應 的DNA片 段每 個 基 因 有 特 定

2、 的 脫 氧 核 苷 酸 排 列 順 序 ，它 代 表 著 遺 傳 信 息 。基 因 、 染 色 體 、 DNA 三 者 有 什 么 關 系 呢 ？ 功 能 上 ： 控 制 生 物 性 狀 的 遺 傳 物 質 結 構 、 功 能 的 基 本 單位 。本 質 上 （ 與 DNA的 關 系 ） ： 具 有 遺 傳 效 應 的 DNA片 段 。 位 置 上 （ 與 染 色 體 的 關 系 ） ： 在 染 色 體 上 呈 直 線 排 列 。 有 遺 傳 效 應 的DNA片 段控 制 生 物 的 性 狀 ?在 染 色 體 上 果 蠅 某 一 條 染 色 體上 的 幾 個 基 因 基 因 控 制 生 物

3、性 狀 蛋 白 質體 現(xiàn) 者？ 基 因 是 怎 樣 指 導 蛋 白 質 的 合 成 呢 ？ DNA主 要 在細 胞 核 蛋 白 質 的 合 成在 細 胞質 進 行指 導通 過 RNA問 題 ： 為 什 么 RNA適 于 作 DNA的 信 使 呢 ？ （ 一 ） RNA 與 DNA結 構 的 比 較 ：DNA RNA結 構組 成 基 本 單 位堿 基 嘌 呤嘧 啶五 碳 糖無 機 酸 規(guī) 則 的 雙 螺 旋 結 構脫 氧 核 苷 酸腺 (A)、 鳥 (G )嘌 呤胞 (C)、 胸 腺 (T)嘧 啶脫 氧 核 糖磷 酸 單 鏈 結 構核 糖 核 苷 酸核 糖磷 酸腺 (A)、 鳥 (G )嘌 呤胞

4、 (C)、 尿 (U)嘧 啶問 題 ： RNA為 什 么 適 合 作 為 信 使 ？ （ 二 ） RNA的 種 類 ： 信 使 RNA（ mRNA） 轉 運 RNA（ tRNA）核 糖 體 RNA（ rRNA）由 DNA轉 錄 來 的 ， 有 遺 傳 密 碼 。運 載 特 定 的 氨 基 酸 ， 有 反 密 碼 子 。參 與 核 糖 體 的 構 成 。 D問 題 ：DNA的 遺 傳 信 息 是 怎 樣 傳 給 mRNA的 呢 ？ 轉 錄 ： 在 細 胞 核 內 ， 以 DNA的 一條 鏈 為 模 板 ， 按 照 堿 基 互 補 配 對的 原 則 合 成 RNA的 過 程 ?；?因 控 制 蛋

5、白 質 的 合 成 T CAT G A T T AA G T A C A A A T DNA的 平 面 結 構 圖 A G T A C A A A T A G CU G AC GG UUUDNA 游 離 的 核 糖 核 苷 酸以 DNA的 一 條 鏈 為 模 板 合 成 RNA A G T A C A A A T A G CU G AC GG UUU DNA與 RNA的 堿 基 互 補 配 對 ： AU； TC； CG； TARNA 聚 合 酶 A G T A C A A A T A G CG AC GG UU U U 組 成 RNA 的 核 糖 核 苷 酸 一 個 個 連 接 起 來 A G

6、 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

7、 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 鏈 ， DNA上 的 遺 傳 信 息 就 傳 遞 到 mRNA上RNADNA 作 為 轉 錄 模 板 的 是DNA一 條 或 兩 條 鏈 ？是 整 條 鏈 或 是 片 段 ？ A DNATGCACUGRNA 關 于 模 板 鏈 ： 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說明 UC G CU A G C RNA RNA DNA兩 條 鏈 中 只 有 一 條 鏈 是 有 意 義 鏈 ， 另

8、一 條 為 無意 義 鏈 ， 到 底 哪 條 鏈 是 有 意 義 鏈 不 是 固 定 不 變 的 。 作 為 模 板 的 只 是 DNA鏈 中 的 某 個 片 段 基 因 ；基 因 1 基 因 2 基 因 的 兩 條 鏈 中 ， 一 條 是 有 意 義 鏈 ， 另 一 條 是 無 意 義 鏈 。 ab A G T A C A A A T U CAU G A U UAmRNA 細 胞 質 細 胞 核 核 孔 DNAmRNA在 細 胞 核 中 合 成 A G T A C A A A T U CAU G A U UAmRNA 細 胞 質 細 胞 核 mRNA通 過 核 孔 進 入 細 胞 質 轉 錄

