第四节 遗传信息的表达---RNA和蛋白质的合成课件(三)
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2009年诺贝尔化学奖揭晓
文卡特拉曼
托马斯
约纳特因
美国、以色列三科学家因“对核糖体结构和功能的 研究”而获奖
科学探索的脚步
„„
1944年，艾弗里等人通过细菌转换实验证明DNA是遗传物质。 1953年，沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型。 1957年，克里克提出“中心法则”。 1958年，德尔布吕克等人发现DNA分子半保留复制机理。 1960年，信使RNA被发现。
（1）从图中分析，核糖体的分布场所有 细胞溶胶、 .. 线粒体 。
（2）已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程③、 ④，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RNA聚合酶均保持很高活性。 由此可推测该RNA聚合酶由 细胞核 中的基因 指导合成。
（3）用α—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α—鹅膏蕈碱抑制的过 程是 ① （填序号），线粒体功能 会 （填 “会”或“不会”）受到影响。
假设某基因中有一片段的一条链的碱基序列是 CGCGACTACAGTCCC„GGATGTACTTCGAT（其中„示省略了 210个碱基）若以此链为模板经转录、翻译成多肽链。 1、写出此模板链转录的mRNA碱基序列、氨基酸序列。
mRNA碱基序பைடு நூலகம்： GCGCUGAUGUCAGGG„CCUACAUGAAGCUA 氨基酸序列： 甲硫氨酸-丝氨酸-甘氨酸„脯氨酸-苏氨酸
遗传信息 流动方向
DNA
DNA
DNA
RNA
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50个氨 基酸； 大肠杆菌（原核生物）每分钟可翻译1200个 氨基酸，比真核生物要快得多。
讨论： 1、为什么细胞合成蛋白质速度会如此快？
2、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？
生物种类
以DNA为遗传 物质的生物 复 制 复 制
遗传信息传递方向
转录 DNA 翻译 RNA
蛋白质
翻译 RNA 复 制 转录 DNA 蛋白质 翻译 RNA
以RNA为遗传 物质的生物 RNA
逆转录
蛋白质
小结
中心法则
练习 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（ D ）
真核细胞和原核细胞遗传信息表达示意图（局部）
转录场所： 细胞核、线粒体、 叶绿体 表达过程：细胞核内转录成的 mRNA经加工后从核孔 出来，与核糖体结合
拟核、质粒
边转录边翻译
材料四：美国分子生物学家特明于1960年在研究鸡肉 瘤病毒（RSV）的基础上创立原病毒假说：有感染力 RSV的RNA是病毒DNA（即原病毒）合成的模板，而原 病毒是子代RSV的RNA合成的信息。1969年他用实验证 实RSV含有一种DNA聚合酶，该酶以后被称为“逆转录 酶”。这个发现补充了原来无人怀疑的“中心法则”， 特明因此获得1975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？
①
多肽 RNA DNA
②
A.①②两处都有大分子的生物合成，图中DNA可以与有关蛋白 质结合成染色体 B.①②两处都发生碱基互补配对，配对方式均为A和U、G和C C.①处有DNA聚合酶参与，②处没有DNA聚合酶参与 D.①处有DNA-RNA杂合双链片段，②处没有DNA-RNA杂合双链片段
练习 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。
2.合成此肽链总共需要几个氨基酸？
75个 3.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? 不一定 ①某些不表达的DNA片段突变 4.若该基因为豌豆的紫花基因，则此基因在豌豆的每 ②不同密码子决定同一种氨基酸 个细胞内都能表达吗？ ③蛋白质不同，功能相同 ④隐性突变被显性基因掩盖 不能，基因具有选择性表达的特点
1965年，RNA复制酶被发现。
1965年，遗传密码表被全部破译。 1969年，巴尔的摩和特明发现逆转录现象。 „„
中心法则
材料一：1953年之后科学家陆续认识到：DNA是双 螺旋结构；并与蛋白质结合形成染色质；基因控制 蛋白质的合成；且DNA存在于细胞核内不能出来； 而蛋白质的合成场所在细胞质的核糖体上。
比较复制、转录、翻译的过程
复制
转录
翻译 核糖体 mRNA 氨基酸 A-U C-G DNA U-A G-C 蛋白质
细胞核（线粒 细胞核（线粒 场所 体、叶绿体） 体、叶绿体） DNA的两条链 基因的一条链 模板 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 原料 A-U T-A 碱基配对 A-T T-A C-G G-C C-G G-C 方式
假如你是当时的科学家，基于 此材料你会提出哪些质疑？
RNA聚合酶
模板链 游离核苷酸 RNA RNA的形成过程示意图
材料二：1956-1966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 过程中两个关键性的问题：（1）遗传密码与氨基 酸序列的对应关系（2）碱基序列到氨基酸序列的 转变机制。
