1、 從恐龍化石中提取出恐龍從恐龍化石中提取出恐龍 DNA DNA ，真的可以使恐龍復活嗎？真的可以使恐龍復活嗎？電影電影侏羅紀公園侏羅紀公園中中恐龍復活的場景恐龍復活的場景4.1 4.1 基因指導蛋白質的合成基因指導蛋白質的合成 基因是有基因是有_的的_片段；片段； DNA DNA 主要存在主要存在于于_中，而蛋白質的合成是在中，而蛋白質的合成是在 中進行的。中進行的。 細胞核中的細胞核中的DNADNA如何指導細胞如何指導細胞質中的蛋白質的合成？質中的蛋白質的合成？遺傳效應遺傳效應DNADNA細胞核細胞核細胞質（核糖體）細胞質（核糖體）4科學家推測，在科學家推測，在DNA和蛋白質之間和蛋白質之間

2、 還有一種中間物質充當信使還有一種中間物質充當信使RNA5問題一：問題一：為什么為什么RNARNA適合做適合做DNADNA的信使呢？的信使呢？61 1）基本組成單位）基本組成單位 核糖核苷酸核糖核苷酸 含氮堿基含氮堿基核糖核糖磷酸磷酸 A腺嘌呤腺嘌呤 U尿嘧啶尿嘧啶 G鳥嘌呤鳥嘌呤 C胞嘧啶胞嘧啶72 2）RNARNA的種類的種類vmRNA（messengerRNA） 信使信使RNA v tRNA（transferRNA） 轉運轉運RNAv rRNA 核糖體核糖體RNA8比較項目比較項目DNADNARNARNA基本單位基本單位五碳糖五碳糖含氮堿基含氮堿基空間結構空間結構主要存在部位主要存在部位

3、3)DNA,RNA 3)DNA,RNA 的主要區別的主要區別脫氧脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖核苷酸核苷酸脫氧脫氧核糖核糖核糖核糖A A T T C G C GA A U U C G C G通常為規則的通常為規則的雙螺旋雙螺旋多為多為單單鏈結構鏈結構細胞細胞核核細胞細胞質質94) RNA4) RNA適于作適于作DNADNA信使的原因信使的原因vRNA也是由也是由四種核苷酸四種核苷酸連接而成，也能連接而成，也能儲存儲存遺傳信息遺傳信息。vRNA一般為一般為單鏈單鏈，比，比DNA短，因此能短，因此能通過核通過核孔孔，從細胞核轉移到細胞質中。，從細胞核轉移到細胞質中。vRNA與與DNA的關系中，也

4、的關系中，也遵循堿基互補配對遵循堿基互補配對原則原則。 10問題二：問題二：DNADNA的遺傳信息是怎的遺傳信息是怎么傳給么傳給mRNAmRNA的呢？的呢？11一、轉錄一、轉錄轉錄的定轉錄的定義：義：轉錄的場所：轉錄的場所： 轉錄的模板：轉錄的模板： 轉錄的原料：轉錄的原料： 轉錄的條件：轉錄的條件： 轉錄的產物：轉錄的產物： 在細胞核中，以在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板的一條鏈為模板合成合成RNA的過程。的過程。細胞核（主要）細胞核（主要）DNA分子的一條鏈分子的一條鏈四種游離的核糖核苷酸四種游離的核糖核苷酸能量（能量（ATP）、酶（）、酶（RNA聚合酶、解旋酶）聚合酶、解旋酶） RNA

5、 1213轉錄轉錄基因A基因B基因C含有3個基因的DNA片段的模式圖 當細胞開始合成某種蛋白質的時候，編碼當細胞開始合成某種蛋白質的時候，編碼這個蛋白質的一段這個蛋白質的一段DNADNA的雙鏈將解開螺旋的雙鏈將解開螺旋14TCATG A TT ATCATG A TT AAG T AC T A A T 細胞核中細胞核中DNADNA分子上一個基因片段的平面結構圖分子上一個基因片段的平面結構圖第第1 1步步 DNADNA雙鏈解開，雙鏈解開，DNADNA的堿基得以暴露的堿基得以暴露 （破壞氫鍵）（破壞氫鍵）RNA RNA 聚合酶聚合酶15AG T AC TA A T 模板鏈模板鏈細胞核中細胞核中TCA

