基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成課件

1、第四章第四章 基因的表達(dá)基因的表達(dá)第第1 1節(jié)節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成DNAmRNA細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)mRNAmRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)核孔核孔1.1. RNARNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)A核糖核糖PC核糖核糖PU核糖核糖PPG核糖核糖AAGGCUU一一. .遺傳信息的轉(zhuǎn)錄遺傳信息的轉(zhuǎn)錄一般一般DNADNA由由 條核苷酸鏈組成條核苷酸鏈組成而而RNARNA由由 條核苷酸鏈組成條核苷酸鏈組成2 21 1比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目DNADNARNARNA基本單位基本單位脫氧核苷酸脫氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸五碳糖五碳糖脫氧核糖脫氧核糖核糖核糖含氮堿基含氮堿基 A G C T A G C TA G C UA

2、G C U結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)單鏈結(jié)構(gòu)單鏈結(jié)構(gòu)存在部位存在部位 細(xì)胞核（線、葉）細(xì)胞核（線、葉）細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)DNADNA、RNARNA的區(qū)別的區(qū)別 RNA RNA的合成的合成20TCATG A TT AAG T AC T A A T DNADNA的平面結(jié)構(gòu)圖的平面結(jié)構(gòu)圖AG T AC T A A T AGCUGACGGUUU3.3.轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄: :在細(xì)胞核中，以在細(xì)胞核中，以DNADNA的一條鏈為模板，合成的一條鏈為模板，合成RNARNA的過(guò)程。的過(guò)程。產(chǎn)物：產(chǎn)物：mRNA mRNA tRNAtRNA rRNArRNA解解旋旋AG T AC T A A T AGCUGACGGUUURN

3、A RNA 聚合酶聚合酶AG T AC T A A T AGCGACGGUUU UAG T AC T A A T AGCGACGGUUU UAG T AC T A A T GCGACGGUUU UAAG T AC T A A T GCGACGUUGU UAAG T AC T A A T GCGACGUGU UAAAG T AC T A A T GCGACGGU UAA UAG T AC T A A T GCGACGGU UAA UAAG T AC T A A T GCGCGGU UAA UA UAG T AC T A A T GGCGGU UAA UA U CAG T AC T A A T G

4、GCGGU UAA UA U CmRNA轉(zhuǎn)錄過(guò)程總結(jié)轉(zhuǎn)錄過(guò)程總結(jié) 場(chǎng)所：場(chǎng)所： 主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核 模板：模板： DNADNA的一條鏈（模板鏈）的一條鏈（模板鏈） 原料：原料： 4 4種種 核糖核苷酸核糖核苷酸 原則：原則： 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則（A-UA-U） 產(chǎn)物：產(chǎn)物： mRNAmRNAUCAUG A UUAmRNA細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)AG T AC T A A T 細(xì)胞核細(xì)胞核核孔核孔1.1.翻譯翻譯: :在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNAmRNA為為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。二二. .遺傳信息

5、的翻譯遺傳信息的翻譯翻翻譯譯過(guò)過(guò)程程核糖體核糖體2020種氨基酸種氨基酸mRNAmRNAtRNAtRNA堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則多肽鏈多肽鏈通常一個(gè)通常一個(gè)mRNAmRNA同同時(shí)結(jié)合多個(gè)核糖體，進(jìn)時(shí)結(jié)合多個(gè)核糖體，進(jìn)行多個(gè)肽鏈的合成。行多個(gè)肽鏈的合成。 37 37 0 0C C ，細(xì)菌內(nèi)合成，細(xì)菌內(nèi)合成肽鏈速度是肽鏈速度是1515個(gè)個(gè)/ /秒。秒。 堿基與氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是怎樣的？堿基與氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是怎樣的？思考：19541954年，美籍俄裔理論物理學(xué)伽莫夫年，美籍俄裔理論物理學(xué)伽莫夫, ,應(yīng)用排應(yīng)用排列組合計(jì)算來(lái)研究遺傳密碼。列組合計(jì)算來(lái)研究遺傳密碼。DNADNA中的中的