9、細 胞 核核 糖 核 苷 酸DNA的 一 條 鏈mRNAATP、 酶G C、 C G、 T A、DNA mRNA 轉 錄 與 復 制 的 比 較 ：復 制 轉 錄場 所解 旋模 板酶能 量配 對原 料產(chǎn) 物 細 胞 核完 全 解 旋 只 解 有 遺 傳 效 應 的 片 段親 代 DNA的 兩 條 鏈 基 因 的 一 條 鏈 （ 信 息 鏈 ） 解 旋 酶 、 聚 合 酶 等ATPAT G C AU G C 四 種 脫 氧 核 苷 酸 四 種 核 糖 核 苷 酸兩 個 相 同 的 DNA mRNA 翻 譯 ： 在 細 胞 質 中 的 核 糖 體 上 ,以mRNA為 模 板 ,tRNA為 運 載

10、工 具 ，合 成 具 有 一 定 氨 基 酸 順 序 的 蛋 白 質的 過 程 ?；?因 控 制 蛋 白 質 的 合 成 運 載 工 具 ： 轉 運 RNA(tRNA)注 意 ： 一 種 tRNA只能 攜 帶 一 種 氨 基 酸？甲硫氨酸CU A 1、 起 始 階 段 ：mRNA、 tRNA與 核糖 體 相 結 合 。2、 延 伸 階 段 ： 攜 帶著 特 定 的 氨 基 酸 的tRNA按 照 堿 基 配 補原 則 ， 識 別 并 進 入 第二 階 段 。3、 終 止 階 段 ： 多 肽鏈 合 成 并 被 釋 放 。 翻譯細 胞 質 （ 核 糖 體 ）mRNA蛋 白 質氨 基 酸ATP、 酶

11、、 轉 運 RNA（ tRNA）G C、 C G、 、mRNA 蛋 白 質 轉 錄 與 翻 譯 的 比 較 ：轉 錄 翻 譯場 所模 板酶能 量配 對原 料產(chǎn) 物 細 胞 核 細 胞 質 （ 核 糖 體 ）基 因 的 一 條 鏈 （ 信 息 鏈 ） mRNA上 的 遺 傳 密 碼ATPAU G C AU G C 四 種 核 糖 核 苷 酸 約 二 十 種 氨 基 酸信 使 RNA、 轉 運 RNA 多 肽 鏈解 旋 酶 、 RNA聚 合 酶 縮 合 酶 基因控制蛋白質合成的過程DNA的 遺 傳 信 息mRNA的 遺 傳 信 息蛋 白 質 的 氨 基 酸 排 列 順 序 mRNA：蛋 白 質 ：

12、 決 定 決 定 決 定?種?種4種20種 討論： 一個氨基酸的編碼 知 識 點 ： 人 體 正 常 的 生 理 活 動 需 要 20種 氨 基 酸 其 中 8種 為 人 體 必 須 氨 基 酸 （ 不 可 由 其他 氨 基 酸 轉 化 得 來 ） ： 賴 氨 酸 、 色 氨 酸 、 苯 丙 氨 酸 、 亮 氨 酸 、異 亮 氨 酸 、 甲 硫 氨 酸 、 蘇 氨 酸 、 纈 氨酸 。 三 個 堿 基 決 定 一 個 氨 基 酸 ， 43=64密 碼 子 ：mRNA上 決定 一 個 氨 基酸 的 三 個 相鄰 的 堿 基 。 密 碼 子密 碼 子 密 碼 子U U A G A U A U C

13、a、 一 種 氨 基 酸 可以 和 多 個 密 碼 子 相對 應 b、 一 個 密 碼 子 只和 一 種 氨 基 酸 相 對應 c、 三 個 終 止 密 碼 ：UAA、 UAG、 UGA；一 個 起 始 密 碼 子 ：AUG 遺 傳 密 碼 子 的 特 性 ： 1.一 個 密 碼 子 ， 決 定 一 個 特定 的 氨 基 酸 ； 2.一 種 氨 基 酸 可 能 有 幾 個 密碼 子 （ 簡 并 性 ） 。 在 一 定 程度 上 能 防 止 由 于 堿 基 的 改 變而 導 致 的 遺 傳 信 息 的 改 變 。 3.有 3個 終 止 密 碼 子 ， 沒 有 對 應 的 氨 基酸 ， 所 以 ，

