1、电影电影 侏罗纪公园侏罗纪公园基因控制蛋白质的合成基因控制蛋白质的合成 2020世纪世纪5050年代，沃森年代，沃森 .克里克提出克里克提出DNADNA分子双螺旋结构理论，分子双螺旋结构理论，证明了证明了基因的化学本质基因的化学本质是是DNADNA，基因是有遗传效应的，基因是有遗传效应的DNADNA片段。片段。染色体染色体DNA基因基因1、染色体主要由、染色体主要由DNA和蛋白质组和蛋白质组成；成；一般情况下，每个染色体含有一般情况下，每个染色体含有一个一个DNA分子。分子。2、基因是有基因是有遗传效应的遗传效应的DNA片段，片段，每个每个DNA上有上有许多许多个基因个基因染色体染色体DNA基
2、因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸细胞核细胞核核糖体核糖体细胞质细胞质 问题问题 基因能否直接控制基因能否直接控制蛋白质的合成？为什么？蛋白质的合成？为什么？RNADNA问题：为什么问题：为什么RNA适于作适于作DNA的信使？的信使？图图4-1核糖与脱氧核糖核糖与脱氧核糖 碱碱 基基AGC U磷酸磷酸核糖核糖A磷酸磷酸核糖核糖A磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖 腺嘌呤腺嘌呤核糖核苷酸核糖核苷酸胞嘧啶胞嘧啶核糖核苷酸核糖核苷酸 尿嘧啶尿嘧啶核糖核苷酸核糖核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤核糖核苷酸核糖核苷酸通常呈单链通常呈单链 A核糖核糖PC核糖核糖PU核糖核糖PPG核糖核糖2、RNA的结构的结构规则的双螺旋结构规则的双螺旋结
3、构脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸腺腺(A)、鸟、鸟(G)嘌呤嘌呤胞胞(C)、胸腺、胸腺(T)嘧啶嘧啶脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸单链结构单链结构核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖磷酸磷酸腺腺(A)、鸟、鸟(G)嘌呤嘌呤胞胞(C)、尿尿(U)嘧啶嘧啶为什么为什么RNARNA适合做适合做DNADNA的信使呢？的信使呢？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。细胞核细胞核细胞质细胞质构成核酸的碱基共构成核酸的碱基共 种，核苷酸共种，核苷酸共 种。种。58单单核孔核孔mRNAmRNA信使信使tRNAtRNA转运转运rRNAr
4、RNA核糖体核糖体蛋白质蛋白质rRNArRNA核糖体核糖体tRNAtRNAmRNAmRNARNA种类 想一想：基因控制蛋白质合成的过程中首先需要把基因（DNA）上碱基对的排列顺序（遗传信息）传递到哪里？是怎样传递的呢？DNA(DNA(基因基因)蛋白质蛋白质RNARNA转录转录翻译翻译基基因因指指导导蛋蛋白白质质合合成成的的过过程程a.DNA a.DNA 解旋解旋，以一条链为模板合成，以一条链为模板合成RNARNAb.DNA与RNA的的碱基互补配对碱基互补配对：AUAU;TA;TA；CGCG；GCGCc.组成组成 RNA 的核糖核苷酸一个个的核糖核苷酸一个个连接连接起来起来2.场所：场所：细胞核
5、细胞核4.条件条件：模板：模板：DNA的的一条链一条链酶：酶：解旋酶解旋酶、RNA聚合酶聚合酶等等原料：四种原料：四种核糖核苷酸核糖核苷酸能量：能量：ATP形成一条形成一条mRNA这样这样：DNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上3.过程过程：5.结果：结果：在在_内，以内，以DNADNA的的_为为_，按照按照_的原则合成的原则合成_的过程。的过程。细胞核细胞核一条链一条链模板模板碱基互补配对碱基互补配对RNARNA1.概念：概念：（1 1）DNADNA的两条链都能转录吗？的两条链都能转录吗？（2 2）DNADNA链完全解开吗？链完全解开吗？（3 3）在转录过程
6、中碱基互补配对原则有什么特殊）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊 情况？（与复制比较）情况？（与复制比较）A AU U、T TA A、G GC C、C CG G主主 要要 在在 细细 胞胞 核核 内内完全完全解旋解旋只解开有只解开有遗传效应遗传效应的片段的片段亲代亲代DNA的的两条两条链链 均为模板均为模板DNA的的一条一条链上的某链上的某片段片段为模板为模板解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶等等ATPAT GC AU GC四种四种脱氧脱氧核苷酸核苷酸四种四种核糖核糖核苷酸核苷酸两个子代两个子代DNAm mRNA解旋酶、解旋酶、RNARNA聚合酶聚合酶等等n通过转录，把遗传信息从DN
7、A传递到mRNA上，这是否意味着基因控制蛋白质的合成已经完成了呢？在细胞质中在细胞质中,以以mRNAmRNA为模板为模板,合成具合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。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定_种，即种，即 如果如果2 2个碱基决定个碱基
8、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信使信使RNARNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基密码子密码子:密码子共有多少种？其中密码子共有多少种？其中决定氨基酸决定氨基酸的密码的密码子共有多少种？子共有多少种？氨基酸有多少种氨基酸有多少种?UCAUG A UUAmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子查表：这三种密码子决定的氨基酸分别是什么查表：这三种密码子决定的氨基酸分别是什么？c、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、氨基酸的氨基酸的种类；种类；20种种密码子的种密码子的
