遗传信息的传递和表达ppt课件
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遗传学第十二章表观遗传学精选课件.ppt
胞的两条X染色体中会有一条发生随机失活的假说， X染色体基因的剂量补偿。
Y
X
XX
X-染色体失活
24
（一）X失活中心
• 2019年G.D.Penny等发现X染色体的Xq13.3区 段有一个X失活中心( X-inactivation center，Xic)，X失活中心有“记数”和“选 择”的功能。
• 长1Mb,4个已知基因：Xist；Xce；Tsix；
（三）DNA去甲基化作用（不讲）
13
二、组蛋白修饰
14
15
❖组蛋白密码 ❖组蛋白中被修饰氨基酸的种类、位置和修饰
类型被称为组蛋白密码（histone code）。 ❖组蛋白通过乙酰化、甲基化和磷酸化等共价
修饰，使染色质处于转录活性状态或非转录活 性状态，为其他蛋白与DNA的结合产生协同 或拮抗效应，属于一种动态的转录调控成分。 ❖类型：乙酰化，甲基化，磷酸化，泛素化， SUMO化，ADP核糖化，脱氨基化，脯氨酸异 构化。
16
• (一）组蛋白乙酰化作用 组蛋白N末端 Lys 上，组蛋白乙酰化能选择 性的使某些染色质区域的结构从紧密变得松散， 开放某些基因的转录，增强其表达水平 。
• 组蛋白乙酰化转移酶（histone acetyltransferase,HAT） • 组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase,HDAC）
• 第一节 表观遗传学的分子机制
• 1. 遗传编码信息：提供生命必需蛋白质的编码模 板。
• 2. 表观遗传学信息：何时、何地、以何种方式去 应用遗传编码信息。
• DNA和染色质上的表观遗传修饰： • DNA甲基化；组蛋白修饰；RNA相关沉默（非编码
RNA）；染色质重塑。
7
Y
X
XX
X-染色体失活
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（一）X失活中心
• 2019年G.D.Penny等发现X染色体的Xq13.3区 段有一个X失活中心( X-inactivation center，Xic)，X失活中心有“记数”和“选 择”的功能。
• 长1Mb,4个已知基因：Xist；Xce；Tsix；
（三）DNA去甲基化作用（不讲）
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二、组蛋白修饰
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❖组蛋白密码 ❖组蛋白中被修饰氨基酸的种类、位置和修饰
类型被称为组蛋白密码（histone code）。 ❖组蛋白通过乙酰化、甲基化和磷酸化等共价
修饰，使染色质处于转录活性状态或非转录活 性状态，为其他蛋白与DNA的结合产生协同 或拮抗效应，属于一种动态的转录调控成分。 ❖类型：乙酰化，甲基化，磷酸化，泛素化， SUMO化，ADP核糖化，脱氨基化，脯氨酸异 构化。
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• (一）组蛋白乙酰化作用 组蛋白N末端 Lys 上，组蛋白乙酰化能选择 性的使某些染色质区域的结构从紧密变得松散， 开放某些基因的转录，增强其表达水平 。
• 组蛋白乙酰化转移酶（histone acetyltransferase,HAT） • 组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase,HDAC）
• 第一节 表观遗传学的分子机制
• 1. 遗传编码信息：提供生命必需蛋白质的编码模 板。
• 2. 表观遗传学信息：何时、何地、以何种方式去 应用遗传编码信息。
• DNA和染色质上的表观遗传修饰： • DNA甲基化；组蛋白修饰；RNA相关沉默（非编码
RNA）；染色质重塑。
7
高中生物PPT课件遗传信息的表达 复习(徐玉华)
翻译
多肽： 甲硫氨酸-丙氨酸……亮氨酸-赖氨酸-丝氨酸
反馈测试
为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶， 通过基因改造，将原来的精氨酸密码子 CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA，下列 叙述错误的是（ B ） A．配对的反密码子为UCU B．植酸酶氨基酸序列改变 C．植酸酶mRNA序列改变 D．编码植酸酶的DNA热稳定性降低