文卡特拉曼
托马斯
约纳特因
美国、以色列三科学家因“对核糖体结构和功能的 研究”而获奖
科学探索的脚步
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1944年，艾弗里等人通过细菌转换实验证明DNA是遗传物质。 1953年，沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型。 1957年，克里克提出“中心法则”。 1958年，德尔布吕克等人发现DNA分子半保留复制机理。 1960年，信使RNA被发现。
（1）从图中分析，核糖体的分布场所有 细胞溶胶、 .. 线粒体 。
（2）已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程③、 ④，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RNA聚合酶均保持很高活性。 由此可推测该RNA聚合酶由 细胞核 中的基因 指导合成。
（3）用α—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α—鹅膏蕈碱抑制的过 程是 ① （填序号），线粒体功能 会 （填 “会”或“不会”）受到影响。
假设某基因中有一片段的一条链的碱基序列是 CGCGACTACAGTCCC„GGATGTACTTCGAT（其中„示省略了 210个碱基）若以此链为模板经转录、翻译成多肽链。 1、写出此模板链转录的mRNA碱基序列、氨基酸序列。
mRNA碱基序பைடு நூலகம்： GCGCUGAUGUCAGGG„CCUACAUGAAGCUA 氨基酸序列： 甲硫氨酸-丝氨酸-甘氨酸„脯氨酸-苏氨酸
遗传信息 流动方向
DNA
DNA
DNA
RNA
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50个氨 基酸； 大肠杆菌（原核生物）每分钟可翻译1200个 氨基酸，比真核生物要快得多。
讨论： 1、为什么细胞合成蛋白质速度会如此快？
2、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？
生物种类
以DNA为遗传 物质的生物 复 制 复 制
遗传信息传递方向
转录 DNA 翻译 RNA
蛋白质
翻译 RNA 复 制 转录 DNA 蛋白质 翻译 RNA
以RNA为遗传 物质的生物 RNA
逆转录
蛋白质
小结
中心法则
练习 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（ D ）
真核细胞和原核细胞遗传信息表达示意图（局部）
转录场所： 细胞核、线粒体、 叶绿体 表达过程：细胞核内转录成的 mRNA经加工后从核孔 出来，与核糖体结合
拟核、质粒
边转录边翻译
材料四：美国分子生物学家特明于1960年在研究鸡肉 瘤病毒（RSV）的基础上创立原病毒假说：有感染力 RSV的RNA是病毒DNA（即原病毒）合成的模板，而原 病毒是子代RSV的RNA合成的信息。1969年他用实验证 实RSV含有一种DNA聚合酶，该酶以后被称为“逆转录 酶”。这个发现补充了原来无人怀疑的“中心法则”， 特明因此获得1975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？
①
多肽 RNA DNA
②
A.①②两处都有大分子的生物合成，图中DNA可以与有关蛋白 质结合成染色体 B.①②两处都发生碱基互补配对，配对方式均为A和U、G和C C.①处有DNA聚合酶参与，②处没有DNA聚合酶参与 D.①处有DNA-RNA杂合双链片段，②处没有DNA-RNA杂合双链片段
练习 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。
2.合成此肽链总共需要几个氨基酸？
75个 3.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? 不一定 ①某些不表达的DNA片段突变 4.若该基因为豌豆的紫花基因，则此基因在豌豆的每 ②不同密码子决定同一种氨基酸 个细胞内都能表达吗？ ③蛋白质不同，功能相同 ④隐性突变被显性基因掩盖 不能，基因具有选择性表达的特点
1965年，RNA复制酶被发现。
1965年，遗传密码表被全部破译。 1969年，巴尔的摩和特明发现逆转录现象。 „„
中心法则
材料一：1953年之后科学家陆续认识到：DNA是双 螺旋结构；并与蛋白质结合形成染色质；基因控制 蛋白质的合成；且DNA存在于细胞核内不能出来； 而蛋白质的合成场所在细胞质的核糖体上。
比较复制、转录、翻译的过程
复制
转录
翻译 核糖体 mRNA 氨基酸 A-U C-G DNA U-A G-C 蛋白质
细胞核（线粒 细胞核（线粒 场所 体、叶绿体） 体、叶绿体） DNA的两条链 基因的一条链 模板 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 原料 A-U T-A 碱基配对 A-T T-A C-G G-C C-G G-C 方式
假如你是当时的科学家，基于 此材料你会提出哪些质疑？
RNA聚合酶
模板链 游离核苷酸 RNA RNA的形成过程示意图
材料二：1956-1966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 过程中两个关键性的问题：（1）遗传密码与氨基 酸序列的对应关系（2）碱基序列到氨基酸序列的 转变机制。