6、4 4種核種核苷酸，每次取苷酸，每次取3 3個(gè)來(lái)進(jìn)行組合，其組合種數(shù)是：個(gè)來(lái)進(jìn)行組合，其組合種數(shù)是：mRNAmRNA分子中的分子中的4 4種堿基如何決定蛋白質(zhì)種堿基如何決定蛋白質(zhì)分子中的分子中的2020種氨基酸？種氨基酸？伽莫夫于是提出遺傳密碼的三聯(lián)體（伽莫夫于是提出遺傳密碼的三聯(lián)體（triplet）假說(shuō)。當(dāng)時(shí)，伽）假說(shuō)。當(dāng)時(shí)，伽莫夫很得意，他將莫夫很得意，他將20稱(chēng)為稱(chēng)為“生物學(xué)上的神奇數(shù)字生物學(xué)上的神奇數(shù)字”。1 1個(gè)堿基決定個(gè)堿基決定1 1個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸 4 41 1=4=42 2個(gè)堿基決定個(gè)堿基決定1 1個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸 4 42 2=16=163 3個(gè)堿基決定個(gè)堿基決定1 1個(gè)氨基

7、酸個(gè)氨基酸 4 43 3=64=64 1961 1961年，克里克在煙草花葉年，克里克在煙草花葉病毒的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，這種病毒病毒的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，這種病毒的外殼蛋白的每個(gè)亞基蛋白質(zhì)的外殼蛋白的每個(gè)亞基蛋白質(zhì)約由約由400400個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸組成，而每組成，而每個(gè)亞基又是受一分子個(gè)亞基又是受一分子mRNAmRNA編編碼支配。每一分子碼支配。每一分子mRNAmRNA約由約由12001200個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸組成。組成。 美國(guó)科學(xué)家尼倫美國(guó)科學(xué)家尼倫伯格與美籍印裔伯格與美籍印裔科學(xué)家霍拉納科學(xué)家霍拉納 19611961年，尼倫伯格先合成了年，尼倫伯格先合成了一條全部由尿嘧啶核苷酸（一條全部由尿嘧啶核苷酸（

8、U U）組成的多苷酸鏈，即組成的多苷酸鏈，即UUUUUU。然后將這種多聚。然后將這種多聚U U加入到含有加入到含有2020種氨基酸以種氨基酸以及有關(guān)酶的緩沖液中，結(jié)果及有關(guān)酶的緩沖液中，結(jié)果只產(chǎn)生了一種由苯丙氨酸組只產(chǎn)生了一種由苯丙氨酸組成的多肽鏈。這是一個(gè)驚人成的多肽鏈。這是一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn)：與苯丙氨酸對(duì)應(yīng)的的發(fā)現(xiàn)：與苯丙氨酸對(duì)應(yīng)的遺傳密碼是遺傳密碼是UUUUUU。這是世界。這是世界上解讀出的第一個(gè)遺傳密碼上解讀出的第一個(gè)遺傳密碼子。子。 a a、一種、一種氨基酸可以氨基酸可以和和多個(gè)多個(gè)密碼子相對(duì)應(yīng)密碼子相對(duì)應(yīng)b b、一個(gè)、一個(gè)密碼子只和密碼子只和一種一種氨基酸相對(duì)應(yīng)氨基酸相對(duì)應(yīng) c c、三

9、個(gè)終止密碼子：三個(gè)終止密碼子：UAAUAA、UAGUAG、UGAUGA，不編碼任何氨基酸，不編碼任何氨基酸，代表多肽鏈合成的終代表多肽鏈合成的終止止通用性通用性尼倫伯格尼倫伯格科拉納科拉納霍利霍利19681968年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng) AG T AC T A A T UCAUG A UUAmRNA細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核細(xì)胞核UCAUG A UUAmRNA密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子2.2.密碼子：密碼子：mRNAmRNA上決定氨基酸的上決定氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基三個(gè)相鄰的堿基A A U U G G G G C CU U G G G G A A？甲硫氨酸甲硫氨酸