细胞
翻译
植酸酶
细胞核 染色体
卷曲的 染色质
转录
DNA 植酸酶基因
RNA聚合酶
模板链 游离核苷酸 RNA RNA的形成过程示意图
反密码子 甲 乙 密码子
模拟实验：蛋白质的合成
每四人一个小组，分别扮演RNA聚合酶、 mRNA、tRNA、核糖体等。 某基因模板链（片段）如下：
TCTCAACAATACCGA……GAATTCTCG ACTGCACGA 请写出该多肽链中的氨基酸排列顺序。
遗传信息的表达 复习
作为一种新型饲料添加剂，植酸酶在动物营 养及环境保护等领域具有很大的应用潜力。 在国内，2006年植酸酶产值1.43亿元，占酶 制剂产值的30.8%。在2010年，饲用植酸酶的市 场产值已达10亿美元。
酵母菌中，植酸
酶基因控制植酸
酶的合成包括哪
两个过程？
植酸酶在细胞质 中核糖体上合成
材料：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 大肠杆菌（原核生物） 大约翻译50个氨基酸； 每分钟可翻译1200个氨基酸，比真核生物 要快得多。
讨论： 1．如何利用少量的 mRNA 迅速合成大量的植酸酶？
2．若将酵母的植酸酶基因导入到原核生物体内，其遗传 信息的表达情况与在真核生物体内有什么区别？
模拟实验：蛋白质的合成 ② ① 基因模板链（片段）： TCTCAACAATACCGA……GAATTCTCG ACTGCACGA 若①处A突变为C，多肽有何变化？
遗传信息的传递与表达(全)
1、氨基酸的活化，形成 氨酰 –tRNA
“氨酰-tRNA合成酶”
①氨基酸 + ATP 氨酰-AMP-酶 + PPi ②氨酰-AMP-酶 + tRNA 氨酰-tRNA + AMP + 酶
2、肽链合成的起始
①起始氨基酸 及 起始氨酰-tRNA的合成: E.Coli等原核生物(Prok)为fMet(甲酰甲 硫氨酸)及fMet-tRNAf ②mRNA链上起始信号 (即起始密码子 AUG) 的识别 ③起始复合物 (核糖体+mRNA+起始氨 酰-tRNA) 的形成
2、 真核生物DNA复制的终止 端粒（telomeres）是真核细胞染色体末端所 特有的结构，一段DNA序列与蛋白质形成的 一种复合体。 功能： ⑴保证线性DNA的完整复制 ⑵保护染色体末端 ⑶决定细胞寿命（端粒的截短或丢失是细胞衰 老和老化的重要原因），胚系细胞含端粒酶， 体细胞不表达端粒酶。
端粒酶含有RNA和蛋白质（起DNA聚合酶的 作用）两种组分，RNA分子约159bp，含有 多 个 CyAx 重 复 序 列 ， RNA 分 子 用 作 端 粒 TxGy链合成的模板。 端粒酶是一种反转录酶，它只合成与酶自身的 RNA模板互补的DNA片段。
3、 复制终止后DNA的加工
进行修饰，防止降解
DNA损伤(DNA突变)
1、点突变 2、插入、缺失(移码突变) 3、链断裂、两链交联
DNA修复
错配修复：通过Dam甲基化酶修复复 制过程中的错配。 直接修复：光复活作用和鸟嘌呤修复 切除修复：在复制前对错误碱基进行 切除，然后互补合成缺口片段 重组修复：在复制后利用另一模板链 进行重组，互补合成缺口片段 SOS修复：修复大面积的损伤，会导 致错误碱基，但能增加存活率
遗传信息的传递和表达
遗传信息的变异是生物进化的基础，也是生物多 样性的来源之一。
基因突变及其影响
• 基因突变是指DNA分子中碱基对的替换、增添或缺失，导致基因结构发生改变。 • 基因突变可产生新的基因型和表现型，对生物体的生长、发育和繁殖等产生影响。 • 大多数基因突变对生物体是不利的，但也有一些基因突变是有利的或中性的。 • 基因突变在生物进化中起着重要作用，是生物多样性的重要来源之一。同时，基因突变也为生物育种和基因工
转录后加工
包括5'端加帽、3'端加尾以及剪 接等过程，形成成熟的mRNA 。
翻译过程：从RNA到蛋白质合成
翻译起始
核糖体与mRNA结合，识别起始密码 子并开始翻译。
翻译延伸
核糖体沿mRNA移动，催化tRNA携 带的氨基酸缩合成肽链。
翻译终止
遇到终止密码子时，核糖体停止工作 并释放合成的肽链。
翻译后修饰
CRISPR-Cas9系统的应用
在基因功能研究、疾病模型构建、基因治疗以及农作物遗传改良等方面有广泛应用。
