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6.2DNA复制和蛋白质合成

时间:2012-04-06


6.2

DNA复制和蛋白质合成 DNA复制和蛋白质合成

1、DNA复制 、 复制
定义 过程
以DNA分子为模板,合成相同DNA分子的过程。 DNA分子为模板,合成相同DNA分子的过程。 分子为模板 DNA分子的过程 边解旋边复制 模板:亲代DNA的 模板:亲代DNA的2条母链 DNA 原料:游离的4 原料:游离的4种脱氧核苷酸

条件
酶:DNA解旋酶、DNA聚合酶 DNA解旋酶、DNA聚合酶 解旋酶 能量: 能量:ATP

方式 场所 时间 结果 意义

半保留复制 主要在细胞核内 细胞分裂的间期

1

复制 n次

2n

保持生物遗传特性的 保持生物遗传特性的相对稳定 遗传特性

基因所携带的遗传信息与生物表现出来的遗传性状有什 基因所携带的遗传信息与生物表现出来的遗传性状有什 遗传信息与生物表现出来的遗传性状 么关系呢? 么关系呢?

2、基因控制蛋白质的合成 、
——遗传信息的转录和翻译 遗传信息的转录和 遗传信息的转录 使者” (1)“使者”—— RNA
温故:组成RNA的化学元素? 温故:组成RNA的化学元素? C H O N P RNA的化学元素 基本组成物质? 磷酸、核糖、含氮碱基( 基本组成物质? 磷酸、核糖、含氮碱基(A U C G) G) 基本组成单位? 基本组成单位? 核糖核苷酸

RNA与DNA的比较 RNA与DNA的比较
DNA 结构 基本组成单位 碱基 五碳糖 无机酸 双螺旋 脱氧核苷酸 A 、G 、C 、T 脱氧核糖 磷酸 RNA 单链 核糖核苷酸 A 、G 、C 、 U 核糖 磷酸

RNA的类型 RNA的类型

mRNA(信使RNA mRNA(信使RNA ) tRNA(转运RNA tRNA(转运RNA ) rRNA (核糖体RNA) 核糖体RNA)

2、基因控制蛋白质合成 、
——遗传信息的转录和翻译 遗传信息的转录和翻译 (1)“使者”—— RNA ) 使者” 转录 (2)基因控制蛋白质合成过程 ——转录 和翻译 )
核内 转录(细胞核内) 转录(细胞核内)
非模板链



基因 旋 (DNA区段 区段) (DNA区段)
遗传信息

模板链

游离的核糖核苷酸和模板链上的碱基 mRNA 配对( 并聚合成mRNA 配对(A-U、C-G)并聚合成mRNA 遗传密码 通过核孔 进入细胞质

氨基酸按特 定顺序连接 特定的氨基 肽链
酸排列顺序

带有特定氨基酸的 tRNA上的反密码子 tRNA上的反密码子 mRNA上的密码子 与mRNA上的密码子 依次配对

mRNA与 mRNA与 核糖体结合

翻译(细胞质内) 翻译(细胞质内)

核外

复习回顾
DNA复制: 复制: 复制 DNA的复制方式: 的复制方式: 的复制方式 DNA复制的意义: 复制的意义: 复制的意义 遗传信息的转录: 遗传信息的转录: 转录过程完成了怎样的信 息传递? 息传递?

DNA复制 DNA复制 场所 模板 酶 原料 细胞核 DNA的两条链 的两条链 DNA聚合酶 聚合酶 四种脱氧核苷酸 四种脱氧核苷酸 脱氧

转录 细胞核 DNA的一条链 的一条链 RNA聚合酶 聚合酶 四种核糖核苷酸 四种核糖核苷酸 核糖

1 DNA→2 DNA, 三种单链 , 三种单链RNA, , 产物 mRNA tRNA rRNA 均为双链 碱基互 A-T,T-A,C-G,G-C A-U,T-A,C-G,G-C (DNA→RNA) 补配对 (DNA→DNA)

2、基因控制蛋白质合成 、
——遗传信息的转录和翻译 遗传信息的转录和翻译 (1)“使者”—— RNA ) 使者” 转录 (2)基因控制蛋白质合成过程 ——转录 和翻译 )
核内 转录(细胞核内) 转录(细胞核内)
非模板链



基因 旋 (DNA区段 区段) (DNA区段)
遗传信息

模板链

游离的核糖核苷酸和模板链上的碱基 mRNA 配对( 并聚合成mRNA 配对(A-U、C-G)并聚合成mRNA 遗传密码 通过核孔 进入细胞质

氨基酸按特 定顺序连接 特定的氨基 肽链
酸排列顺序

带有特定氨基酸的 tRNA上的反密码子 tRNA上的反密码子 mRNA上的密码子 与mRNA上的密码子 依次配对

mRNA与 mRNA与 核糖体结合

翻译(细胞质内) 翻译(细胞质内)

