2019届遗传信息的表达(公开课)ppt课件.ppt

第四节 遗传信息的表达 RNA和蛋白质的合成,遗传物质（基因）通过指导蛋白质的合成来控制性状，将这一过程称为遗传物质（基因）的表达，属于DNA的功能之一。,生物的性状是由 控制的性状是由 物质体现的,基因,蛋白质,基因主要位于？,蛋白质合成场所？,？,DNA的功能,携带遗传信息：,表达遗传信息：,以自身为模板，半保留复制，保持遗传信息的稳定性 P66,根据DNA所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构，以控制性状 P66,（细胞核）,（细胞质）,转录,P66 转录是指遗传信息由DNA传递到RNA上的过程，转录的结果是形成RNA。,脱氧核糖核苷酸,脱氧核糖,A、T、G、C,一般是规则的双螺旋结构,核糖核苷酸,核糖,A、U、G、C,通常呈单链,DNA和RNA的比较,概念：,细胞核,细胞质,三类,RNA种类P67,信使 RNA(mRNA),核糖体 RNA(rRNA),转运 RNA(tRNA),RNA按功能分类：,传达DNA上的遗传信息，是合成蛋白质的直接模板,组成核糖体的成分，是核糖体行使功能必需的,把氨基酸运送到核糖体，使之按照mRNA的信息指令连接起来形成蛋白质,转录示意图：P66,转录过程：P67第一段,DNA的平面结构图,以DNA的一条链为模板合成RNA,DNA模板链,游离的核糖核苷酸,DNA与RNA的碱基互补配对：AU；TA；CG；,RNA 聚合酶,RNA聚合酶结合到单链DNA上，四种游离的核糖核苷酸一个一个添加上去。,在RNA聚合酶的作用下，组成RNA的核糖核苷酸一个个连接起来,RNA聚合酶沿着DNA移动。,RNA聚合酶沿着DNA移动。,RNA核苷酸一个一个连接起来。,RNA核苷酸一个一个连接起来。,RNA核苷酸一个一个连接起来。,RNA核苷酸一个一个连接起来。,RNA核苷酸一个一个连接起来。,形成了mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上,RNA,DNA模板链,RNA核苷酸一个一个连接起来。,细胞核,DNA,mRNA在细胞核中合成,蛋白质合成,细胞质,细胞核,mRNA通过核孔进入细胞质,真核生物的成熟的mRNA？,P67,转录 小结,1、定义： 2、场所： 3、转录的条件：4、转录时的碱基配对:5、转录的结果：,在细胞核中以DNA的一条链为模板, 合成RNA的过程,细胞核,模板：原料：能量： 酶：,RNA,DNA的一条链,RNA聚合酶等,4种核糖核苷酸,ATP,AU；TA ；CG；GC,6、信息来源： DNA的模板链7、信息传递的方向： DNA（基因） mRNA,（DNA与RNA的碱基互补配对）,DNA复制与转录的比较,以DNA的两条母链为模板,游离的脱氧核苷酸,解旋酶、DNA聚合酶,2个双链DNA分子,以DNA的一条链为模板,游离的核糖核苷酸,RNA聚合酶,1条RNA单链,AT、TA、CG、GC,AU、TA、CG、GC,转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。 那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？ mRNA如何将信息翻译成蛋白质？,翻译,翻译是指游离在细胞质中的各种氨基酸就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程.,概念：,核糖体 P67,核糖体是蛋白质合成（翻译）的场所,密码子：,mRNA上决定一种氨基酸的三个相邻的碱基（三联体），决定氨基酸的种类。,a、一种氨基酸可以和一个或多个密码子相对应 b、一个密码子只和一种氨基酸相对应 c、三个终止密码：UAA、UAG、UGA d、氨基酸的种类：密码子种类：决定氨基酸的密码子：,20种,64种,61种,氨基酸和密码子之间的数量关系？,天冬氨酸,异亮氨酸,反密码子,转运RNA(tRNA),一个转运RNA是由3个核糖核苷酸构成的吗？,问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？