CRISPR-Cas9系统的发展趋势
随着基因编辑技术的不断发展，CRISPR-Cas9系统将更加精准、高效和安全，为生命科学研究和应用带来 更多可能性。
06
挑战与展望：未来遗 传信息传递和表达研 究趋势
染色质重塑
包括microRNA、lncRNA等，它们可以通 过与靶mRNA结合或招募调控蛋白来影响 基因表达。
通过改变染色质的结构和位置，使基因易于 或难以被转录因子和RNA聚合酶接近，从 而影响基因表达。
04
遗传信息传递和表达 异常与疾病关系
基因突变导致遗传性疾病发生机制
01
02
03
点突变
单个或少量碱基对替换、 插入或缺失，导致基因编 码错误和蛋白质功能异常 。
基因突变及其影响
• 基因突变是指DNA分子中碱基对的替换、增添或缺失，导致基因结构发生改变。 • 基因突变可产生新的基因型和表现型，对生物体的生长、发育和繁殖等产生影响。 • 大多数基因突变对生物体是不利的，但也有一些基因突变是有利的或中性的。 • 基因突变在生物进化中起着重要作用，是生物多样性的重要来源之一。同时，基因突变也为生物育种和基因工
转录后加工
包括5'端加帽、3'端加尾以及剪 接等过程，形成成熟的mRNA 。
翻译过程：从RNA到蛋白质合成
翻译起始
核糖体与mRNA结合，识别起始密码 子并开始翻译。
翻译延伸
核糖体沿mRNA移动，催化tRNA携 带的氨基酸缩合成肽链。
翻译终止
遇到终止密码子时，核糖体停止工作 并释放合成的肽链。
翻译后修饰
CRISPR-Cas9系统的应用
在基因功能研究、疾病模型构建、基因治疗以及农作物遗传改良等方面有广泛应用。
CRISPR-Cas9系统的发展趋势
随着基因编辑技术的不断发展，CRISPR-Cas9系统将更加精准、高效和安全，为生命科学研究和应用带来 更多可能性。
06
挑战与展望：未来遗 传信息传递和表达研 究趋势
染色质重塑
包括microRNA、lncRNA等，它们可以通 过与靶mRNA结合或招募调控蛋白来影响 基因表达。
通过改变染色质的结构和位置，使基因易于 或难以被转录因子和RNA聚合酶接近，从 而影响基因表达。
04
遗传信息传递和表达 异常与疾病关系
基因突变导致遗传性疾病发生机制
01
02
03
点突变
单个或少量碱基对替换、 插入或缺失，导致基因编 码错误和蛋白质功能异常 。
《遗传学》课件ppt
谢谢聆听
长发育异常、生殖障碍以及多种躯体畸形等问题。对于染色体疾病的诊断，通常需要进行遗传学咨询、家族史 调查、临床表现观察以及遗传学检测等综合评估。治疗方面，目前尚无根治方法，但可以通过对症治疗、康复 训练以及社会心理支持等手段，提高患者的生活质量和社会适应能力。
03 基因表达调控与表观遗传学
基因表达调控机制
阐述基因歧视的概念、表现形式 和危害，包括在就业、保险、教 育等领域的歧视现象。
原因分析
分析基因歧视产生的社会、文化 和心理等方面的原因，以及现有 法律法规在防止基因歧视方面的 不足。
应对措施建议
提出防止基因歧视的政策建议， 包括完善法律法规、加强宣传教 育、推动基因科技合理应用等。
辅助生殖技术中伦理道德问题思考
染色体的形态结构
染色体的功能
染色体是遗传物质的主要载体，通过 复制、转录和翻译等过程，控制生物 体的遗传性状。
染色体在细胞分裂的不同时期呈现不 同的形态，包括染色质丝、染色单体、 四分体等。
染色体数目异常及遗传效应
1 2
染色体数目异常的类型 包括整倍体和非整倍体，如单体、三体、多倍体 等。
染色体数目异常的原因 主要是由于细胞分裂过程中染色体的不分离或丢 失所致。
高通量测序技术
利用微流控边测序。
第三代测序技术
基于单分子荧光测序或纳米孔测序，无需PCR扩增，具有读长长、速 度快、成本低等优点。
生物信息学在分子遗传学中应用
基因组组装与注释 利用生物信息学方法对基因组序列进行组装、拼接和注释， 解析基因结构和功能。
个性化医疗
基于患者的基因组信息， 制定个性化的治疗方案 和用药指导，提高治疗 效果和减少副作用。
基因治疗
八年级下第二章第二节基因在亲子代间的传递PPT课件
胎儿与母体的交互
胎儿通过脐带与母体进行物质交 换，获取营养和氧气，同时排除
废物。
03
基因表达与表型
基因表达的调控
转录水平调控
01
通过转录因子等调控元件，控制特定基因的转录过程，从而影
响蛋白质的表达水平。
翻译水平调控
02
通过mRNA的稳定性、核糖体合成速率等，调节蛋白质的合成
速度和数量。