核外

3、DNA“复制”、“转录”和“翻译”的比 、 复制” 转录” 翻译” 复制 较 复制 转录 翻译
场所 模板 主要在细胞核中 主要在细胞核中 细胞核 解旋后的 DNA单链 2条DNA单链 4种脱氧核苷酸 主要在细胞核中 主要在细胞核中 细胞核 解旋后的 DNA模板链 1条DNA模板链 4种脱氧核苷酸 核糖体 mRNA

原料 条件

20种氨基酸 20种

分别从“模板、原料、能量、 分别从“模板、原料、能量、酶”比 较 形成带有 产生相同的 形成有一定氨基酸 产物 遗传密码的mRNA DNA分子 2个DNA分子 遗传密码的mRNA 顺序的蛋白质 顺序的蛋白质 和 (遗传信息在DNA分 (将遗传信息由 (实现遗传信息的 遗传信息在DNA DNA分 结果 子间的传递) 子间的传递) DNA→mRNA) DNA→mRNA) 表达) 表达)

4、中心法则及其发展 、
(1)“中心法则”的含义 ) 中心法则” (2)“中心法则”的表达 ) 中心法则”
② 转录 ① DNA(基因) DNA(基因) 逆转录 ④ ⑤ RNA ③ 翻译 蛋白质(性状) 蛋白质(性状)

DNA→DNA: DNA作为遗传物质的生物,DNA的 过程。 DNA→DNA:以DNA作为遗传物质的生物,DNA的自我复制 过程。 作为遗传物质的生物 DNA→RNA: 过程。 DNA→RNA: 细胞核 中的 转录 过程。 RNA→蛋白质 蛋白质: 过程。 RNA→蛋白质: 细胞质 中 核糖体 上的 翻译 过程。 RNA→DNA:RNA病毒的 过程。 RNA→DNA:RNA病毒的 逆转录 过程。 RNA→RNA:RNA病毒的RNA自我复制过程 病毒的RNA自我复制过程。 RNA→RNA:RNA病毒的RNA自我复制过程。

(3)“中心法则”的意义 ) 中心法则”
——表明了在细胞的生命活动中核酸和蛋白质的联系和 ——表明了在细胞的生命活动中核酸和蛋白质的联系和分工 表明了在细胞的生命活动中核酸和蛋白质 补充: 补充:碱基计算

DNA复制的过程 DNA复制的过程 酶: DNA解旋酶 DNA解旋酶 结果: 结果: 正在复制的部位 解旋成单链 ——母链 ——母链 模板: 模板: 母链 酶: DNA聚合酶 DNA聚合酶 原料: 原料:4种脱氧核苷酸 原则: 原则:碱基互补配对

解旋
亲代 DNA

合成 子链

子代 DNA

特点:每条子链与 特点:每条子链与 对应母链 形成新的 相结合 DNA分子 DNA分子 结果: DNA→2个 结果:1个DNA→2个DNA

遗传信息与遗传性状的关系 例1:镰刀型细胞贫血症 CTT→正常血红蛋白→正常红细胞 正常血红蛋白→ CAT→异常血红蛋白→异常红细胞 异常血红蛋白→

例2:豌豆花色 基因A→控制合成酶X→促使花青素形成→红花 基因A→控制合成酶X→促使花青素形成→ A→控制合成酶X→促使花青素形成 基因a→不能合成酶X→不能形成花青素→ 基因a→不能合成酶X→不能形成花青素→白花 a→不能合成酶X→不能形成花青素

