遗传信息的表达-RNA和蛋白质的合成课件.ppt

1、遗传信息的表达遗传信息的表达RNARNA和蛋白质的合成和蛋白质的合成科学探索的脚步科学探索的脚步19441944年，艾弗里等人通过细菌转换实验证明年，艾弗里等人通过细菌转换实验证明DNADNA是遗传物质。是遗传物质。19531953年，沃森和克里克提出年，沃森和克里克提出DNADNA双螺旋结构模型。双螺旋结构模型。19571957年，克里克提出年，克里克提出“中心法则中心法则”。 19581958年，德尔布吕克等人发现年，德尔布吕克等人发现DNADNA分子半保留复制机理。分子半保留复制机理。19601960年，信使年，信使RNARNA被发现。被发现。19651965年，年，RNARNA复制酶被

2、发现。复制酶被发现。19651965年，遗传密码表被全部破译。年，遗传密码表被全部破译。19691969年，巴尔的摩和特明发现逆转录现象。年，巴尔的摩和特明发现逆转录现象。中心法则中心法则材料一：材料一：19531953年之后科学家陆续认识到：年之后科学家陆续认识到：DNADNA是双是双螺旋结构；并与蛋白质结合形成染色质；螺旋结构；并与蛋白质结合形成染色质；基因控制基因控制蛋白质的合成；蛋白质的合成；且且DNADNA存在于细胞核内不能出来；存在于细胞核内不能出来；而而蛋白质的合成蛋白质的合成场所在细胞质的核糖体上。场所在细胞质的核糖体上。假如你是当时的科学家，基于假如你是当时的科学家，基于此材

3、料你会提出哪些质疑？此材料你会提出哪些质疑？RNARNA的形成过程示意图的形成过程示意图RNARNA聚合酶聚合酶模板链模板链RNARNA游离核苷酸游离核苷酸材料二：材料二：1956-19661956-1966年间，克里克、霍利、布莱纳年间，克里克、霍利、布莱纳等人一直从事翻译工作的研究。他们主要解决翻译等人一直从事翻译工作的研究。他们主要解决翻译过程中两个关键性的问题：（过程中两个关键性的问题：（1 1）遗传密码与氨基）遗传密码与氨基酸序列的对应关系（酸序列的对应关系（2 2）碱基序列到氨基酸序列的）碱基序列到氨基酸序列的转变机制。转变机制。假设某基因中有一片段的一条链的碱基序列是假设某基因中

4、有一片段的一条链的碱基序列是CGCGACTACAGTCCCCGCGACTACAGTCCCGGATGTACTTCGATGGATGTACTTCGAT（其中（其中示省略了示省略了210210个碱基）若以此链为模板经转录、翻译成多肽链。个碱基）若以此链为模板经转录、翻译成多肽链。 1 1、写出此模板链转录的、写出此模板链转录的mRNAmRNA碱基序列、氨基酸序列。碱基序列、氨基酸序列。2.2.合成此肽链总共需要几个氨基酸？合成此肽链总共需要几个氨基酸？3.3.假如该基因模板链某个碱基发生替换，是否一定假如该基因模板链某个碱基发生替换，是否一定会引起此基因控制的性状的改变会引起此基因控制的性状的改变?

5、?4.4.若该基因为豌豆的紫花基因，则此基因在豌豆的每若该基因为豌豆的紫花基因，则此基因在豌豆的每个细胞内都能表达吗？个细胞内都能表达吗？GCGCUGAUGUCAGGGGCGCUGAUGUCAGGGCCUACAUGAAGCUACCUACAUGAAGCUA7575个个不一定不一定不能，基因具有选择性表达的特点不能，基因具有选择性表达的特点mRNAmRNA碱基序列：碱基序列：氨基酸序列：氨基酸序列：甲硫氨酸甲硫氨酸- -丝氨酸丝氨酸- -甘氨酸甘氨酸脯氨酸脯氨酸- -苏氨酸苏氨酸某些某些不表达的不表达的DNADNA片段突变片段突变不同密码子不同密码子决定同一种氨基酸决定同一种氨基酸蛋白质不同，功能

6、相同蛋白质不同，功能相同隐性突变被显性基因掩盖隐性突变被显性基因掩盖复制复制转录转录翻译翻译场所场所模板模板原料原料碱基配对碱基配对方式方式 遗传信息遗传信息流动方向流动方向比较复制、转录、翻译的过程比较复制、转录、翻译的过程 细胞核（线粒细胞核（线粒体、叶绿体）体、叶绿体）细胞核（线粒细胞核（线粒体、叶绿体）体、叶绿体）核糖体核糖体DNADNA的两条链的两条链 基因的一条链基因的一条链mRNAmRNA脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸氨基酸 A-T T-A A-T T-A C-G G-C C-G G-CA-U T-AA-U T-AC-G G-CC-G G-CA-U U-AA-U

