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,基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,第4章 基因的表達(dá),電影 侏羅紀(jì)公園,思考:電影中的科學(xué)家是怎么使已 滅絕的恐龍復(fù)活的?,利用恐龍的DNA使恐龍的基因表達(dá)出來(lái),表現(xiàn)恐龍的特性,才是恐龍的復(fù)活。,在基因表達(dá)的時(shí)候,基因(DNA)就像一張藍(lán)圖,生物體就是根據(jù)這張藍(lán)圖用蛋白質(zhì)構(gòu)建起來(lái)的,因?yàn)榈鞍踪|(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者(或體現(xiàn)者),基因?qū)π誀畹目刂?,是通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的。,問(wèn):基因(DNA)在細(xì)胞核中,而蛋白質(zhì)合成是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上進(jìn)行的,在細(xì)胞核的基因如何控制在細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)的合成呢??jī)烧呷绾温?lián)系起來(lái)的呢?,推測(cè):在DNA和蛋白質(zhì)之間,有一種中間物質(zhì)能夠作為傳達(dá)DNA信息的信使。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)此物質(zhì)就是RNA。,問(wèn):為什么RNA適于作DNA的信使呢?,細(xì)胞中的兩種核酸的比較,化學(xué)組成,mRNA:轉(zhuǎn)錄信息,翻譯的模板 tRNA:運(yùn)輸特定氨基酸 rRNA:核糖體的組成成分,圖4-1核糖與脫氧核糖,圖4-2 DNA與RNA在化學(xué)組成上的區(qū)別,圖4-3三種RNA示意圖,RNA的在細(xì)胞中有三種:mRNA(信使RNA),tRNA(轉(zhuǎn)運(yùn)RNA),rRNA(核糖體RNA),問(wèn):DNA的信息是怎么傳給mRNA的?,(1)它的分子結(jié)構(gòu)與DNA很相似,也是由基本單位-核苷酸連接而成,也能儲(chǔ)存遺傳信息。 (2)在RNA與DNA的關(guān)系中,也遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”,但U-A。 (3)RNA一般是單鏈,而且比DNA短,因此能夠通過(guò)核孔轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。,RNA適于作DNA的信使的原因:,圖4-4以DNA為模板轉(zhuǎn)錄RNA的圖解、動(dòng)畫過(guò)程,比較復(fù)制,轉(zhuǎn)錄過(guò)程的差異:,問(wèn):(1)DNA的堿基與RNA的堿基 如何互補(bǔ)配對(duì)?(強(qiáng)調(diào)A-U) (2)轉(zhuǎn)錄與復(fù)制過(guò)程有何異同?,轉(zhuǎn)錄小結(jié): 概念:在細(xì)胞核中,以DNA雙鏈中的一 條為模板,合成mRNA的過(guò)程。 場(chǎng)所:細(xì)胞核 模板:DNA解旋,以其中一條鏈為模板 原料:4種核糖核苷酸(A、U、C、G) 條件:ATP、酶(RNA聚合酶) 產(chǎn)物:?jiǎn)捂湹膍RNA(信使RNA) 信息傳遞方向:DNA mRNA,練習(xí)鞏固: 1.DNA分子的解旋發(fā)生在_過(guò)程中。 A.復(fù)制 B.轉(zhuǎn)錄 C.翻譯 D.復(fù)制和轉(zhuǎn)錄 2.果蠅的遺傳物質(zhì)由_種核苷酸組成。 A.2 B.4 C.5 D.8 3.一個(gè)DNA分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種多少個(gè)mRNA 分子( ) A.一種一個(gè) B.一種多個(gè) C.多種多個(gè) D.無(wú)數(shù)種無(wú)數(shù)個(gè) 4.已知一段信使RNA上有12個(gè)A和G,該信使RNA上共有30個(gè)堿基。那么轉(zhuǎn)錄成該信使RNA的一段DNA分子中應(yīng)有C和T( ) A.12個(gè) B.18個(gè) C.24個(gè) D.30個(gè),D,D,B,C,細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞核,核孔,DNA,mRNA在細(xì)胞核中合成,細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞核,mRNA通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),問(wèn)題情境: 轉(zhuǎn)錄后進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的mRNA仍是堿基序列,而不是蛋白質(zhì)。