10、CUA反密碼子核糖體核糖體UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天門(mén)冬天門(mén)冬酰氨酰氨 核糖體核糖體mRNA mRNA 與核糖體結(jié)合與核糖體結(jié)合. .UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天門(mén)冬天門(mén)冬酰氨酰氨 tRNA tRNA 上的反密碼子與上的反密碼子與 mRNAmRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)上的密碼子互補(bǔ)配對(duì) .UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天門(mén)冬天門(mén)冬酰氨酰氨AUG 異亮氨酸異亮氨酸 tRNA tRNA 將氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到將氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到 mRNAmRNA上的上的 相應(yīng)位置相應(yīng)位置 . .UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸A

11、C U 天門(mén)冬天門(mén)冬酰氨酰氨AUG 異亮氨酸異亮氨酸 兩個(gè)氨基酸分子縮合兩個(gè)氨基酸分子縮合縮合縮合UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天門(mén)冬天門(mén)冬酰氨酰氨AUG 異亮氨酸異亮氨酸 核糖體隨著核糖體隨著 mRNAmRNA滑動(dòng)滑動(dòng). . 另一個(gè)另一個(gè) tRNA tRNA 上的堿基與上的堿基與mRNAmRNA上的上的 密碼子配對(duì)密碼子配對(duì). . UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天門(mén)冬天門(mén)冬酰氨酰氨AUG 異亮氨酸異亮氨酸 一個(gè)個(gè)氨基酸分子縮合成鏈狀結(jié)構(gòu)一個(gè)個(gè)氨基酸分子縮合成鏈狀結(jié)構(gòu)UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天門(mén)冬天門(mén)冬酰氨酰氨

12、AUG 異亮氨酸異亮氨酸 t tRNARNA離開(kāi)，再去轉(zhuǎn)運(yùn)新的氨基酸離開(kāi)，再去轉(zhuǎn)運(yùn)新的氨基酸UCAUG A UUAA A UAC UAUG 亮氨酸亮氨酸 天門(mén)冬天門(mén)冬酰氨酰氨 異亮氨酸異亮氨酸以以mRNAmRNA為模板形成了有一定氨基酸順序的為模板形成了有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) . . 蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的合成思考：思考：哪些生理過(guò)程遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則？哪些生理過(guò)程遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則？（4 4種）種） DNADNA復(fù)制、復(fù)制、RNARNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯哪些生理過(guò)程可以產(chǎn)生水？哪些生理過(guò)程可以產(chǎn)生水？ （5 5種）種） 蛋白質(zhì)合成、有氧呼吸、光合作用、蛋白質(zhì)合成、有氧

13、呼吸、光合作用、糖的合成、核酸的合成、糖的合成、核酸的合成、ATPATP的合成的合成ACUG G A UC UmRNAtRNAtRNAUGA CCU AGA蘇氨酸蘇氨酸甘氨酸甘氨酸絲氨酸絲氨酸 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)密碼子密碼子ACU GGA UCUDNADNA雙鏈雙鏈ACTGGATC TTGACC TAGA肽鍵肽鍵 肽鍵肽鍵DNA TAC AAA GCA ATT mRNA AUG UUU CGU UAA tRNA UAC AAA GCA AUU 多肽多肽 甲硫甲硫 苯丙苯丙 精氨精氨 終終 氨酸氨酸 氨酸氨酸 酸酸 止止 起始起始1 1、遺傳學(xué)上將某種分子上決定一個(gè)氨基酸、遺傳學(xué)上將某

14、種分子上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰堿基稱(chēng)為的三個(gè)相鄰堿基稱(chēng)為“密碼子密碼子”，這種分，這種分子是：子是： A A肽鏈肽鏈 B BDNA DNA C C信使信使RNA DRNA D轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)RNARNA2 2、DNADNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯分別發(fā)生在：的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯分別發(fā)生在：A A細(xì)胞核、核糖體、核糖體細(xì)胞核、核糖體、核糖體B B細(xì)胞核、細(xì)胞核、核糖體細(xì)胞核、細(xì)胞核、核糖體C C核糖體、核糖體、細(xì)胞核核糖體、核糖體、細(xì)胞核D D核糖體、細(xì)胞核、細(xì)胞核核糖體、細(xì)胞核、細(xì)胞核CB3 3、基因控制蛋白質(zhì)合成的過(guò)程、基因控制蛋白質(zhì)合成的過(guò)程 包括：包括： A A轉(zhuǎn)錄和翻譯轉(zhuǎn)錄和翻譯 B B貯存和復(fù)制貯

