DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯實(shí)用教案

1、 DNA DNA分子是怎樣控制遺傳性狀的？分子是怎樣控制遺傳性狀的？現(xiàn)代現(xiàn)代(xindi)(xindi)遺傳學(xué)認(rèn)為：遺傳學(xué)認(rèn)為：生物的性狀是由生物的性狀是由 控制的控制的性狀(xngzhung)是由 物質(zhì)體現(xiàn)的基因(jyn)蛋白質(zhì)DNA（基因）蛋白質(zhì)（性狀）？一、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成一、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)核糖體上第1頁(yè)/共50頁(yè)第一頁(yè)，共51頁(yè)。基因基因(jyn)(jyn)對(duì)性狀的控制對(duì)性狀的控制基因基因控制控制酶酶代謝代謝性狀性狀控制控制控制控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因基因控制控制性狀性狀控制控制例如例如 ：白化病是由于：白化病是由于(yuy)(yuy)基因不正常，缺少基因

2、不正常，缺少酪氨酸酶，這個(gè)人就不能合成酪氨酸酶，這個(gè)人就不能合成黑色素。毛發(fā)白色，皮膚淡紅黑色素。毛發(fā)白色，皮膚淡紅色，畏光。色，畏光。第2頁(yè)/共50頁(yè)第二頁(yè)，共51頁(yè)?；净?jbn)(jbn)單位核糖核苷酸單位核糖核苷酸核糖堿 基磷酸(ln sun)A（腺嘌呤）G（鳥(niǎo)嘌呤）C（胞嘧啶）U(尿嘧啶)RNARNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)1、RNARNA的化學(xué)結(jié)構(gòu)的化學(xué)結(jié)構(gòu)腺嘌呤A鳥(niǎo)嘌呤G胞嘧啶C尿嘧啶U堿 基核糖核苷酸核糖核酸核糖核酸(h tn h sun)第3頁(yè)/共50頁(yè)第三頁(yè)，共51頁(yè)。A 腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸G 鳥(niǎo)嘌呤核糖核苷酸鳥(niǎo)嘌呤核糖核苷酸C 胞嘧啶核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸U 尿

3、嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸2、核苷酸的種類、核苷酸的種類(zhngli)第4頁(yè)/共50頁(yè)第四頁(yè)，共51頁(yè)。3、RNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)(jigu) RNA成單鏈結(jié)構(gòu)，也沒(méi)有堿基互補(bǔ)配對(duì)(pi du)情況。在細(xì)胞內(nèi)對(duì)遺傳信息的傳遞和蛋白質(zhì)的合成起重要作用。AUGC第5頁(yè)/共50頁(yè)第五頁(yè)，共51頁(yè)。信使RNARNA（mRNA)mRNA)功能(gngnng)(gngnng)：將DNADNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄下來(lái)，傳遞至細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上，控制蛋白質(zhì)的合成。轉(zhuǎn)運(yùn)RNARNA（tRNA)tRNA)種類：多種核糖體RNA(rRNA)RNA(rRNA)；與核糖體的合成有關(guān)。4、RNA的種類(zhngli)第6頁(yè)/

4、共50頁(yè)第六頁(yè)，共51頁(yè)。RNA和DNA的區(qū)別(qbi)項(xiàng)目項(xiàng)目 RNA DNA名稱名稱組成組成基本單位基本單位結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)存在部位存在部位功能功能核糖核酸(h tn h sun)脫氧核糖核酸核糖核苷酸脫氧(tu yng)（核糖）核苷酸一般為單鏈一般為雙鏈主要存在于細(xì)胞質(zhì)中主要存在于細(xì)胞核中 C、H、O、N、P 核糖、磷酸、含氮堿基：A、G、C、U C、H、O、N、P 脫氧核糖、磷酸、 含氮堿基：A、G、C、T傳遞遺傳信息攜帶遺傳信息第7頁(yè)/共50頁(yè)第七頁(yè)，共51頁(yè)。二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄(zhun l)1、轉(zhuǎn)錄：在細(xì)胞核內(nèi)，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則合成(hchng)RNA的過(guò)程