表观遗传调控
遗传的规律
孟德尔遗传规律
孟德尔遗传规律是遗传学的基本 规律，包括分离定律和独立分配 定律，解释了生物体的遗传现象。
单基因遗传
单基因遗传是指由一对等位基因控 制的遗传现象，如血型、眼睛颜色 等。
多基因遗传
多基因遗传是指由多个基因共同作 用控制的遗传现象，如身高、智力 等。
遗传信息的传递
DNA复制
翻译
遗传物质传递
受精卵中的遗传物质一半 来自父亲，一半来自母亲， 确保遗传信息的完整传递。
胚胎发育的开始
受精卵经过一系列细胞分 裂和分化，最终发育成胚 胎。
胚胎发育
细胞分裂与分化
胚胎发育过程中，细胞经历多次 分裂和分化，形成各种组织和器
官。
遗传信息的表达
基因在胚胎发育过程中被激活和 表达，指导胎儿的发育和成长。
基因数据应用
随着大数据和人工智能的发展，基因数据的应用 将更加广泛，有助于个性化医疗和精准健康管理 的实现。
人类对基因的认识与挑战
基因突变与疾病
人类对基因突变与疾病的关系认识不断深入，但仍然面临许多挑战，如突变类型的识别、 突变与疾病关联的验证等。
基因组学在临床应用中的挑战
虽然基因组学在临床中有广泛应用前景，但如何将其转化为实际应用仍面临诸多挑战，如 技术可行性、伦理和法律问题等。
遗传信息流动中心法则.pptx
基因上的（核苷酸）碱基数目： 51×6=306
mRNA上的碱基数目： 51×3=153
蛋白质上氨基酸的数目：
51
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3、已知某蛋白质的特点如下： 甘基酸 谷基酸 苏基酸 组基酸
能否推知出控制该蛋白质基因的碱基序列？ 为什么？
不能 因为:一种氨基酸可以有一个以上的密码子
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1、下面DNA片段是某基因，如果该基因用 甲链转录，该基因控制的蛋白质的氨基酸 构成特点是怎样的？
甲 AA A G CTTC TT TC 乙 T T T C GAAGAAAG
该蛋白质的氨基酸种类、数量和排列顺序如下 苯丙氨酸 精氨酸 精氨酸 赖氨酸
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2、已知某种蛋白质有51个氨基酸构成，那么直接控制其合成的mRNA上至 少含有多少个碱基？控制该蛋白质的基因至少由多少个脱氧核苷酸构成？
4、基因在复制等过程中会发生变异，有 的可以改变某个碱基（如，A变为T等）， 有的可以插入一个或丢失一个碱基。你认 为哪种变化对生物影响更大？为什么？
答：后者对生物影响大。因为，基因中插 入或丢失一个碱基，可完全改变该基因的 遗传信息，使蛋白质完全改变。
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感谢您的观看！
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译翻
tRNA反 密码子
苯
脯
甲
肽链
苯
脯
甲
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CGU
丙 丙
遗传信息的流动（传递）方式
中心法则
复制
转录
DNA
逆转录
复制
RNA
翻译
蛋白质
问题：基因控制了蛋白质的合成，怎么就控制了生物的性状呢？
遗传信息的传递和表达
mRNA在细胞核中合成 A A T C A A T A G DNA 细胞核 U U A G A U A U C
mRNA
核孔
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 A U A U C 细胞质 mRNA
基因
控制
蛋白质合成
碱基4种
决定
氨基酸20种
1个碱基决定1种氨基酸 2个碱基决定1种氨基酸 3个碱基决定1种氨基酸
密码子
密码子
密码子
密码子
U U A G AU AUC mRNA
密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基
亮氨酸
天门冬 酰胺
氨基酸
转运 RNA （tRNA)
异亮氨 酸
A AU
CUA
UAG
亮氨酸
天门 冬氨酸
异亮氨酸
A AU CU A UAG
反密码子
翻译
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.