控制

体现

基因

蛋白质

性状

DNA的平面结构图 DNA的平面结构图

A A T C A A T A G T T A G T T A T C

以DNA的一条链为模板合成RNA DNA的一条链为模板合成RNA 的一条链为模板合成
DNA

A A T C A A T A G

G
游离的核糖核苷酸

A A T C A A T A G
RNA 聚合酶

G

A A T C A A T A G U U

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

A A T C A A T A G U U

G

A A T C A A T A G U U A

G

A A T C A A T A G U U A G

G
组成RNA的核糖核苷酸一个个连接起来 组成RNA的核糖核苷酸一个个连接起来 RNA

A A T C A A T A G U U A G U

G

A A T C A A T A G U U A G U U

G

A A T C A A T A G U U A G U U A

G

A A T C A A T A G U U A G U U A U

G

A A T C A A T A G U U A G U U A U C

G

DNA

A A T C A A T A G U U A G U U A U C
mRNA

G
形成mRNA链 DNA上的遗传信息就传 形成mRNA链,DNA上的遗传信息就传 mRNA 递到mRNA上 递到mRNA上 mRNA

mRNA在细胞核中合成 mRNA在细胞核中合成
细胞核

A A T C A A T A G U U A G U U A U C
mRNA

DNA

核孔

细胞质

mRNA通过核孔进入细胞质 mRNA通过核孔进入细胞质
细胞核

A A T C A A T A G

U U A G U U A U C mRNA

细胞质

遗传信息的转录 以DNA区段中一条多核苷酸链 DNA区段中一条多核苷酸链 为模板合成RNA的过程。 RNA的过程 为模板合成RNA的过程。 细胞核 分析左图 模板: 基因的一条链(模板链) 模板: 基因的一条链(模板链) 4 原料: 原料: 种核糖核苷酸 DNA解旋酶 酶: 解旋酶、RNA聚合酶 DNA解旋酶、RNA聚合酶 能量: 能量: ATP mRNA DNA蕴含的遗传信息 DNA蕴含的遗传信息 传递到mRNA mRNA中 传递到mRNA中

定义 场所 过程

条件

产物 结果

遗传信息的转录

①图中表示的是DNA的转 图中表示的是DNA的转 DNA 录还是复制?为什么? 录还是复制?为什么? 游离核糖核苷酸 RNA聚合酶 RNA聚合酶 ②RNA聚合酶的结合区共 RNA聚合酶的结合区共 有几种碱基? 有几种碱基?碱基配对 方式有哪几种? 方式有哪几种? ③产物RNA的延伸方向如 产物RNA的延伸方向如 RNA 何?它的碱基序列与非 模板链是怎样的关系? 模板链是怎样的关系? ④为什么转录形成的RNA 为什么转录形成的RNA DNA分子短 分子短? 比DNA分子短? 转录的模板链 RNA链 RNA链

遗传信息的翻译

相关概念——遗传密码、 相关概念——遗传密码、密码子 ——遗传密码
密码子——mRNA上决定氨基酸种类的 密码子——mRNA上决定氨基酸种类的 ——mRNA 每三个相邻碱基

U

U

A

G

A

U

A

U

C

读码方向

mRNA分子内的碱基序列——遗传密码 mRNA分子内的碱基序列——遗传密码 分子内的碱基序列——

逻辑分析和猜测: 逻辑分析和猜测: ? mRNA上有几种碱基?组成蛋白质的氨基酸又有多少种? mRNA上有几种碱基 组成蛋白质的氨基酸又有多少种? 上有几种碱基? ? 每1个碱基决定1种氨基酸,碱基够用吗?每2个呢? 个碱基决定1种氨基酸,碱基够用吗? 个呢? ? 3个碱基的排列方式有多少种? 个碱基的排列方式有多少种?

遗传信息的翻译

密码子表解读: 密码子表解读:
64个密码子中 61个密码 个密码子中, ① 64个密码子中,61个密码 子各自对应一种氨基酸。 子各自对应一种氨基酸。 ② 有3个密码子不决定氨基 称为终止密码子 终止密码子。 酸,称为终止密码子。 UAA、UAG、 UAA、UAG、UGA ③ 2个起始密码子 有对应的氨基酸) (有对应的氨基酸) AUG GUG 1个密码子只和 种氨基酸对应, 1种氨基酸对应,那 1种氨基酸也只对应 个密码子吗? 1个密码子吗?

遗传信息的翻译

运载工具——tRNA(转移RNA) 运载工具——tRNA(转移RNA) ——tRNA RNA





反密码子 碱基互补配对 密码子

细胞质中的mRNA 细胞质中的mRNA

细胞质

A U G G A U A U C mRNA

核糖体

A U G G A U A U C

mRNA与核糖体结合. mRNA与核糖体结合. 与核糖体结合

甲硫氨 酸

U A C A U G G A U A U C

tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对 tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对 . 上的反密码子与mRNA

甲硫氨 酸

天门冬 酰氨

U A C C U A A U G G A U A U C

tRNA将氨基酸转运到mRNA上的相应位置 tRNA将氨基酸转运到mRNA上的相应位置 . 将氨基酸转运到mRNA

脱水缩合
天门冬 酰氨

甲硫氨 酸

U A C C U A A U G G A U A U C

两个氨基酸分子脱水缩合

甲硫氨 酸

天门冬 酰氨

异亮氨酸

C U A U A G A U G G A U A U C
核糖体随着mRNA滑动.另一个tRNA上的 核糖体随着mRNA滑动.另一个tRNA上的 mRNA滑动 tRNA 碱基与mRNA上的密码子配对. mRNA上的密码子配对 碱基与mRNA上的密码子配对.