6、TGA TT AAGCUAGCURNA RNA 聚合酶聚合酶 DNADNA與與RNARNA的堿基互補配對：的堿基互補配對： C CG G；G GC C ；T TA A；A AU U16AG T AC T A A T 細胞核中細胞核中AGUGCAGU第第2 2步步 游離的核糖核苷酸隨機地與游離的核糖核苷酸隨機地與DNADNA鏈上的堿基碰撞，鏈上的堿基碰撞，當核糖核苷酸與當核糖核苷酸與DNADNA的堿基互補時，兩者以氫鍵結合的堿基互補時，兩者以氫鍵結合RNA RNA 聚合酶聚合酶UTCATG A TT A17AG T AC TA A T 模板鏈模板鏈細胞核中細胞核中TCATG A TT A第第3

7、3步步 新結合的核糖核苷酸連接到正在合成新結合的核糖核苷酸連接到正在合成 的的mRNAmRNA分子上分子上A GCAGCURNA RNA 聚合酶聚合酶UUAAU18UAG T AC TA A T 模板鏈模板鏈細胞核中細胞核中TCATG A TT AA GCAGCURNA RNA 聚合酶聚合酶UUAA 第第4 4步步 RNARNA聚合酶聚合酶脫落下來，脫落下來， 合成的合成的mRNAmRNA分子分子也從也從DNADNA鏈上釋放。鏈上釋放。 而后而后DNADNA雙鏈恢復螺旋雙鏈恢復螺旋狀態。狀態。結果：結果：DNADNA上上的遺傳信息傳遞的遺傳信息傳遞到到mRNAmRNA上上19AG T AC T

8、A A T 模板鏈模板鏈TCATG A TT ACUA GUUUAA編碼鏈編碼鏈 細胞質細胞質 細胞核細胞核 核孔核孔20復復 制制 與與 轉轉 錄錄 的的 比比 較較復制復制轉錄轉錄場所場所解旋解旋模板模板原料原料酶酶能量能量堿基堿基配對配對產物產物 細胞核（主要）細胞核（主要） 細胞核（主要）細胞核（主要）完全解旋完全解旋只解旋有遺傳效應的片段只解旋有遺傳效應的片段DNA的兩條鏈的兩條鏈只有只有DNA的的一條鏈一條鏈四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶DNA解旋酶解旋酶、RNA聚合酶聚合酶ATPATPA-T C-G T-A G-C

9、A-U G-C T-A C-G兩個相同的雙鏈兩個相同的雙鏈DNAmRNA、tRNA、rRNA 轉錄成的轉錄成的RNARNA的堿基序列，與作為模板的堿基序列，與作為模板的的DNADNA單鏈的堿基序列有哪些異同？與該單鏈的堿基序列有哪些異同？與該DNADNA的另一條鏈的堿基序列有哪些異同？的另一條鏈的堿基序列有哪些異同？ 例：例：.ACGGATCTT.(.ACGGATCTT.(模板模板DNADNA單鏈單鏈) ) .TGCCTAGAA. .TGCCTAGAA. mRNA:.UGCCUAGAA. mRNA:.UGCCUAGAA.思考與討論思考與討論221、組成核酸的五碳糖、堿基和核苷酸的種類依次是（、

10、組成核酸的五碳糖、堿基和核苷酸的種類依次是（）A、4種、種、5種、種、4種種 B、2種、種、4種、種、4種種C、2種、種、4種、種、8種種 D、2種、種、5種、種、8種種2、已知一段、已知一段mRNA含有含有30個堿基，其中個堿基，其中A和和G有有12個，轉錄該個，轉錄該段段mRNA的的DNA分子中應有分子中應有C和和T的個數是（的個數是（）A、12B、24C、18D、303、已知某信使、已知某信使RNA有有70個堿基，其中嘌呤堿基占個堿基，其中嘌呤堿基占40%，則轉錄，則轉錄此信使此信使RNA的一段的一段DNA分子應有嘧啶堿基（分子應有嘧啶堿基（）A、28個個B、42個個C、56個個D、70

11、個個4、一個、一個DNA分子可以轉錄出多少種多少個分子可以轉錄出多少種多少個mRNA（）A、一種一個、一種一個 B、一種多個、一種多個C、多種多個、多種多個 D、不確定、不確定課堂鞏固課堂鞏固23 轉錄得到的轉錄得到的mRNAmRNA仍是堿基序列，而仍是堿基序列，而不是蛋白質。那么，不是蛋白質。那么，mRNAmRNA上上的遺傳信的遺傳信息如何傳遞到蛋白質上呢？息如何傳遞到蛋白質上呢？ 2425 DNADNA和和RNARNA都只含有都只含有4 4種堿基，而組種堿基，而組成生物體蛋白質的氨基酸有成生物體蛋白質的氨基酸有2020種。種。 這這4 4種堿基是怎樣決定蛋白質的種堿基是怎樣決定蛋白質的20