基因控制蛋白质的合成
转录
在细胞核内，以DNA的一条链为模 板，按照碱基互补配对的原则合 成RNA的过程。
转录的条件
场所：细胞核 模板：DNA的一条链 原料：游离的核糖核苷酸 产物：mRNA 原则：碱基互补配对
作用:
通过转录，DNA所蕴含的遗传信 息被正确地传递到RNA分子中— —mRNA（信使RNA）。
“—AUC ACC CAA UCG UAU AGA UGA—”是以某DNA片段 上的一条链为模板合成的一条mRNA，问： （1）模板DNA的互补链其碱基序列是？ （2）合成的肽链其氨基酸的序列是？
中心法则
DNA 转录 RNA
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2019/12/30
实验验证： 1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨
基酸是由mRNA的3个碱基决定，即三联体密码子 密码子: 信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基
密码子
密码子
密码子
U U A G AU AUC
mRNA 氨基酸和密码子具体是如何对应的呢？
2019/12/30
苯丙氨酸 精氨酸
DNA功能 项目
场所 模板
原料
产物 碱基配对 运载工具 信息流动
复制遗传信息
细胞核 DNA两条链 脱氧核苷酸 两个子代DNA
A-T，C-G
——
DNA→DNA
表达遗传信息
转录
翻译
细胞核
核糖体
DNA一条链
mRNA
C-G
蛋白质 A-U，C-G
——
DNA →RNA
tRNA RNA →蛋白质
碱基互补配对： G－C、C－G、T－A、A－U
遗传信息流动：DNA mRNA
2019/12/30
二、遗传信息的翻译 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。叫做翻译。
2019/12/30
翻译 在细胞质中进行，以mRNA为模板，以tRNA 为运载工具，使氨基酸在核糖体内按照一定 的顺序排列起来，合成蛋白质的过程。
2019/12/30
1、艾弗里的转化因子实验 证明DNA是遗传物质的第一个实验。
2、噬菌体侵染细菌实验 证明DNA是遗传物质最有说服力的证据。
二、DNA分子的双螺旋结构 （一）化学组成
脱核氧糖磷酸
A
腺嘌呤脱氧核苷酸
脱氧 核糖
脱氧
C
核糖
胞嘧啶含脱氮氧碱核基苷酸
脱氧
脱T氧核苷酸
脱氧
G
核糖
核糖
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
G
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A A T C AA T AG U UA G UU
G
2019/12/30
A A T C AA T AG U UA G UU AUC
G
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DNA
A A T C AA T AG U UA G UU AUC
RNA
G
2形019/1成2/30的mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到
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 GAU AUC
mRNA！
U U A G A U A U C 细胞质
2019/12/30
mRNA
转录解说：
2019/12/30
转录小结
场所： 细胞核 模板： DNA的一条链 原料： 核糖核苷酸 条件： ATP、酶 产物： mRNA
2019/12/30
tRNA
2019/12/30
5、过程
U AC
甲硫氨酸
异亮氨酸 U AG
mRNA
A U G G AU AUC
核糖体
2019/12/30
脱水缩合 甲硫氨酸
天冬氨酸 脱水缩合
CUA
mRNA
U AC A U G G AU
AUC
核糖体
2019/12/30
2019/12/30
翻译小结
核糖体RNA： 与蛋白质构成核糖体。
总结：为什么RNA适合做DNA的信使呢？
1、RNA是由基本单位-----核甘酸连接而成，跟DNA一样能储 存遗传信息。
2、RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移 到细胞质中。
3、RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。
2019/12/30
1、分工
细胞结构的基本成分 蛋白质
参与调节新陈代谢
核酸
储存和传递遗传信息 指导和控制蛋白质合成
2019/12/30
2、联系 基因控制蛋白质合成
（二）发展 逆转录 以RNA为模板，合成DNA的过程。
DNA（基因） 转录 RNA
复制
逆转录 复制
翻译
蛋白质（性状）
2019/12/30
DNA两大功能的比较
一、转录
以DNA分子中的一条多核苷酸链为模板合成 mRNA的过程。 1、场所 细胞核 2、条件 （1）模板 DNA分子中的一条多核苷酸链 （2）原料 游离的核糖核苷酸 （3）能量 ATP （4）酶 3、原则 碱基配对原则 4、结果 DNA蕴含的遗传信息传递到mRNA分子中。
2019/12/30
5、过程
鸟嘌呤脱氧核苷酸
2019/12/30
（二）空间结构
外侧 磷酸和脱氧核糖交替排列 ——骨架
1、平面结构
内侧 碱基对以氢键相连 碱基配对原则 A—T，C—G 两条多核苷酸链反向平行
2、空间结构 右旋的双螺旋
A T G C
G
多核
C
苷酸
链 A
多核 苷酸 链
2019/12/30
T 碱基互补配对
三、基因
染色体 基因
1、概念 携带遗传信息，并具有遗传效应的DNA片段。