5、。第8頁(yè)/共50頁(yè)第八頁(yè)，共51頁(yè)。TCATG T TT AAG T AC A A A T 轉(zhuǎn)錄(zhun l)發(fā)生在細(xì)胞核。這是一段展開(kāi)的DNA.第9頁(yè)/共50頁(yè)第九頁(yè)，共51頁(yè)。AG T AC A A A T 1、解旋并以一條(y tio)鏈做為模板.TCATG T TT A第10頁(yè)/共50頁(yè)第十頁(yè)，共51頁(yè)。AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU2、在酶的作用下，以4種核糖核苷酸為原料，堿基互補(bǔ)(h b)配對(duì)RNA 聚合酶第11頁(yè)/共50頁(yè)第十一頁(yè)，共51頁(yè)。AG T AC A A A T AGCGACGGUUU U在酶的作用下，以4種核糖核苷酸為原料(yunlio)，

6、堿基互補(bǔ)配對(duì)，第12頁(yè)/共50頁(yè)第十二頁(yè)，共51頁(yè)。AG T AC A A A T GCGACGGUUU UA3、RNA聚合酶移動(dòng)聚合酶移動(dòng)(ydng)，將核糖核苷酸連接起來(lái)形成，將核糖核苷酸連接起來(lái)形成RNA單鏈單鏈第13頁(yè)/共50頁(yè)第十三頁(yè)，共51頁(yè)。AG T AC A A A T GCGACGUUGU UARNA核苷酸一個(gè)核苷酸一個(gè)(y )一個(gè)一個(gè)(y )連接起來(lái)。連接起來(lái)。第14頁(yè)/共50頁(yè)第十四頁(yè)，共51頁(yè)。AG T AC A A A T GCGACGUGU UAURNA核苷酸一個(gè)核苷酸一個(gè)(y )一個(gè)一個(gè)(y )連接起來(lái)。連接起來(lái)。第15頁(yè)/共50頁(yè)第十五頁(yè)，共51頁(yè)。AG T A

7、C A A A T GCGACGGU UAU URNA核苷酸一個(gè)核苷酸一個(gè)(y )一個(gè)一個(gè)(y )連接起來(lái)。連接起來(lái)。第16頁(yè)/共50頁(yè)第十六頁(yè)，共51頁(yè)。AG T AC A A A T GCGACGGU UAU UARNA核苷酸一個(gè)核苷酸一個(gè)(y )一個(gè)一個(gè)(y )連接起來(lái)。連接起來(lái)。第17頁(yè)/共50頁(yè)第十七頁(yè)，共51頁(yè)。AG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA URNA核苷酸一個(gè)核苷酸一個(gè)(y )一個(gè)一個(gè)(y )連接起來(lái)。連接起來(lái)。第18頁(yè)/共50頁(yè)第十八頁(yè)，共51頁(yè)。AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CRNA核苷酸一個(gè)核苷酸一個(gè)(y )一

8、個(gè)一個(gè)(y )連接起來(lái)。連接起來(lái)。第19頁(yè)/共50頁(yè)第十九頁(yè)，共51頁(yè)。AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CRNA核苷酸一個(gè)核苷酸一個(gè)(y )一個(gè)一個(gè)(y )連接起來(lái)。連接起來(lái)。第20頁(yè)/共50頁(yè)第二十頁(yè)，共51頁(yè)。AG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(j zh)4、完成(wn chng)的信使RNA（mRNA） 通過(guò)核孔從細(xì)胞核中出來(lái)，到細(xì)胞質(zhì)中。細(xì)胞核的核液核孔第21頁(yè)/共50頁(yè)第二十一頁(yè)，共51頁(yè)。AG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA信使RNA（mRNA） 通過(guò)(tnggu)核孔從細(xì)胞核中出來(lái)，到