15、存和復(fù)制 C C傳遞和表達(dá)傳遞和表達(dá) D D傳遞和貯存?zhèn)鬟f和貯存A4 4、一段、一段mRNAmRNA有有3030個(gè)堿基，個(gè)堿基，其中其中A AG G有有1212個(gè)，則轉(zhuǎn)錄個(gè)，則轉(zhuǎn)錄成成mRNAmRNA的一段的一段DNADNA分子中分子中應(yīng)有應(yīng)有( )( )個(gè)個(gè)C+TC+T A.12 B.18 A.12 B.18 C.24 D.30 C.24 D.30D205 5、一條肽鏈含、一條肽鏈含999999個(gè)肽鍵，則此蛋白個(gè)肽鍵，則此蛋白質(zhì)含質(zhì)含( ( ) )個(gè)氨基酸，最多個(gè)氨基酸，最多( )( )種種氨基酸，合成此蛋白質(zhì)的氨基酸，合成此蛋白質(zhì)的mRNAmRNA共含共含堿基堿基( ( ) )個(gè)，基因中最

16、少含有脫個(gè)，基因中最少含有脫氧核糖數(shù)為氧核糖數(shù)為( ( ) )個(gè)個(gè) 基因堿基數(shù)基因堿基數(shù) ： mRNA堿基：堿基： 氨基酸數(shù)氨基酸數(shù)10002030006000286 3 16 6tRNAtRNA與與mRNAmRNA堿基互堿基互補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)象可出現(xiàn)在補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)象可出現(xiàn)在真核細(xì)胞的真核細(xì)胞的A A細(xì)胞核中細(xì)胞核中B B核糖體上核糖體上 C C核膜上核膜上 D D核孔處核孔處B7.一段原核生物的mRNA通過(guò)翻譯可合成一條含有11個(gè)肽鍵的多肽，則此mRNA分子至少含有的堿基個(gè)數(shù)及合成這段多肽需要的tRNA個(gè)數(shù)，依次為A33 11 B36 12 C12 36 D11 36BDNA雙鏈雙鏈CTC G A信使信

17、使RNAAU轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA氨基酸氨基酸亮氨酸亮氨酸8 8、根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則和中心法則，完成表格（假定、根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則和中心法則，完成表格（假定“轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄”和和“翻譯翻譯”是從左向右進(jìn)行的）。是從左向右進(jìn)行的）。供選的氨基酸及其密碼如下：供選的氨基酸及其密碼如下：CUA亮氨酸，亮氨酸，CGA精氨酸，精氨酸，GAU天門(mén)冬氨酸天門(mén)冬氨酸G A TC U AG A U C AGT AG A TC U A天冬氨酸天冬氨酸G C TC G AG C U精氨酸精氨酸9.某生物基因單鏈的一段是某生物基因單鏈的一段是 G C A G A C A A A ，若以此鏈為，若以此鏈為模板，經(jīng)轉(zhuǎn)錄翻譯形成的多

18、肽鏈上所對(duì)模板，經(jīng)轉(zhuǎn)錄翻譯形成的多肽鏈上所對(duì)應(yīng)的氨基酸順序是（應(yīng)的氨基酸順序是（ ） 苯丙氨酸苯丙氨酸UUU；天冬氨酸；天冬氨酸GAC 亮氨酸亮氨酸CUG； 賴(lài)氨酸賴(lài)氨酸AAA 精氨酸精氨酸CGU； 丙氨酸丙氨酸GCA A B C D D 1010. . 在在A A、B B、C C、DD四支試管內(nèi)都加入一定量的四支試管內(nèi)都加入一定量的水和水和ATPATP，都加入若干種酶，另外：，都加入若干種酶，另外： A A加入加入DNADNA、脫氧核苷酸、脫氧核苷酸 B B加入加入RNARNA、脫氧核苷酸、脫氧核苷酸 C C加入加入DNADNA、核糖核苷酸、核糖核苷酸 DD加入加入RNARNA、核糖核苷酸、核糖核苷酸 請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答下列問(wèn)題：請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答下列問(wèn)題： (1)(1)據(jù)分析，據(jù)分析，A