甲硫氨 酸

天门冬 酰氨

异亮氨酸

U A G C U A A U G G A U A U C

一个个氨基酸分子缩合成链状结构

甲硫氨 酸

天门冬 酰氨

异亮氨酸

U A G A U G G A U A U C

tRNA离开,再去转运新的氨基酸 RNA离开, 离开

A U G G A U A U C

以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质

遗传信息的翻译 以mRNA为模板,以tRNA为运 mRNA为模板, tRNA为运 为模板 载工具, 载工具,使氨基酸在核糖体 内按照一定的顺序排列起来, 内按照一定的顺序排列起来, 合成蛋白质的过程。 合成蛋白质的过程。 核糖体 分析图示 模板: 模板: mRNA 氨基酸 原料: 原料: 工具: 工具: tRNA 能量: 能量: ATP 具有特定氨基酸序列的蛋白质 mRNA上的遗传密码传递到 mRNA上的遗传密码传递到 蛋白质中

定义

场所 过程

条件

产物 结果

基因( 基因(DNA)的碱基数: )的碱基数: 信使RNA的碱基数:蛋白 的碱基数: 信使 的碱基数 质中的氨基酸数=

6:3:1 : :

某基因有碱基1200个 某基因有碱基1200个,则由它控 1200 制合成的蛋白质所具有的氨基酸 数目最多有( 数目最多有B ( ) 100个 A 100个 C 300个 300个 200个 B 200个 D 400个 400个

一条多肽链中有1000个氨基酸, 一条多肽链中有1000个氨基酸,则作 1000个氨基酸 为合成该多肽链的mRNA mRNA分子和用来转 为合成该多肽链的mRNA分子和用来转 录该mRNA分子的基因中, mRNA分子的基因中 录该mRNA分子的基因中,分别至少要 有碱基多少个?( 有碱基多少个?( D ) 1000和 A 1000和2000 3000和 C 3000和3000 2000和 B 2000和4000 3003和 D 3003和6006

基因的脱氧核苷酸排列顺序代表着( 基因的脱氧核苷酸排列顺序代表着( B ) A 遗传性状 B 遗传信息

C 遗传规律 D 遗传密码 下列肯定不是遗传密码的碱基排列顺序的 是( C ) A.AAA C.GTA B.UUU D.GUC

与构成蛋白质的20种氨基酸相对应的 与构成蛋白质的20种氨基酸相对应的 20 密码子有( 密码子有( C ) A 4个 4个 61个 C 61个 B 20个 20个 64个 D 64个

碱基计算 将大肠杆菌DNA DNA用 标记, 1、将大肠杆菌DNA用15N标记,将其转移到14N培养基上连续培 代后的大肠杆菌DNA分子中, DNA分子中 标记的DNA DNA占总量的 养5代后的大肠杆菌DNA分子中,带有15N标记的DNA占总量的 C、 D、 A、1/2 B 、1/4 C、1/8 D、1/16 DNA分子复制n DNA分子复制n次,在所有子代DNA分子中含母链的DNA占2/2n 分子复制 在所有子代DNA分子中含母链的DNA占 DNA分子中含母链的DNA 2、某DNA分子中共有200个碱基对,其中有A80个,当DNA分子 DNA分子中共有200个碱基对,其中有A80个 分子中共有200个碱基对 A80 DNA分子 连续复制2 细胞核中参与复制的胞嘧啶脱氧核苷酸有? 连续复制2次,细胞核中参与复制的胞嘧啶脱氧核苷酸有?个 180个 240个 360个 A、180个 B、240个 C、360个 D、480 亲代DNA中 亲代DNA中,C=120个; DNA 120个 连续复制n 需要游离的C 连续复制n次,需要游离的C=(2n-1)×120 3、一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一段含有11个肽键的多 一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一段含有11个肽键的多 mRNA通过翻译可合成一段含有11 则此mRNA mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要 肽,则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要 tRNA个数 依次为( )(假设不考虑终止密码 个数, 假设不考虑终止密码) 的tRNA个数,依次为( )(假设不考虑终止密码) B、 C、 D、 A、33 11 B、36 12 C、12 36 D、11 36 基因中的碱基数:mRNA中的碱基数:氨基酸数= 基因中的碱基数:mRNA中的碱基数:氨基酸数=6:3:1 中的碱基数

已知一段信使RNA上有30个碱基,其中A 已知一段信使RNA上有30个碱基,其中A RNA上有30个碱基 12个 那么转录成该段信使RNA RNA的 和G有12个,那么转录成该段信使RNA的 DNA分子中应有 分子中应有C 多少个?( DNA分子中应有C和T多少个?( D ) A、12个 12个 C、24个 24个 B、18个 18个 D、30个 30个

遗传信息的翻译


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