9、細(xì)胞質(zhì)中。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(j zh)細(xì)胞核的核液第22頁(yè)/共50頁(yè)第二十二頁(yè)，共51頁(yè)。轉(zhuǎn)錄(zhun l)小結(jié)場(chǎng)所:模板:原料:條件(tiojin):產(chǎn)物:特點(diǎn):原則:細(xì)胞核DNA上基因(jyn)的一條鏈(有義鏈)四種核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶和ATP單鏈mRNA邊解旋邊轉(zhuǎn)錄堿基互補(bǔ)配對(duì)原則（A-U,T-A; G-C,C-G）第23頁(yè)/共50頁(yè)第二十三頁(yè)，共51頁(yè)。 轉(zhuǎn)錄和DNA復(fù)制都是以DNA為模板(mbn)并按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行的，堿基互補(bǔ)配對(duì)原則能夠保證遺傳信息準(zhǔn)確無(wú)誤地傳遞下去，從而保證了遺傳地穩(wěn)定性。1、轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制(fzh)有什么共同之處？這對(duì)保證遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄有什

10、么意義？2、轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列有那些異同(ytng)？與該DNA的另一條鏈的堿基序列有那些異同(ytng)？v轉(zhuǎn)錄的RNA堿基序列堿基序列和模板DNA單鏈的建基序列互補(bǔ)配對(duì)，與DNA的另一條鏈的堿基序列相同（但DNA單鏈上的T換成U）。思考和討論第24頁(yè)/共50頁(yè)第二十四頁(yè)，共51頁(yè)。三、遺傳信息的翻譯(fny) 1、 定義： 在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上,以游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸原料，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序(shnx)的蛋白質(zhì)的過(guò)程。 第25頁(yè)/共50頁(yè)第二十五頁(yè)，共51頁(yè)。一個(gè)(y )堿基決定一個(gè)(y )氨基酸只能決定4種：414，不行(b

11、xng)二個(gè)堿基決定(judng)一個(gè)氨基酸只能決定(judng)16種：4216，不行三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸只能決定64種：4364，足足有余* * RNA RNA上的四種堿基上的四種堿基AGCUAGCU，如何決定，如何決定2020種氨基酸？種氨基酸？ 第26頁(yè)/共50頁(yè)第二十六頁(yè)，共51頁(yè)。 密碼子UCAUG A UUAmRNA 密碼子 密碼子 2、遺傳(ychun)密碼： 遺傳學(xué)上把mRNA中把決定一個(gè)氨基酸的相鄰的三個(gè)堿基成為密碼子。把mRNA上的堿基排列順序，叫做(jiozu)“遺傳密碼”。第27頁(yè)/共50頁(yè)第二十七頁(yè)，共51頁(yè)。 a、一種氨基酸可以和多個(gè)(du )密碼子相對(duì)應(yīng) b、

12、一個(gè)密碼子只和一種氨基酸相對(duì)應(yīng) c、三個(gè)終止密碼：UAA、UAG、UGAd、氨基酸的種類；20種密碼子的種類：64種第28頁(yè)/共50頁(yè)第二十八頁(yè)，共51頁(yè)。對(duì)應(yīng)(duyng)的氨基酸序列為：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸絲氨酸賴氨酸脯氨酸1、已知一段mRNA的堿基序列(xli)是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG,你能寫出對(duì)應(yīng)的氨基酸序列(xli)？反推可以嗎?2、地球上幾乎所有的生物體都共用上述密碼子表。根據(jù)這一事實(shí)說(shuō)明(shumng)什么？ 說(shuō)明地球上所有的生物都有著或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系，或者生物都具有共同的遺傳語(yǔ)言，或者生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。思考和討論：第29頁(yè)/共50頁(yè)第二十

13、九頁(yè)，共51頁(yè)。AC U 天冬天冬氨酸氨酸反密碼子AUG異亮異亮氨酸氨酸反密碼子轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)RNA(tRNA)：分子結(jié)構(gòu)呈三葉草形，其：分子結(jié)構(gòu)呈三葉草形，其“葉葉柄柄”端能與一個(gè)特定的氨基酸結(jié)合端能與一個(gè)特定的氨基酸結(jié)合(jih)(jih)，“葉片葉片”端端有三個(gè)特殊的堿基稱為有三個(gè)特殊的堿基稱為“反密碼子反密碼子”，能與，能與mRNAmRNA上上的的“密碼子密碼子”相識(shí)別。反密碼子的種類：相識(shí)別。反密碼子的種類：6161種。種。第30頁(yè)/共50頁(yè)第三十頁(yè)，共51頁(yè)。UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天冬氨酸核糖體5、mRNA 與核糖體結(jié)合與核糖體結(jié)合(jih)。細(xì)