那么,mRNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢?mRNA如何將遺傳信息翻譯成蛋白質(zhì)?,思考:mRNA的4種堿基如何決定20種氨基酸? 堿基與氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是怎樣的?,感悟科學(xué)家破譯遺傳密碼的推理過(guò)程: 1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸? 2個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸?,4種,不行!,16種組合方式也不能決定20種氨基酸,不行!,提出:mRNA上每3個(gè)相鄰的堿基決定1個(gè)氨基酸。,64種,可行!,密碼子:mRNA上三個(gè)相鄰的堿基稱為一個(gè)密碼子(三聯(lián)體密碼)。,思考與討論:已知一段mRNA的堿基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG,你能結(jié)合密碼子表寫出對(duì)應(yīng)的氨基酸序列嗎?,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,分析密碼子的特點(diǎn): (1)一個(gè)密碼子決定一個(gè)特定的氨基酸; (2)有的氨基酸可能有一個(gè)以上的密碼子(密碼的簡(jiǎn)并,有何意義?); (3)起始密碼子、終止密碼子。64種密碼中:61個(gè)編碼控制20種氨基酸合成,另外3個(gè)(UAG、UAA、UGA)不編碼任何氨基酸,而是合成蛋白質(zhì)的終止信號(hào)又稱終止密碼。 (4)幾乎所有生物都共用一套密碼子。,問(wèn): mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后,就與蛋白質(zhì)的“裝配機(jī)器”核糖體結(jié)合,形成合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”。那么,游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸是怎樣運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的呢?,圖4-5 tRNA的結(jié)構(gòu)示意圖,專一性:每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。,tRNA的反密碼子與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)。,圖4-6 蛋白質(zhì)的合成示意圖 動(dòng)畫展示蛋白質(zhì)的合成過(guò)程,圖4-6中所示的正在合成的肽鏈的氨基酸序列是什么?,甲硫氨酸組氨酸色氨酸精氨酸 半胱氨酸半胱氨酸脯氨酸,一個(gè)mRNA分子上結(jié)合多個(gè)核糖體,同時(shí)合成多條肽鏈,翻譯小結(jié): 概念:游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸,以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程,稱為遺傳信息的翻譯。 場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)的核糖體。 模板:以mRNA為模板。 原料:20種氨基酸(由tRNA搬運(yùn))。 條件:酶、ATP 產(chǎn)物:有一定氨基酸順序的肽鏈。 信息傳遞方向:mRNA 蛋白質(zhì),比較復(fù)制,轉(zhuǎn)錄和翻譯三個(gè)過(guò)程的差異:,能發(fā)生堿基配對(duì)的場(chǎng)所和過(guò)程:,場(chǎng)所:,過(guò)程:,細(xì)胞核、線粒體、葉綠體、核糖體,DNA復(fù)制、RNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯,歸納遺傳信息流動(dòng)方向:,思考:DNA的堿基數(shù)、mRNA的堿基數(shù)與氨基酸個(gè)數(shù)的關(guān)系如何? 例:一條多肽鏈中有氨基酸1 000個(gè),則作為合成該多肽鏈模板的信使RNA和用來(lái)轉(zhuǎn)錄該信使RNA的基因分子分別至少有堿基多少個(gè)? A.3 000個(gè)和3 000個(gè) B.1 000個(gè)和3 000個(gè) C.1 000個(gè)和4 000個(gè) D.3 000個(gè)和6 000個(gè),小結(jié): DNA的堿基數(shù):mRNA的堿基數(shù):蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)= 6n:3n:n 6(n+1):3(n+1):n,D,總結(jié): 基因的表達(dá)過(guò)程是在細(xì)胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨
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