9、种类：类：64种种b、三个终止三个终止密码：密码：UAA、UAG、UGAa a、有、有6464个密码子，只有个密码子，只有6161个为决定氨基酸的个为决定氨基酸的密码子密码子，3 3个为个为终止密码终止密码；b b、密码子、密码子AUG既是既是甲硫氨酸甲硫氨酸的密码子，又是的密码子，又是起始密码起始密码c c、每个氨基酸可以有一个或多个的密码子；、每个氨基酸可以有一个或多个的密码子；d d、在生物界，从病毒到人类的所有生物共用一套密码、在生物界，从病毒到人类的所有生物共用一套密码 子，说明生物彼此之间存在子，说明生物彼此之间存在亲缘亲缘关系。关系。细胞核细胞核核糖体核糖体细胞质细胞质DNAmR
10、NA氨基酸氨基酸 携带氨基酸的部位反密码子功能：识别密码子，转运氨基酸3.转运转运RNA（tRNA）的结构和功能：）的结构和功能：tRNA是怎样担任是怎样担任 译员译员”工作的呢？工作的呢？U AU反密码子反密码子氨基酸氨基酸mRNAU GC A U A CCGA U三个碱基三个碱基识别识别：碱基：碱基 互补配对互补配对异亮氨酸异亮氨酸灵活运用：一个tRNA一端的三个碱基是CGA，另一端携带的氨基酸是（）A.精氨酸（CGA）B.丙氨酸(GCU)C.脯氨酸（CCU）B密码子与反密码子密码子与反密码子A A U异亮氨酸异亮氨酸CA C色氨酸色氨酸 上一张返回核糖体核糖体核糖体核糖体核糖体核糖体 U
11、 A U C G u C U G G G A U A CG G CAAUACAGUCACCGGAUmRNA U A C C G u G G A C U G多肽链多肽链翻译小结翻译小结定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNAmRNA为模板为模板合合 成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。原料：原料：_多种氨基酸多种氨基酸场所：场所：_过程：过程：_细胞质中的核糖体细胞质中的核糖体起始、延伸、终止起始、延伸、终止模板：模板：_产物：产物：_遗传信息传递方向：遗传信息传递方向：_mRNAmRNA多肽链多肽链mRNAmRNA蛋白
12、质蛋白质DNA(DNA(基因基因)蛋白质蛋白质RNARNA转录转录翻译翻译基基因因指指导导蛋蛋白白质质合合成成的的过过程程一个一个mRNA分子上结合多个核糖体，分子上结合多个核糖体，同时同时合成多条肽链合成多条肽链 A A U亮氨酸亮氨酸CA C色氨酸色氨酸一种一种tRNAtRNA只能携带一种氨基酸只能携带一种氨基酸?一种氨基酸只能由一种一种氨基酸只能由一种tRNAtRNA携带携带?上一张返回思考：在翻译过程中，氨基酸和tRNA的种类有怎样的对应关系？信息流：遗传信息的传递叫做信息流。信息流：遗传信息的传递叫做信息流。转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质 DNA复制复制 你能把
13、基因控制蛋白质的合成过程你能把基因控制蛋白质的合成过程用一个简式概括吗？用一个简式概括吗？（中心法则）（中心法则）真核细胞中复制、转录、翻译的真核细胞中复制、转录、翻译的比较比较细胞分裂间期细胞分裂间期细胞核细胞核DNA的两条链均为模板的两条链均为模板四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸DNA聚合酶等聚合酶等ATPA-T、G-C半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制2个子代个子代DNA分子分子生长发育过程生长发育过程细胞核细胞核基因的一条链为模板基因的一条链为模板四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸RNA聚合酶等聚合酶等ATPA-U、T-AG-C，C-G边解旋边转录边解旋边转录1个信使个信使RNA生长发
14、育过程生长发育过程细胞质细胞质mRNA为模板为模板二十种氨基酸二十种氨基酸特定的酶等特定的酶等ATPmRNA与与tRNA配对配对 A-U,G-C多个特定氨基酸顺序的多个特定氨基酸顺序的蛋白质蛋白质结论结论:C G TGCAC A TG C A C TG G TADNA谷氨酸谷氨酸组氨酸组氨酸精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸C G UGGAC A UmRNAG C A C U G G U AtRNA遗传信息遗传信息遗传密码遗传密码反密码子反密码子氨基酸序列氨基酸序列基因的碱基基因的碱基 信使信使RNARNA的碱基的碱基 氨基酸氨基酸 =6 3 1信息链信息链 1 一条多肽链中有氨基酸一条多肽链中有氨基酸
15、1 00个，则作为合成该多个，则作为合成该多肽链模板的信使肽链模板的信使RNA和用来转录该信使和用来转录该信使RNA的基因分的基因分子分别至少有碱基多少个？子分别至少有碱基多少个？A.3 00个和个和3 00个个 B.1 00个和个和3 00个个 C.1 00个和个和4 00个个 D.3 00个和个和6 00个个 试试看：2 2 设控制某含设控制某含n n条肽链的蛋白质合成的基因含条肽链的蛋白质合成的基因含b b个碱基个碱基 对，氨基酸的平均分子量为对，氨基酸的平均分子量为a a，则该蛋白质的分子量，则该蛋白质的分子量 约为约为 A.2b/3a-6b+18 B.b/3a-6bA.2b/3a-6b+18 B.b/3a-6b C.18(b/3-a)D.ab/3-(b/3-n)C.18(b/3-a)D.ab/3-(b/3-n)1818小结：密码子共有密码子共有64种种决定氨基酸的密码子有决定氨基酸的密码子有61种种tRNA有有61种种小结：