★遗传信息：基因（DNA）的脱氧核苷酸排列顺序
2019/12/30
DNA
四、密码子
思考： 碱基与氨基酸之间的对应关系？
DNA:由4种不同的去氧核苷酸组成 蛋白质：由20种不同的氨基酸组成 4种碱基如何决定蛋白质的20种氨基酸呢？
如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定_4__种，即 如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定1_6__种，即 如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定_6_4_种，即
1、结果 合成具有一定氨基酸序列的蛋白质。 2、场所 核糖体 3、条件
（1）模板 mRNA （2）原料 游离的氨基酸 （3）能量 ATP （4）酶 （5）运载工具 tRNA
2019/12/30
翻译的执行者-----转运RNA（tRNA）
亮氨酸
天冬氨酸
A AU
CUA
• 一侧有三个特异的碱基：反密码子。 • 另一侧特异性结合某一种氨基酸。 • 细胞内一共有61种tRNA。
DNA
有义链
解旋
T A C C AA T AG A T GGTT ATC
2019/12/30
有义链
基因的 起始位点
基因的 终止位点
mRNA
T ACCAATAG RNA 聚合酶
G
G
G
游离的核糖核苷酸
2019/12/30
以DNA的一条链为模板合成RNA
DNA
A A T C AA T AG
G
游离的核糖核苷酸
DNA的复制是在细胞核里完成的，而蛋白质的合 成是在细胞质（核糖体）完成的。
遗传信息如何从细胞核进入细胞质呢？
2019/12/30
你认为RNA在蛋白质合成中起到了什么作用？ 问题： 为什么RNA适于作DNA（基因）的信使？
2019/12/30
三种RNA示意图
信使RNA： 遗传信息传递的媒介。
转运RNA： 转运氨基酸的工具。
遗传信息的传递和表达
2019/12/30
主要内容
➢遗传信息 ➢转录与翻译 ➢中心法则及其发展
2019/12/30
遗传信息
一、DNA是遗传物质（复习） （一）遗传物质的特点
1、能贮存数量巨大的遗传信息； 2、分子结构具有相对稳定性; 3、能精确地自我复制并遗传给后代； 4、若发生改变，能通过复制把变异传给后代。 （二）、证明DNA是遗传物质的实验
2019/12/30
终止密码子： 3 种（不决定氨基酸）
密码子种类 起始密码子： AUG （甲硫氨酸）
（ 64 种）
__G_U_G___（缬氨酸）
编码氨基酸的密码子__6_1___种
2019/12/30
遗传信息的转录与翻译
DNA复制后，其遗传信息必须反映到蛋白质分子 结构上，才能使后代表现出与亲代相似的性状
定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合 成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
场所：___细__胞__质__中__的__核__糖__体____ 模板：___m__R_N__A__ 原料：___多__种__氨__基__酸___ 过程：__起__始__、__延__伸__、__终__止___
产物：___多__肽__链_____ 遗传信息传递方向：__m__R_N__A______多__肽__链_
第1个字母
U A
第2个字母
U G
第3个字母
U G
密码子
UUU AGG
？
知道氨基酸能推知密码子，知道密码子能推知氨 基酸吗？
2019/12/30
练一练 已知一段mRNA的碱基序列是 AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能写 出对应的氨基酸序列吗？
甲硫氨酸－谷－丙－半胱－脯－丝－赖－脯
2019/12/30
No Image
2019/12/30
中心法则及其发展
把遗传信息从DNA传递给RNA，再由RNA决定蛋白质 合成，以及遗传信息由DNA复制传递给DNA的规律。
转录
翻译
DNA（基因）
RNA
蛋白质（性状）
复制
（一）意义 正确地表明了在细胞的生命活动中，核酸和 蛋白质这两类生物大分子的联系和分工。
基因的碱基数 : mRNA的碱基数 : 蛋白质的氨基酸数
6
:
3
:
1
2019/12/30
2019/12/30
A A T C AA T AG
RNA 聚合酶
G A——U；G——C；C——G； T——A
2019/12/30
A A T C AA T AG UU
G
2019/12/30 组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来
实验验证： 1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨
基酸是由mRNA的3个碱基决定，即三联体密码子 密码子: 信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基
密码子
密码子
密码子
U U A G AU AUC
mRNA 氨基酸和密码子具体是如何对应的呢？
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苯丙氨酸 精氨酸
DNA功能 项目
场所 模板
原料
产物 碱基配对 运载工具 信息流动
复制遗传信息
细胞核 DNA两条链 脱氧核苷酸 两个子代DNA
A-T，C-G
——
DNA→DNA
表达遗传信息
转录
翻译
细胞核
核糖体
DNA一条链
mRNA
C-G
蛋白质 A-U，C-G
——
DNA →RNA
tRNA RNA →蛋白质
碱基互补配对： G－C、C－G、T－A、A－U
遗传信息流动：DNA mRNA