14、 在 64個 遺 傳 密 碼 子 中 ， 能決 定 氨 基 酸 的 遺 傳 密 碼 子 只 有 61個 。4.通 用 性 ： 地 球 上 幾 乎 所 有 的 生 物 共 用一 套 密 碼 子 表 。 A A U 亮 氨 酸 AC U 天 冬 氨 酸 AU G 異 亮 氨 酸 反 密 碼 子每 個 tRNA的 一 端 是 攜 帶 氨 基 酸 的 部 位 ，另 一 端 是 有 3個 堿 基 ，每 個 tRNA上 的 這 3個 堿 基 ， 都 只 能 專 一 地 與mRNA上 的 特 定 的 3個 堿 基 配 對 ， 稱 為 反 密 碼 子 核 糖 體起 始 密 碼 密 碼 子 密 碼 子 密 碼

15、子 密 碼 子 終 止 密 碼對 翻 譯 過 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 碼 子反 密 碼 子 堿 基 互 補 配 對起始密碼 DNA、 mRNA的 堿 基 和 氨 基 酸 的 數(shù) 量 關 系結 論 : C G T G CA C A TG C A C T G G T ADNA 谷 氨 酸 組 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 堿 基 信 使 RNA的 堿 基 氨 基 酸

16、= 6 3 1 思 考 ： 當 某 DNA堿 基 發(fā) 生 改 變 ， 是 否 一 定會 導 致 生 物 性 狀 發(fā) 生 改 變 ？ 不 一 定 。 因 為 發(fā) 生 改 變 的 堿 基 可 能 有 以 下 兩種 情 況 ： 1、 該 堿 基 位 于 DNA無 效 片 段 上 ； 2、 該 堿 基 改 變 后 形 成 的 密 碼 子 與 原 來 的 密 碼 子 決 定 同 一 種 氨 基 酸 基 因 對 性 狀 的 控 制 性 狀 ： 生 物 形 態(tài) 結 構 和 生 理 特 征 ， 由 蛋 白 質 體 現(xiàn) 。酶 的 合 成 ： 白 化 病 根 本 原 因 ： 基 因 異 常 導 致 酪 氨 酸 酶

17、 不 能 合 成 直 接 原 因 ： 體 內 缺 少 酪 氨 酸 酶蛋 白 質 分 子 的 結 構 ： 鐮 刀 型 貧 血 癥 RNA復 制20世 紀 70年 代 ， 科 學 家 發(fā) 現(xiàn) 煙 草 花 葉 病 病 毒 在 環(huán) 境 條件 適 宜 的 夏 季 沒 有 DNA而 只 有 RNA！ 顯 然 ， 此 時 的煙 草 花 葉 病 病 毒 是 以 RNA為 遺 傳 物 質 的 ！煙 草 花 葉 病 病 毒 能 夠 正 常 繁 殖 ， 說 明 RNA也 是 可 以 進行 復 制 的 。 當 然 ， RNA的 復 制 也 遵 循 堿 基 互 補 配 對原 則 。 RNA復 制20世 紀 70年 代

18、， 科 學 家 發(fā) 現(xiàn) 煙 草 花 葉 病 的 病 毒 在 環(huán) 境條 件 適 宜 的 夏 季 沒 有 DNA而 只 有 RNA！ 顯 然 ， 煙 草花 葉 病 病 毒 是 以 RNA為 遺 傳 物 質 的 ！煙 草 花 葉 病 病 毒 能 夠 正 常 繁 殖 ， 說 明 RNA也 是 可 以 進行 復 制 的 。 RNA復 制 RNA復 制 通 過 RNA復 制 ， 繁 殖 出 大 量 的 RNA型 病 毒 ！ 逆 轉 錄科 學 家 們 同 時 還 發(fā) 現(xiàn) ， 在 環(huán) 境 適 宜 的 夏 季 只 有 RNA的煙 草 花 葉 病 病 毒 到 了 環(huán) 境 嚴 酷 的 冬 季 ， 它 們 體 內 又