14、胞質(zhì)第31頁(yè)/共50頁(yè)第三十一頁(yè)，共51頁(yè)。UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天冬氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)(zhun yn)RNA上的反密碼子與信使RNA上的密碼子相結(jié)合。第32頁(yè)/共50頁(yè)第三十二頁(yè)，共51頁(yè)。UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天冬氨酸AUG異亮氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)(zhun yn)RNA上的反密碼子與信使RNA上的密碼子相結(jié)合。第33頁(yè)/共50頁(yè)第三十三頁(yè)，共51頁(yè)。UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天門冬氨酸AUG異亮氨酸兩個(gè)(lin )相鄰的氨基酸縮合反應(yīng)，形成肽鍵。肽鍵第34頁(yè)/共50頁(yè)第三十四頁(yè)，共51頁(yè)。UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天冬氨

15、酸AUG異亮氨酸核糖體 沿著 mRNA移動(dòng)(ydng)。又一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（ tRNA）連接到密碼子上。 第一個(gè) tRNA 釋放到細(xì)胞質(zhì)中。第35頁(yè)/共50頁(yè)第三十五頁(yè)，共51頁(yè)。UCAUG A UUA亮氨酸AC U天冬氨酸AUG異亮氨酸后一氨基酸通過(guò)(tnggu)縮合反應(yīng)與前一個(gè)氨基酸連接起來(lái)。肽鍵第36頁(yè)/共50頁(yè)第三十六頁(yè)，共51頁(yè)。UCAUG A UUA亮氨酸AC U天冬氨酸AUG異亮氨酸一條(y tio)肽鏈形成. 第37頁(yè)/共50頁(yè)第三十七頁(yè)，共51頁(yè)。UCAUG A UUAAUG亮氨酸天冬氨酸異亮氨酸mRNA 和肽鏈被釋放和肽鏈被釋放(shfng)到細(xì)胞質(zhì)中。到細(xì)胞質(zhì)中。第38頁(yè)/

16、共50頁(yè)第三十八頁(yè)，共51頁(yè)。翻譯(fny)小結(jié)場(chǎng)所:模板:原料:條件:產(chǎn)物(chnw):原則:細(xì)胞質(zhì)的核糖體上以信使(xnsh)RNA為模板二十種氨基酸需要酶和ATP多個(gè)多肽或蛋白質(zhì)密碼子與反密碼子配對(duì),既堿基互補(bǔ)配對(duì)原則（A=U，G=C）第39頁(yè)/共50頁(yè)第三十九頁(yè)，共51頁(yè)。 蛋白質(zhì)是生物(shngw)性狀的體現(xiàn)者，基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成從而控制了生物(shngw)的性狀。1、基因控制蛋白質(zhì)合成的最終(zu zhn)結(jié)果是什么？2、生物表現(xiàn)(bioxin)出多樣性的根本原因和直接原因是什么？v直接原因：蛋白質(zhì)的種類及其多樣，體現(xiàn)了不同的性狀。v根本原因：DNA分子上的脫氧核苷酸的排列順