,细胞质,细胞质中的mRNA,翻译的过程,核糖体,mRNA与核糖体结合,tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对,tRNA将氨基酸转运到mRNA上的相应位置,缩合,两个氨基酸分子缩合，形成肽键,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,亮氨酸,一个个氨基酸分子缩合成多肽,缩合,亮氨酸,天门冬酰氨,tRNA离开，再去转运新的氨基酸,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多肽,图示一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此少量的mRNA分子就可迅速合成大量的蛋白质，翻译的效率非常高。,如何加快翻译的进程呢？,6、信息传递的方向：,细胞质的核糖体上,20种氨基酸,转运RNA（tRNA）,1、场所：,2、原料：,3、工具：,4、碱基配对原则：,AU；UA；CG；GC,5、信息来源：,mRNA,mRNA 蛋白质 （有一定氨基酸排列顺序）,翻译 小结,密码子、tRNA、氨基酸：1、一个密码子决定一种氨基酸，一种氨基酸可由一个或多个密码子决定。 密码子的改变是否一定导致氨基酸的改变？2、tRNA与氨基酸的对应关系（1）tRNA有几种？ 由于只有61种密码子是对应氨基酸，所以tRNA也只有61种（2）一种tRNA运载一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或多种tRNA运载3、tRNA将氨基酸运到核糖体上，按mRNA上密码子顺序将它们一一相连，直至mRNA出现终止密码子，肽链才从核糖体上脱落下来。4、遗传密码的特性通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子。,DNA的复制、转录、翻译比较,细胞核,细胞核,核糖体,DNA两条链,DNA一条链,mRNA,四种脱氧核苷酸,四种核糖核苷酸,20种氨基酸,ATP 解旋酶 DNA聚合酶,ATP RNA聚合酶,ATP tRNA 酶,两个DNA分子,RNA,多肽链,AT GC TA CG,AU GC TA CG,AU GC UA CG,中心法则,发现RNA病毒及逆转录修改后的中心法则,RNA病毒（如劳氏肉瘤病毒）能以RNA为模板反向地合成单链DNA，因为它们具有能够催化此反应过程的逆转录酶。,中心法则,人、大肠杆菌、噬菌体、烟草花叶病毒、HIV分别发生哪些过程？,?,这些过程在所有生物体内都会发生吗？,1、人、大肠杆菌、噬菌体等以DNA为遗传物质的生物的遗传信息传递：,翻 译,2、以RNA为遗传物质的生物的遗传信息传递：,（1）烟草花叶病毒等自我复制型的RNA病毒：,（2）人类免疫缺陷病毒（HIV）等逆转录病毒：,基因的完整概念,P70,1、基因控制蛋白质合成的有关计算：,DNA控制蛋白质合成中DNA碱基数mRNA碱基数氨基酸数 = 631,【补充】,2、基因控制生物性状的两种方式：,DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因,淀粉分支酶不能正常合成,蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高,淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（性状：皱粒）,编码淀粉分支酶的基因正常,淀粉分支酶正常合成,蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高,淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（性状：圆粒）,人的白化病,控制酶形成的基因异常,控制酶形成的基因正常,酪氨酸酶不能正常合成,酪氨酸酶正常合成,酪氨酸不能正常转化为黑色素,酪氨酸能正常转化为黑色素,缺乏黑色素而表现为白化病,表现正常,由这二个实例大家可以总结出什么共同点？,（1）基因通过控制某些酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。,镰刀型细胞贫血症,控制血红蛋白形成的基因中一个碱基对变化,血红蛋白的结构发生变化,红细胞呈镰刀状,红细胞容易破裂，患溶血性贫血,编码跨膜蛋白（CFTR）的基因缺失了3个碱基对,导致CFTR蛋白缺少苯丙氨酸，影响了CFTR蛋白结构,使CFTR转运氯离子的功能异常，患者支气管内黏液增多,黏液增多，支气管管腔受阻，细菌大量繁殖，肺部功能严重受损,囊性纤维病,（2）基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,基因、蛋白质与性状的关系是,基因,结构蛋白,细胞结构,生物性状,酶或激素,细胞代谢,生物性状,蛋白质,直接作用,间接作用,