7、U-AC-G G-CC-G G-CDNA DNADNA DNADNA RNADNA RNADNA DNA 蛋白质蛋白质材料三：科学家通过精确的仪器发现细胞翻译蛋白材料三：科学家通过精确的仪器发现细胞翻译蛋白质的速度非常快，真核细胞每分钟大约翻译质的速度非常快，真核细胞每分钟大约翻译5050个氨个氨基酸；基酸；讨论：讨论：1 1、为什么细胞合成蛋白质速度会如此快？、为什么细胞合成蛋白质速度会如此快？2 2、原核细胞和真核细胞在基因的表达方面可能存在、原核细胞和真核细胞在基因的表达方面可能存在哪些区别？哪些区别？大肠杆菌（原核生物）每分钟可翻译大肠杆菌（原核生物）每分钟可翻译12001200个个氨

8、基酸，比真核生物要快得多。氨基酸，比真核生物要快得多。转录场所：转录场所：表达过程：表达过程：真核细胞和原核细胞遗传信息表达示意图（真核细胞和原核细胞遗传信息表达示意图（局部局部）细胞核、线粒体、细胞核、线粒体、叶绿体叶绿体拟核、质粒拟核、质粒细胞核内转录成的细胞核内转录成的mRNAmRNA经加工后从核孔经加工后从核孔出来，与核糖体结合出来，与核糖体结合边转录边翻译边转录边翻译材料四：美国分子生物学家特明于材料四：美国分子生物学家特明于19601960年在研究鸡肉年在研究鸡肉瘤病毒（瘤病毒（RSVRSV）的基础上创立原病毒假说：有感染力）的基础上创立原病毒假说：有感染力RSVRSV的的RNAR

9、NA是病毒是病毒DNADNA（即原病毒）合成的模板，而原（即原病毒）合成的模板，而原病毒是子代病毒是子代RSVRSV的的RNARNA合成的信息。合成的信息。19691969年他用实验证年他用实验证实实RSVRSV含有一种含有一种DNADNA聚合酶，该酶以后被称为聚合酶，该酶以后被称为“逆转录逆转录酶酶”。这个发现补充了原来无人怀疑的。这个发现补充了原来无人怀疑的“中心法则中心法则”，特明因此获得特明因此获得19751975年诺贝尔奖。年诺贝尔奖。思考：各种生物的遗传信息传递方向是一样的吗？思考：各种生物的遗传信息传递方向是一样的吗？生物种类生物种类遗传信息传递方向遗传信息传递方向以以DNADN

10、A为遗传为遗传物质的生物物质的生物以以RNARNA为遗传为遗传物质的生物物质的生物RNARNA蛋白质蛋白质复复制制翻译翻译DNADNA复复制制转录转录RNARNA蛋白质蛋白质翻译翻译DNADNA复复制制转录转录RNARNA蛋白质蛋白质翻译翻译RNARNA逆转录逆转录中心法则中心法则下图为原核细胞内某一区域的基因指导蛋白质下图为原核细胞内某一区域的基因指导蛋白质合成的示意图。据图分析正确的是（合成的示意图。据图分析正确的是（ ）多肽多肽RNARNADNADNAA.A.两处都有大分子的生物合成，图中两处都有大分子的生物合成，图中DNADNA可以与有关蛋白可以与有关蛋白质结合成染色体质结合成染色体B

11、.B.两处都发生碱基互补配对，配对方式均为两处都发生碱基互补配对，配对方式均为A A和和U U、G G和和C CC.C.处有处有DNADNA聚合酶参与，聚合酶参与，处没有处没有DNADNA聚合酶参与聚合酶参与D.D.处有处有DNA-RNADNA-RNA杂合双链片段，杂合双链片段，处没有处没有DNA-RNADNA-RNA杂合双链片段杂合双链片段D D练习练习下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图回答下列问题。图，请据图回答下列问题。（1）从图中分析，核糖体的分布场所有）从图中分析，核糖体的分布场所有 . 。细胞溶胶、细胞溶胶、线粒体线粒体

12、练习练习（2）已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程）已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程、，将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养，将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养，发现线粒体中基上培养，发现线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性。聚合酶均保持很高活性。由此可推测该由此可推测该RNA聚合酶由聚合酶由 中的基因中的基因指导合成。指导合成。细胞核细胞核 （3）用）用鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞溶胶中鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞溶胶中RNA含量显著减少，那么推测含量显著减少，那么推测鹅膏蕈碱抑制的过鹅膏蕈碱抑制的过程是程是 （填序号），线粒体功能（填序号），线粒体功能 （填（填“会会”或或“不会不会”）受到影响。）受到影响。 会会