高中生物必修二遺傳信息的表達(dá)和蛋白

高中生物必修二遺傳信息的表達(dá)和蛋白基因與蛋白質(zhì)的聯(lián)系需要媒介----RNA，并且要通過(guò)“轉(zhuǎn)錄”與“翻譯”兩步進(jìn)行疑問(wèn):基因在細(xì)胞核內(nèi),怎樣控制核糖體合成蛋白質(zhì)?

遺傳物質(zhì)DNA的重要功能之一：將遺傳信息完整的傳遞給下一代----傳遞遺傳信息

遺傳物質(zhì)DNA的重要功能之二：將遺傳信息反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上----表達(dá)遺傳信息第2頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天DNA與RNA在化學(xué)組成上的區(qū)別填寫(xiě)下表：簡(jiǎn)稱全稱基本單位所含C5所含堿基空間結(jié)構(gòu)DNA脫氧核糖核酸脫氧(核糖)核苷酸脫氧核糖AGCT雙螺旋RNA核糖核酸核糖核苷酸核糖AGCU單鏈簡(jiǎn)稱全稱基本單位所含C5所含堿基空間結(jié)構(gòu)DNA脫氧核糖核酸脫氧(核糖)核苷酸脫氧核糖AGCT雙螺旋RNA簡(jiǎn)稱全稱基本單位所含C5所含堿基空間結(jié)構(gòu)DNARNA1.第3頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.各種RNA分子都是以DNA上的基因區(qū)段為模板“轉(zhuǎn)錄”而來(lái)的。第4頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天

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RNA的過(guò)程。堿基

DNA

ATGC

互補(bǔ)

配對(duì)RNA

UACG過(guò)程1：轉(zhuǎn)錄第5頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天

轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA的堿基序列,除了T變U

外,其余與編碼鏈相同。DNA:---GCAGTACATGTC---編碼鏈

---CGTCATGTACAG---模板鏈---GCAGUACAUGUC---RNA:轉(zhuǎn)錄問(wèn)：RNA的堿基序列更像哪一條鏈？第6頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天在真核生物中，轉(zhuǎn)錄后新合成的mRNA是未成熟的mRNA，需要在特定部位剪接，最后形成較短的有功能的mRNA,即成熟的mRNA。在原核生物中，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA即為成熟的mRNA原核細(xì)胞真核細(xì)胞第7頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天

模板鏈(templatestrand)編碼鏈(codingstrand)編碼鏈模板鏈1.模板鏈并非固定在DNA分子中某一條鏈2.轉(zhuǎn)錄方向均為5′→3′

轉(zhuǎn)錄模板第8頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天

轉(zhuǎn)錄和復(fù)制的區(qū)別復(fù)制轉(zhuǎn)錄模板DNA雙鏈DNA的一條鏈原料四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸酶DNA聚合酶RNA聚合酶產(chǎn)物DNARNA配對(duì)A-T、G-CA-U、T-A、G-C第9頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天

轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的相似點(diǎn)：1.模板均為DNA2.延長(zhǎng)機(jī)理都是形成磷酸二酯鍵3.方向均為5′→3′第10頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天（1）信使RNA（messagerRNA,

mRNA

）RNA的種類：以DNA的一條鏈為模板合成的RNA單鏈功能：mRNA攜帶著遺傳密碼從核孔出來(lái)的到細(xì)胞質(zhì)中與核糖體結(jié)合。它能決定氨基酸的排列順序遺傳信息：DNA上的堿基排列順序

遺傳密碼：mRNA上的堿基排列順序第11頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天c)一個(gè)氨基酸的編碼至少需要多少個(gè)堿基,才足以組合出構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸？b)如果2個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？mRNA的堿基與氨基酸之間有何對(duì)應(yīng)關(guān)系？4種16種3個(gè)(共有64種組合)4種20種?a)如果1個(gè)堿基決定1種氨基酸，4種堿基能決定多少種氨基酸？第12頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天

密碼子

密碼子

密碼子GAGUCAUGCmRNA1966年，Nirenberg和Khorana破譯了全部遺傳密碼，Nirenberg和Khorana于1968年獲諾貝爾獎(jiǎng)密碼子：在mRNA上,決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基。第13頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天mRNAAUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG甲硫谷丙半胱脯絲賴脯第14頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天遺傳密碼的特性：1、共64個(gè)遺傳密碼子，其中有3個(gè)終止密碼，沒(méi)有對(duì)應(yīng)的氨基酸。能決定氨基酸的遺傳密碼子只有61個(gè)。2、通用性：地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。3、簡(jiǎn)并性：一種氨基酸可能有兩種以上的密碼子的情況在一定程度上能防止由于一個(gè)堿基的改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。第15頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tranferRNA,

tRNA）

三葉草形,局部自我配對(duì)反密碼子：在tRNA一端,能與mRNA上的密碼子發(fā)生堿基配對(duì)的三個(gè)堿基。第16頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天tRNA功能：按照遺傳密碼將氨基酸有次序地運(yùn)送到核糖體1、細(xì)胞中的tRNA有多少種？61種2、tRNA和氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)有何對(duì)應(yīng)關(guān)系？