12、20種氨基酸的？種氨基酸的？26問題三：問題三： 堿基與氨基酸之間堿基與氨基酸之間的對應關系如何？的對應關系如何？27v（1 1）如果）如果1 1個堿基決定個堿基決定1 1個氨基酸，個氨基酸，4 4種堿種堿基能決定多少種氨基酸？基能決定多少種氨基酸？ 4 4種堿基只能決定種堿基只能決定4 4種氨基酸，種氨基酸，4 41 1=4 =4 v（2 2）如果）如果2 2個堿基編碼一個氨基酸，最多個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？能編碼多少種氨基酸？ 4 4種堿基最多只能編碼種堿基最多只能編碼1616種，種，4 42 2=16 =16 v（3 3）如果）如果3 3個堿基編碼一個氨基酸，最多個

13、堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？能編碼多少種氨基酸？ 4 4種堿基能編碼種堿基能編碼6464種，種，4 43 3=64 =64 不行不行不行不行足夠足夠實驗驗證：實驗驗證： 19611961年英國的克里克和同事用實驗證明：年英國的克里克和同事用實驗證明：一個氨一個氨基酸是由基酸是由mRNAmRNA上的上的3 3個相鄰的堿基決定，即個相鄰的堿基決定，即密碼密碼子。子。信使信使RNARNA上決定一個氨基酸的上決定一個氨基酸的3 3個相鄰的堿基個相鄰的堿基密碼子密碼子: :密碼子密碼子密碼子密碼子UCAUG A UUAmRNAmRNA密碼子密碼子二、翻譯二、翻譯第一個第一個字母字母第二個

14、字母第二個字母第三第三個個字母字母UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸終終 止止終終 止止半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸終終 止止色氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸組氨酸組氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸（起始）（起始）蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸天冬酰

15、胺天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺賴氨酸賴氨酸賴氨酸賴氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGG纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸（起始）（起始）丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG1. 密碼子表查法密碼子表查法 例例:CCU ACA脯氨酸脯氨酸 蘇氨酸蘇氨酸 2.觀察密碼子表，觀察密碼子表，你發現了哪些你發現了哪些特點？特點？30C C、所有生物共用一套密碼子、所有生物共用一套密碼子1、密碼子、密碼子：A A、密碼子有、密碼子有 種，可以編碼氨

16、基酸的有種，可以編碼氨基酸的有 種種, ,B B、一種氨基酸一種氨基酸可以對應可以對應多種密碼子多種密碼子, , 一種密碼子一種密碼子只對應只對應一種氨基酸一種氨基酸。64646161（簡并性）簡并性）（通用性）（通用性）31問題四：問題四： 游離于細胞質中的游離于細胞質中的氨基酸是怎樣到達核氨基酸是怎樣到達核糖體呢糖體呢?32332.2.一種密碼子只決定一種密碼子只決定 氨基酸，氨基酸，1 1種種氨基酸由氨基酸由 種密碼子決定。種密碼子決定。3.3.一種一種tRNAtRNA只能轉運只能轉運 氨基酸，一種氨基酸，一種氨基酸可由氨基酸可由 tRNAtRNA轉運，轉運，tRNAtRNA有有 種。種

17、。1.1.密碼子共密碼子共 種，終止密碼子種，終止密碼子 種種決定氨基酸的密碼子有決定氨基酸的密碼子有 種。種。 64643 361611 1種種1 1或多或多1 1種種1 1或多種或多種6161基基因因指指導導蛋蛋白白質質合合成成的的過過程程35UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天門冬天門冬氨酸氨酸核糖體核糖體蛋白質合成過程蛋白質合成過程遺傳信息的翻譯遺傳信息的翻譯36UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天門冬天門冬氨酸氨酸37UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天門冬天門冬氨酸氨酸AUG異亮氨酸異亮氨酸38UCAUG A UUAA A U亮

18、氨酸亮氨酸AC U天門冬天門冬氨酸氨酸AUG異亮氨酸異亮氨酸肽鍵肽鍵39UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天門冬天門冬氨酸氨酸AUG異亮氨酸異亮氨酸40UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天門冬天門冬氨酸氨酸AUG異亮氨酸異亮氨酸肽鍵肽鍵41UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天門冬天門冬氨酸氨酸AUG異亮氨酸異亮氨酸42UCAUG A UUAA A UAC UAUG亮氨酸亮氨酸天門冬天門冬氨酸氨酸異亮氨酸異亮氨酸43 如何提高翻譯效率？如何提高翻譯效率？多個核糖體多個核糖體44 肽鏈合成后，就從核糖體與肽鏈合成后，就從核糖體與mRNAmRNA

