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三、蛋白质的合成 — 基因对性状的控制

三、蛋白质的合成 — 基因对性状的控制. 思考：为什么子女长的像自己的父母 ？. 是因为子代获得了亲代复制的一份 DNA 的缘故. 教学目标. 掌握基因的含义，以及基因、 DNA 、染色体之间的关系 了解 DNA 的基本功能 理解基因控制蛋白质合成（转录、翻译的含义、过程） 培养分析、综合问题的能力. ⒈ 基因 有 遗传效应 的 DNA 片段，是控制生物性状的遗传物质的 功能单位 和 结构单位 。. 2 、染色体、 DNA 、基因和脱氧核苷酸的关系. （ 1 ）每个染色体只含一个 DNA 分子，如果每个染色体有二个染色单体，则含二个 DNA 分子。

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三、蛋白质的合成 — 基因对性状的控制

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Presentation Transcript

  1. 三、蛋白质的合成—基因对性状的控制

  2. 思考：为什么子女长的像自己的父母？ 是因为子代获得了亲代复制的一份DNA的缘故

  3. 教学目标 • 掌握基因的含义，以及基因、DNA、染色体之间的关系 • 了解DNA的基本功能 • 理解基因控制蛋白质合成（转录、翻译的含义、过程） • 培养分析、综合问题的能力

  4. ⒈基因 • 有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。

  5. 2、染色体、 DNA、基因和脱氧核苷酸的关系 • （1）每个染色体只含一个DNA分子，如果每个染色体有二个染色单体，则含二个DNA分子。 • （2）每个DNA上含有许多个基因。 • （3）每个基因可以含有成百上千个脱氧核苷酸。 • （4）不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序（碱基顺序）不同，携带有不同的遗传信息。 • （5）基因在染色体上呈线性排列 • （6）结论：基因是具有遗传效应的DNA片段。 • （7）注意：DNA上的部分片段没有遗传效应，不能称之为基因。

  6. 每个基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，它代表着遗传信息。每个基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，它代表着遗传信息。 控制某种性状的基因有特定的DNA片段，蕴含特定的遗传信息，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上，从而获得某种性状的表达，故基因是结构单位。 　例如：把牛的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA上，大肠杆菌可以生产胰岛素。 • 3、遗传信息 指基因中脱氧核苷酸的排列顺序

  7. 4、DNA （基因）的基本功能 • 遗传信息的传递 —复制 • 遗传信息的表达 —基因控制蛋白质的合成

  8. 基因怎样实现对性状的控制？ • （1）一些基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状的。例如，酪氨酸酶能将酪氨酸转变为黑色素。如果某人由于基因异常而不能形成酪氨酸酶，那么就不能会成黑色素，而使皮肤、毛发等处表现为白化症状。 • （2）一些基因是通过蛋白质的分子结构来直接影响性状。例如，人类的血红蛋白由四条多肽链约几百个氨基酸构成，如果控制血红蛋白分子结构的基因异常，就会合成结构异常的血红蛋白而引起疾病。 • 总之，生物的形态、结构和生理等方面的性状主要由蛋白质体现，蛋白质的合成又受基因控制。所以生物的性状是由基因控制的。

  9. 5、基因控制蛋白质的合成

  10. 预备知识 • RNA的结构（与DNA比较）

  11. DNA与RNA分子的比较 规则的双螺旋结构 通常呈单链结构 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T） 胞嘧啶（C） 尿嘧啶（U） 脱氧核糖 核糖 磷酸 磷酸

  12. 预备知识 RNA的种类 • 信使RNA（mRNA）：单链结构，其碱基序列包含遗传信息。主要是将DNA中遗传信息转录下来，传递到细胞质中，控制蛋白质的合成。 • 转运RNA（tRNA）：三叶草结构，头端特定的三个碱基叫反密码子，尾端连接特定的氨基酸。在蛋白质合成过程中，运载特定氨基酸。 • 核糖体RNA（ rRNA）：参与核糖体构成，与蛋白质合成有关。是合成蛋白质的场所。

  13. 三种RNA

  14. 蛋白质合成 PROTEIN SYNTHESIS

  15. 二个主要步骤 Two Main Stages • 1.转录 Transcription • 2.翻译 Translation 过程：DNA 转录RNA 翻译 蛋白质

  16. 转录TRANSCRIPTION 在细胞核内，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成信使RNA的过程

  17. A A T G A C A T A T T T A T T A C G DNA双链平面图 转录发生在细胞核中 Transcription takes place inside the nucleus.

  18. A A T G A C A T A A U C A U U U C G G G G 只有一条DNA链作为模板 Only one strand acts as a template. DNA单链 游离的核糖核苷酸

  19. 核苷酸在RNA聚合酶的作用下合成RNA A A T G A C A T A RNA POLYMERASE C U U U A A U C G G G G

  20. A A T G A C A T A U C A U A U U C G G G G DNA与RNA的碱基互补配对：A——U；T——A；C——G；G—C

  21. A A T G A C A T A U C A U A U U C G G G G RNA聚合酶沿着DNA链移动

  22. A A T G A C A T A C A A C U U U U G G G G The enzyme RNA polymerase moves along the DNA.

  23. A A T G A C A T A C A A C U U U U G G G G 组成RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来

  24. A A T G A C A T A C U A C U U A U G G G G Complementary RNA nucleotide is added to the growing chain of mRNA one by one.

  25. A A T G A C A T A C U A C A U U U G G G G Complementary RNA nucleotide is added to the growing chain of mRNA one by one.