每種氨基酸可能由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)。

每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。結(jié)合氨基酸的部位堿基配對(duì)反密碼子第17頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天CACGUAGCUGGUmRNA：AGCCAU纈氨酸組氨酸精氨酸t(yī)RNA：氨基酸：第18頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天（3）核糖體RNA（ribosomeRNA,rRNA）：rRNA和蛋白質(zhì)共同組成的復(fù)合體就是核糖體，核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。第19頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天過(guò)程2、翻譯以mRNA為模板,合成蛋白質(zhì)的過(guò)程第20頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天亮氨酸UAA精氨酸UCU異亮氨酸GAU核糖體

合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”UCAUAGAUAmRNA細(xì)胞質(zhì)中需要哪些tRNA來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)這些氨基酸？第21頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天細(xì)胞質(zhì)中，翻譯是一個(gè)快速過(guò)程，一段mRNA可以相繼與多個(gè)核糖體相結(jié)合，同時(shí)連續(xù)進(jìn)行多條同一種新肽鏈的合成。多聚核糖體第22頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯的比較轉(zhuǎn)錄翻譯場(chǎng)所原料堿基配對(duì)解旋產(chǎn)物細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)（核糖體）4種核糖核苷酸20種氨基酸DNA－mRNAA—U、T—A、C—G、G—CmRNA－tRNAA—U、U—A、C—G、G—C

有無(wú)RNA多肽（還需加工）第23頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、遺傳信息的表達(dá)過(guò)程：過(guò)程1、轉(zhuǎn)錄(1)概念：遺傳信息由DNA傳遞到RNA上的過(guò)程(2)發(fā)生場(chǎng)所：細(xì)胞核(3)轉(zhuǎn)錄結(jié)果:形成RNA過(guò)程2、翻譯(1)概念：以mRNA為模板,合成蛋白質(zhì)的過(guò)程(2)發(fā)生場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)核糖體(3)翻譯結(jié)果:形成多肽（蛋白質(zhì)）第24頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、中心法則：1.信息流：遺傳信息的流動(dòng)方向DNA分子脫氧核苷酸(堿基)的排列順序mRNA中核糖核苷酸(堿基)的排列順序氨基酸的排列順序蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能(生物體的各種性狀)決定決定決定2.信息流方向：DNARNA蛋白質(zhì)

DNA第25頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天例題:某基因一條鏈堿基為-ATTACGGAGTAG-,

它的互補(bǔ)鏈?zhǔn)寝D(zhuǎn)錄模板,請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列順序:

互補(bǔ)鏈:m-RNA:t-RNA:

氨基酸:

該基因指導(dǎo)合成的是幾肽化合物?-T-A-A-T-G-C-C-T-C-A-T-C--U-A-A-U-G-C-C-U-C-A-U-C--A-U-U-A-C-G-G-A-G-U-A-G---異亮-----蘇------谷-----終止--

氨酸氨酸氨酸三肽第26頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天GAGUCAUGCmRNA轉(zhuǎn)錄AGAGTCTG

CT

C

CC

AG

AG

T

DNA翻譯蛋白質(zhì)纈氨酸組氨酸精氨酸基因表達(dá)：基因形成RNA產(chǎn)物以及mRNA被翻譯為基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物的過(guò)程。631比值第27頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天

以RNA作為遺傳物質(zhì)的生物1965年，科學(xué)家在RNA腫瘤病毒里發(fā)現(xiàn)了一種RNA復(fù)制酶，像DNA復(fù)制酶能對(duì)DNA進(jìn)行復(fù)制一樣，RNA復(fù)制酶能對(duì)RNA進(jìn)行復(fù)制。RNA蛋白質(zhì)RNA復(fù)制翻譯RNA復(fù)制酶第28頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天

以RNA作為遺傳物質(zhì)的生物1970年，科學(xué)家在致癌的RNA病毒（如勞氏肉瘤病毒、HIV、SARS）中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以RNA為模板反向地合成單鏈DNA。DNARNA逆轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)RNA轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄酶第29頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天中心法則圖解第30頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天從本質(zhì)上講：

基因就是一段包含了一個(gè)完整遺傳信息單位的有功能的核酸分子片斷——

大多數(shù)生物中是一段DNA，

而在RNA病毒中則是一段RNA第31頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天練習(xí)題：基因控制性狀表現(xiàn)的主要途徑是：（）

A、RNA蛋白質(zhì)（性狀）

B、DNA蛋白質(zhì)（性狀）

C、RNADNA蛋白質(zhì)（性狀）

D、DNARNA蛋白質(zhì)（性狀）第32頁(yè),共34頁(yè)，2024年2月25日，星期天

一條DNA分子上的某個(gè)基因有300個(gè)堿基