19、的復合物的復合物上脫離，經過加工被運送到各自的上脫離，經過加工被運送到各自的“崗位崗位”，開始承擔細胞生命活動的各項職責開始承擔細胞生命活動的各項職責45模板：模板：原料：原料：能量：能量：運載工具運載工具：（二）翻譯（二）翻譯酶酶mRNAmRNA2020種氨基酸種氨基酸ATPATP轉運轉運RNA ( tRNA )RNA ( tRNA )產物：產物： 肽鏈肽鏈場所：場所： 細胞質的核糖體細胞質的核糖體轉錄、翻譯與轉錄、翻譯與DNADNA復制的比較復制的比較場所場所模板模板原料原料產物產物遺傳信息傳遞遺傳信息傳遞方向方向 DNADNA復制：復制：轉錄：轉錄：翻譯：翻譯：游離的脫游離的脫氧核苷酸氧

20、核苷酸游離的核游離的核糖核苷酸糖核苷酸游離的氨游離的氨基酸基酸DNADNAmRNAmRNA蛋白質蛋白質DNADNADNADNADNAmRNADNAmRNA親代親代DNADNA的的 每一條鏈每一條鏈DNADNA的一條鏈的一條鏈（模板鏈）（模板鏈）mRNAmRNA小結小結細胞核細胞核細胞核細胞核細胞質細胞質核糖體核糖體mRNAmRNA蛋白質蛋白質蛋白質蛋白質RNARNA轉錄轉錄翻譯翻譯細胞核細胞核細胞質（核糖體）細胞質（核糖體）DNA(DNA(基因基因) )蛋白質中氨基酸數目與蛋白質中氨基酸數目與mRNAmRNA、DNADNA中堿基數目的關系中堿基數目的關系1 1、如果某蛋白質中有、如果某蛋白質中

21、有n n個氨基酸，則指導該個氨基酸，則指導該蛋白質合成的蛋白質合成的mRNAmRNA的堿基數目為的堿基數目為 ，控制該蛋白質合成的控制該蛋白質合成的DNADNA（基因）中的堿基（基因）中的堿基數目為數目為 。3n3n6n6n 比例是比例是_13613648轉錄時，組成基因的兩條鏈中只有一條轉錄時，組成基因的兩條鏈中只有一條鏈能轉錄，另一條鏈則不能轉錄。因此，轉鏈能轉錄，另一條鏈則不能轉錄。因此，轉錄形成的錄形成的RNA分子中堿基數目是基因中堿基分子中堿基數目是基因中堿基數目的數目的l2。 翻譯過程中，信使翻譯過程中，信使RNA中每中每3個堿基決定個堿基決定一個氨基酸，所以經翻譯合成的蛋白質分子

22、一個氨基酸，所以經翻譯合成的蛋白質分子中的氨基酸數目是中的氨基酸數目是mRNA堿基數目的堿基數目的1/3。 總之，在轉錄和翻譯過程中，基因中的總之，在轉錄和翻譯過程中，基因中的堿基數堿基數(指雙鏈指雙鏈)、RNA分子中的堿基數、蛋分子中的堿基數、蛋白質分子中的氨基酸數之比為白質分子中的氨基酸數之比為6 ：3：1。A AC CU UG GG GA AU UC C U UmRNAmRNAtRNAtRNAU UG GA CA CC CU AU AG GA A蘇氨酸蘇氨酸甘氨酸甘氨酸絲氨酸絲氨酸 轉錄轉錄翻譯翻譯蛋白質蛋白質密碼子密碼子ACU GGA UCUACU GGA UCUDNADNAA AC CT TG GG GA AT TC CT TT TG GA AC CC CT TA AG GA A肽鍵肽鍵 肽鍵肽鍵6 63 31 1 1 1、一條多肽鏈上有氨基酸、一條多肽鏈上有氨基酸300300個，則作為合成該多肽個，則作為合成該多肽鏈模板的信使鏈模板的信使RNARNA分子和轉錄信使分子和轉錄信使RNARNA的的DNADNA分子至少分子至少要有堿基多少個？要有堿基多少個？ A.300A.300；600 B.900600 B.900；18001800 C.900 C.