19、具 有 DNA了 。 顯 然 ， 這 些 DNA是 以 RNA為 模 板 合成 的 。以 RNA為 模 板 合 成 DNA的 過 程 叫 “ 逆 轉 錄 ” ， 這 ，需 要 逆 轉 錄 酶 來 催 化 它 。 以 RNA為 模 板 合 成 的 DNA單 鏈 逆 轉 錄科 學 家 們 同 時 還 發(fā) 現(xiàn) ， 在 環(huán) 境 適 宜 的 夏 季 只 有 RNA的煙 草 花 葉 病 病 毒 到 了 環(huán) 境 嚴 酷 的 冬 季 ， 它 們 體 內 又有 DNA了 。 顯 然 ， 這 些 DNA是 以 RNA為 模 板 合 成 的以 RNA為 模 板 合 成 DNA的 過 程 叫 “ 逆 轉 錄 ” ，

20、這 ， 需要 逆 轉 錄 酶 來 催 化 它 。 逆 轉 錄科 學 家 們 同 時 還 發(fā) 現(xiàn) ， 在 環(huán) 境 適 宜 的 夏 季 只 有 RNA的煙 草 花 葉 病 病 毒 到 了 環(huán) 境 嚴 酷 的 冬 季 ， 它 們 體 內 又有 DNA了 。 顯 然 ， 這 些 DNA是 以 RNA為 模 板 合 成 的以 RNA為 模 板 合 成 DNA的 過 程 叫 “ 逆 轉 錄 ” ， 這 ， 需要 逆 轉 錄 酶 來 催 化 它 。 DNA雙 螺 旋 逆 轉 錄 DNA雙 螺 旋然 后 ， 雙 螺 旋 的 DNA又 可 以 進 行 多 次 的 復 制 ！ 逆 轉 錄 通 過 DNA復 制 ，

21、 繁 殖 出 大 量 DNA型 病 毒 。 絕 大 多 數(shù) 生 物 的 遺 傳 物 質 是 DNA，極 少 數(shù) 生 物 的 遺 傳 物 質 是 RNA或 RNA和DNA。 遺 傳 物 質 都 能 通 過 復 制 將 遺 傳 信息 遺 傳 給 后 代 ， 并 通 過 控 制 蛋 白 質 的 合 成控 制 生 物 體 的 性 狀 表 現(xiàn) 。補 充 修 正 的 中 心 法 則DNA 轉 錄復制 逆 轉 錄 RNA 蛋 白 質翻 譯RNA復 制 練 習 ： 選 擇 題 ：1、 對 一 個 基 因 的 正 確 描 述 是 ： （ ） A、 是 有 遺 傳 效 應 的 染 色 體 片 段 B、 其 化 學

22、 成 分 是 堿 基 、 核 糖 和 磷 酸 C、 每 個 基 因 含 有 一 個 DNA分 子 D、 是 決 定 生 物 性 狀 的 基 本 單 位2、 “ 遺 傳 信 息 ” 是 指 ： （ ） A、 基 因 的 脫 氧 核 苷 酸 排 列 順 序 B、 DNA的 堿 基 對 排 列 順 序 C、 信 使 RNA的 核 苷 酸 排 列 順 序 D、 蛋 白 質 的 氨 基 酸 排 列 順 序 DA 3、 信 使 RNA的 來 源 是 ： （ ） A、 由 DNA轉 錄 而 來 B、 由 DNA翻 譯 而 來 C、 由 DNA轉 變 而 來 D、 由 DNA復 制 而 來4、 DNA的 主 要 功 能 是 遺 傳 信 息 的 ： （ ） A、 儲 存 與 分 配 B、 轉 錄 與 翻 譯 C、 儲 存 與 釋 放 D、 傳 遞 與 表 達A D 5、 基 因 控 制 性 狀 表 現(xiàn) 的 主 要 途 徑 是 ： （ ） A、 RNA 蛋 白 質 （ 性 狀 ） B、 DNA 蛋 白 質 （ 性 狀 ） C、 RNA DNA 蛋 白 質 （ 性 狀 ） D、 DNA RNA 蛋 白 質 （ 性 狀 ） D