17、序不同。思考和討論第40頁(yè)/共50頁(yè)第四十頁(yè)，共51頁(yè)。3真核細(xì)胞中復(fù)制、轉(zhuǎn)錄(zhun l)、翻譯的比較DNA復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯時(shí)間時(shí)間場(chǎng)所場(chǎng)所模板模板原料原料酶酶能量能量原則原則特點(diǎn)特點(diǎn)產(chǎn)物產(chǎn)物遺傳信息遺傳信息遺傳密碼遺傳密碼生物性狀生物性狀細(xì)胞分裂間期細(xì)胞核DNA的兩條鏈均為模板(mbn)四種(s zhn)脫氧核苷酸DNA聚合酶等ATPA-T、G-C半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制2個(gè)子代DNA分子生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程細(xì)胞核基因的一條鏈為模板四種核糖核苷酸RNA聚合酶等ATPA-U、T-AG-C ，C-G邊解旋邊轉(zhuǎn)錄1個(gè)信使RNA生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程細(xì)胞質(zhì)mRNA為模板二十種氨基酸特定的酶等ATPmRNA與

18、tRNA配對(duì) A-U, G-C多個(gè)特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)第41頁(yè)/共50頁(yè)第四十一頁(yè)，共51頁(yè)。 DNA的堿基數(shù)：mRNA的堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)6n:3n:n。4、DNA的堿基數(shù)、mRNA的堿基數(shù)、蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)三者之家有何數(shù)量(shling)關(guān)系？v說(shuō)明：因?yàn)榛?jyn)中存在又終止密碼子等片段，實(shí)際上基因(jyn)（DNA）上所含有的堿基數(shù)要大于6n,或氨基酸數(shù)目小于n。因此一般題目中帶有“至少”或“最多”字樣。nDNA3n3n3n轉(zhuǎn)錄(zhun l)翻譯第42頁(yè)/共50頁(yè)第四十二頁(yè)，共51頁(yè)。小結(jié)(xioji)：基因基因(jyn)(jyn)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成1、RN

19、A和DNA的區(qū)別(qbi)一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄2、為什么RNA適于作為DNA的信使？二、遺傳信息的翻譯3、RNA的種類4、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過(guò)程。2、遺傳密碼1、翻譯的定義3、反密碼子4、翻譯的過(guò)程DNA上的基因mRNA的蛋白質(zhì)的氨基酸序列 遺傳信息遺傳密碼生物性狀轉(zhuǎn)錄翻譯第43頁(yè)/共50頁(yè)第四十三頁(yè)，共51頁(yè)。1、組成人的核酸(h sun)的堿基和核苷酸各共有（ ）A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、42、組成(z chn)噬菌體的核酸的堿基和核苷酸各共有（ ）A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、4練習(xí)(linx)：第44頁(yè)/共50頁(yè)第四十四頁(yè)，共51頁(yè)。3、已知一段mRNA上有1

20、2個(gè)A和G，該mRNA上共有30個(gè)堿基，那么轉(zhuǎn)錄(zhun l)成mRNA的這一段DNA分子中應(yīng)有C和T（ ）A、12 B、18 C、24 D、304、一個(gè)(y )雙鏈DNA分子中堿基A占30%，其轉(zhuǎn)錄成的mRNA上的U為35%，則mRNA上的堿基A為（ ）A、30% B、35% C、40% D、25%第45頁(yè)/共50頁(yè)第四十五頁(yè)，共51頁(yè)。5、某一多肽鏈共有(n yu)100個(gè)氨基酸，則控制合成該肽鏈的基因中的堿基數(shù)至少有A、600 B、300 C、297 D、594 基因(jyn)堿基：mRNA堿基：氨基酸數(shù)目（雙鏈） （單鏈） 1個(gè)密碼子 1個(gè)氨基酸 6 3 1第46頁(yè)/共50頁(yè)第四十六頁(yè)，共51頁(yè)。6、根據(jù)蛋白質(zhì)中遺傳信息傳遞規(guī)律，填寫表中空白(kngbi)并回答問(wèn)題DNA雙鏈雙鏈CAGmRNAAtRNAGAG氨基酸氨基酸丙氨酸丙氨酸A鏈B鏈C鏈D鏈1、丙氨酸的密碼子是 ，決定合成(hchng)該氨基酸的DNA上的堿基是 。2、第二個(gè)氨基酸是 ，（查密碼表）3、 鏈為轉(zhuǎn)錄的模板鏈，遺傳密碼子存在于 鏈上。TUGCACGTUGC半胱氨酸ACTGGGCCCCAUCCCG