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二、遗传信息的翻译 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。叫做翻译。
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翻译 在细胞质中进行，以mRNA为模板，以tRNA 为运载工具，使氨基酸在核糖体内按照一定 的顺序排列起来，合成蛋白质的过程。
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1、艾弗里的转化因子实验 证明DNA是遗传物质的第一个实验。
2、噬菌体侵染细菌实验 证明DNA是遗传物质最有说服力的证据。
二、DNA分子的双螺旋结构 （一）化学组成
脱核氧糖磷酸
A
腺嘌呤脱氧核苷酸
脱氧 核糖
脱氧
C
核糖
胞嘧啶含脱氮氧碱核基苷酸
脱氧
脱T氧核苷酸
脱氧
G
核糖
核糖
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
G
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A A T C AA T AG U UA G UU
G
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A A T C AA T AG U UA G UU AUC
G
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DNA
A A T C AA T AG U UA G UU AUC
RNA
G
2形019/1成2/30的mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到
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 GAU AUC
mRNA！
U U A G A U A U C 细胞质
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mRNA
转录解说：
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转录小结
场所： 细胞核 模板： DNA的一条链 原料： 核糖核苷酸 条件： ATP、酶 产物： mRNA
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tRNA
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5、过程
U AC
甲硫氨酸
异亮氨酸 U AG
mRNA
A U G G AU AUC
核糖体
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脱水缩合 甲硫氨酸
天冬氨酸 脱水缩合
CUA
mRNA
U AC A U G G AU
AUC
核糖体
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翻译小结
核糖体RNA： 与蛋白质构成核糖体。
总结：为什么RNA适合做DNA的信使呢？
1、RNA是由基本单位-----核甘酸连接而成，跟DNA一样能储 存遗传信息。
2、RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移 到细胞质中。
3、RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。
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1、分工
细胞结构的基本成分 蛋白质
参与调节新陈代谢
核酸
储存和传递遗传信息 指导和控制蛋白质合成
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2、联系 基因控制蛋白质合成
（二）发展 逆转录 以RNA为模板，合成DNA的过程。
DNA（基因） 转录 RNA
复制
逆转录 复制
翻译
蛋白质（性状）
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DNA两大功能的比较
一、转录
以DNA分子中的一条多核苷酸链为模板合成 mRNA的过程。 1、场所 细胞核 2、条件 （1）模板 DNA分子中的一条多核苷酸链 （2）原料 游离的核糖核苷酸 （3）能量 ATP （4）酶 3、原则 碱基配对原则 4、结果 DNA蕴含的遗传信息传递到mRNA分子中。
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5、过程
鸟嘌呤脱氧核苷酸
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（二）空间结构
外侧 磷酸和脱氧核糖交替排列 ——骨架
1、平面结构
内侧 碱基对以氢键相连 碱基配对原则 A—T，C—G 两条多核苷酸链反向平行
2、空间结构 右旋的双螺旋
A T G C
G
多核
C
苷酸
链 A
多核 苷酸 链
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T 碱基互补配对
三、基因
染色体 基因
1、概念 携带遗传信息，并具有遗传效应的DNA片段。
★遗传信息：基因（DNA）的脱氧核苷酸排列顺序
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DNA
四、密码子
思考： 碱基与氨基酸之间的对应关系？