  26. A A T G A C A T A U A U C C A U U A G G G G Complementary RNA nucleotide is added to the growing chain of mRNA one by one.

  27. A A T G A C A T A A U U U C U A U C G G G G Complementary RNA nucleotide is added to the growing chain of mRNA one by one.

  28. A A T G A C A T A U C C U U U A U A G G G G Complementary RNA nucleotide is added to the growing chain of mRNA one by one.

  29. A A T G A C A T A U U U U C U C A A G G G G DNA mRNA 形成的mRNA 链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上

  30. A A T G A C A T A U A U C A A U U G mRNA 核质 NUCLEOPLASM 细胞质CYTOLPLASM 核孔 Nuclear pore 信使RNA从核孔中出来（mRNA leaves the nucleus through the nuclear pore.）

  31. A A T G A C A T A U A U C A A U U G mRNA mRNA通过核孔进入细胞质 NUCLEOPLASM CYTOLPLASM mRNA leaves the nucleus through the nuclear pore.

  32. 密码子 密码子 密码子 U A U C A U U A G mRNA 密码子 密码子：遗传学上把信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，叫做1个“密码子”。

  33. 为什么三个相邻碱基能决定一个氨基酸？ • RNA有4种碱基（AUGC），而氨基酸有20种，4种碱基如何决定20种氨基酸？ • 一种碱基决定一种，只能决定41＝4种氨基酸； • 二种碱基决定一种氨基酸，只能决定42＝16种氨基酸； • 三种碱基决定一种氨基酸，能够决定43＝64种氨基酸。 • 三联体密码的想法，在1959年被Nirenberg和Ochoa等人用实验证实。

  34. 遗传密码的特点 • （1）密码子在RNA上的排列是连续的。两个密码子之间没有任何其他核苷酸予以隔开。因此要正确地阅读密码必须从一个正确的起点开始，连续不断地往下读，直到终止信号出现。如果在密码上加入一个或删减一个碱基，这一点以后的密码读取将全部发生错误，如基因突变。 • （2）遗传密码具有兼并性的特点。遗传密码一共有64个，而生物体中氨基酸总共只有20个，因此多数氨基酸必定有几个密码与之对应。如，与丙氨酸对应的密码有GCU、GCC、GCA、GCG。只有色氨酸及甲硫氨酸各只有一个密码。遗传密码的兼并性特点，能减少生物基因突变造成的损害，有利于遗传的稳定性。

  35. 遗传密码的特点 • （3）密码有专一性的特点。观察密码子表可知，氨基酸似乎只由前两个碱基决定，第三个碱基的改变常不致于引起氨基酸的改变。 • （4）启动子与终止子。UAG、UAA及UGA不编码任何氨基酸，是肽链合成的终止密码。另外，AUG既是甲硫氨酸的密码。又是肽链合成的起始密码，所以肽链合成的第一个氨基酸总是甲硫氨酸。所以与61种密码子相对应，应有61种转运RNA。 • 　（5）密码的通用性。课本中密码子表所列密码，无论对病毒还是原核生物或真核生物都是通用的，这是生物具有同一性的有力证据。但也有个别例外，如，UGA是一个“终止密码”，不翻译成任何氨基酸，但人线粒体DNA中密码子UGA却翻译为色氨酸。AUA通常翻译为异亮氨酸，而在人线粒体中却翻译为甲硫氨酸。

  36. DNA转录成mRNA图解

  37. 翻译TRANSLATION 在细胞质中，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程

  38. A A U C U A U A G 亮氨酸 天门冬酰胺 异亮氨酸 氨基酸 细胞质中存在着： 转运RNA（tRNA)

  39. 天门冬酰氨 异亮氨酸 U A A A U C U A G tRNA的一端运载着氨基酸 亮氨酸 反密码子

  40. 亮氨酸 天门冬酰氨 U A U U A C U A G A A U C U A 核糖体 mRNA 与核糖体结合.

  41. 亮氨酸 天门冬酰氨 U A U A C U U A G A A U C U A tRNA 上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对 .

  42. 亮氨酸 天门冬酰氨 异亮氨酸 U A U U A C U A G A A U C U A U A G tRNA 将氨基酸转运到mRNA上的 相应位置 .

  43. 亮氨酸 天门冬酰氨 异亮氨酸 U A U C A U U A G A A U C U A U A G 缩合 两个氨基酸分子缩合

  44. 天门冬酰氨 异亮氨酸 U A U C A U U A G A A U C U A U A G 亮氨酸 核糖体随着mRNA滑动. 另一个tRNA 上的碱基与mRNA上的 密码子配对.

  45. 天门冬酰氨 异亮氨酸 U A U C A U U A G A A U C U A U A G 亮氨酸 一个个氨基酸分子缩合成链状结构

  46. 异亮氨酸 U A U C A U U A G A A U C U A U A G 亮氨酸 天门冬酰氨 tRNA离开，再去转运新的氨基酸

  47. U A U C A U U A G U A G 亮氨酸 天门冬酰氨 异亮氨酸 以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质

  48. ATG GTT AAA ATC CCC CTG GGT ATG GTG ATT 转录 & 翻译 多肽链 遗传信息储藏在DNA三个基本编码中 AA 1 AA2 AA3 AA4 AA5 AA7 AA8 AA9 AA10 AA6 蛋白质的结构 蛋白质的功能 酶 激素 决定某类生物体种类的特征

  49. 蛋白质合成结构图

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