DNA:由4种不同的去氧核苷酸组成 蛋白质：由20种不同的氨基酸组成 4种碱基如何决定蛋白质的20种氨基酸呢？
如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定_4__种，即 如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定1_6__种，即 如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定_6_4_种，即
1、结果 合成具有一定氨基酸序列的蛋白质。 2、场所 核糖体 3、条件
（1）模板 mRNA （2）原料 游离的氨基酸 （3）能量 ATP （4）酶 （5）运载工具 tRNA
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翻译的执行者-----转运RNA（tRNA）
亮氨酸
天冬氨酸
A AU
CUA
• 一侧有三个特异的碱基：反密码子。 • 另一侧特异性结合某一种氨基酸。 • 细胞内一共有61种tRNA。
DNA
有义链
解旋
T A C C AA T AG A T GGTT ATC
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有义链
基因的 起始位点
基因的 终止位点
mRNA
T ACCAATAG RNA 聚合酶
G
G
G
游离的核糖核苷酸
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以DNA的一条链为模板合成RNA
DNA
A A T C AA T AG
G
游离的核糖核苷酸
DNA的复制是在细胞核里完成的，而蛋白质的合 成是在细胞质（核糖体）完成的。
遗传信息如何从细胞核进入细胞质呢？
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你认为RNA在蛋白质合成中起到了什么作用？ 问题： 为什么RNA适于作DNA（基因）的信使？
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三种RNA示意图
信使RNA： 遗传信息传递的媒介。
转运RNA： 转运氨基酸的工具。
遗传信息的传递和表达
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主要内容
➢遗传信息 ➢转录与翻译 ➢中心法则及其发展
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遗传信息
一、DNA是遗传物质（复习） （一）遗传物质的特点
1、能贮存数量巨大的遗传信息； 2、分子结构具有相对稳定性; 3、能精确地自我复制并遗传给后代； 4、若发生改变，能通过复制把变异传给后代。 （二）、证明DNA是遗传物质的实验
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终止密码子： 3 种（不决定氨基酸）
密码子种类 起始密码子： AUG （甲硫氨酸）
（ 64 种）
__G_U_G___（缬氨酸）
编码氨基酸的密码子__6_1___种
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遗传信息的转录与翻译
DNA复制后，其遗传信息必须反映到蛋白质分子 结构上，才能使后代表现出与亲代相似的性状
定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合 成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
场所：___细__胞__质__中__的__核__糖__体____ 模板：___m__R_N__A__ 原料：___多__种__氨__基__酸___ 过程：__起__始__、__延__伸__、__终__止___
产物：___多__肽__链_____ 遗传信息传递方向：__m__R_N__A______多__肽__链_
第1个字母
U A
第2个字母
U G
第3个字母
U G
密码子
UUU AGG
？
知道氨基酸能推知密码子，知道密码子能推知氨 基酸吗？
2019/12/30
练一练 已知一段mRNA的碱基序列是 AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能写 出对应的氨基酸序列吗？
甲硫氨酸－谷－丙－半胱－脯－丝－赖－脯
2019/12/30
No Image
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中心法则及其发展
把遗传信息从DNA传递给RNA，再由RNA决定蛋白质 合成，以及遗传信息由DNA复制传递给DNA的规律。
转录
翻译
DNA（基因）
RNA
蛋白质（性状）
复制
（一）意义 正确地表明了在细胞的生命活动中，核酸和 蛋白质这两类生物大分子的联系和分工。
基因的碱基数 : mRNA的碱基数 : 蛋白质的氨基酸数
6
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3
:
1
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A A T C AA T AG
RNA 聚合酶
G A——U；G——C；C——G； T——A
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A A T C AA T AG UU
G
2019/12/30 组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来