1、第第4章章 基因的表达基因的表达第第1节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成(2课时课时) 课标对课标对“基因控制蛋白质合成的过程和原理基因控制蛋白质合成的过程和原理”一节的要求为识记要求。转录和翻译的过程比较一节的要求为识记要求。转录和翻译的过程比较抽象，故本课件中采用了大量的图片和动画将抽抽象，故本课件中采用了大量的图片和动画将抽象的知识形象化、简单化，帮助学生读懂课本。象的知识形象化、简单化，帮助学生读懂课本。本课件还采用多个表格引导学生将前后的知识联本课件还采用多个表格引导学生将前后的知识联系在一起，加强理解和记忆。系在一起，加强理解和记忆。教材分析：教材分析： 我们是我们是C
2、类学校，类学校，D组生源，学生的领悟能力组生源，学生的领悟能力不是很强，学生也很少有关于生物的参考书。故不是很强，学生也很少有关于生物的参考书。故教学中要立足于教材，课堂上要注意引导学生理教学中要立足于教材，课堂上要注意引导学生理解好教材。本节内容尤其要理解好课本中每幅图解好教材。本节内容尤其要理解好课本中每幅图所表达的意思。所表达的意思。 本课件适用于本课件适用于C、D类学校。类学校。学生情况分析：学生情况分析： 教学过程：教学过程： 基基 因因 的的 含含 义义 功能上：控制生物性状的遗传物质结功能上：控制生物性状的遗传物质结构、功能的基本单位。构、功能的基本单位。 本质上（与本质上（与D
3、NA的关系）：具有遗传的关系）：具有遗传效应的效应的DNA片段。片段。 位置上（与染色体的关系）：在染色位置上（与染色体的关系）：在染色体上呈线性排列。体上呈线性排列。讨论：基因携带的信息叫什么？讨论：基因携带的信息叫什么？ 。生命活动的承担。生命活动的承担者是什么物质？者是什么物质？ ，生物性状特征的体现者是什，生物性状特征的体现者是什么物质？么物质？ 。基因如何控制生物的性状？。基因如何控制生物的性状？ 遗传信息遗传信息蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质通过控制蛋白质合成来实现对生物性状的控制通过控制蛋白质合成来实现对生物性状的控制. 蛋白质合成的场所是什么？蛋白质合成的场所是什么？基因主要存在于细
4、胞的哪个部分？基因主要存在于细胞的哪个部分？基因上的遗基因上的遗传信息是如传信息是如何从细胞核何从细胞核传到核糖体，传到核糖体，从而控制蛋从而控制蛋白质合成的？白质合成的？核糖体核糖体(位于细胞质中位于细胞质中)(细胞核细胞核)一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录 为什么为什么RNA适于作适于作DNA的信使呢？的信使呢？ RNA：和和DNA都是核酸，不同点是：都是核酸，不同点是：RNA为为单链单链，五碳糖是，五碳糖是核糖核糖，碱基有：，碱基有：A、C、G、U四种。四种。DNA为为双链双链，五碳糖是，五碳糖是脱氧核糖脱氧核糖，碱基有：，碱基有：A、C、G、T四种。四种。脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖D
5、NARNA胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）尿嘧啶（尿嘧啶（U）磷酸磷酸腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胞嘧啶（胞嘧啶（C）RNA的种类：的种类： 信使信使RNA（mRNA）转运转运RNA（tRNA）核糖体核糖体RNA（rRNA）基因基因 DNA CTACG T GA CGA TGC A C T G AGCTC GCTACG T GA CAGCAGCUCAGGGUUU游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸 模板链模板链 以以DNA(DNA(基因基因) )的一条链为模板合成的一条链为模板合成RNARNA RNA聚合酶聚合酶CTACG T GA CAGCAGCUCAGGGUUU DNADNA与与RNARN
6、A的碱基互补配对：的碱基互补配对：AUAU，TCTC，CGCG，TATA RNA聚合酶聚合酶CTACG T GA CAGCAUAGCUCGGUUUCTACG T GA CAGCGAUAGCUCGUUU组成组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来，的核糖核苷酸一个个连接起来，DNA与与RNA的碱基的碱基 之间以氢键结合。之间以氢键结合。 CTACG T GA CAGCAUGCAGCUCGUUUCTACG T GA CAGCAUGCAAGCUCGUUUCTACG T GA CAGCAUGCACAGCUGUUUCTACG T GA CAGCUAUGCACAGCUGUUCTACG T GA CAGCG
7、AUGCACUACUGUUCTACG T GA CAGCAUGCACUGGACUGUUCTACG T GA CAGCAUGCACUGGCACUGUUCTACG T GA CAGCAUGCACUGGCACUGUUCTACG T GA CAGCAUGCACUGGCGACUGUUCTACG T GA CAGCAUGCACUGGCGUACUGUUCTACG T GA CAGCAUGCACUGGCGUmRNAACUGUU核孔核孔转录转录（1）转录的定义）转录的定义在细胞核中，以在细胞核中，以DNA（基因）的一条链为模板合成（基因）的一条链为模板合成mRNA的过程的过程（2）转录的场所）转录的场所细胞核细
8、胞核（3）转录的模板）转录的模板DNA （基因）（基因）分子的一条链分子的一条链（4）转录的原料）转录的原料四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸（5）转录的条件）转录的条件ATP（能量），酶（能量），酶（6）转录时的碱基配对）转录时的碱基配对（7）转录的产物）转录的产物mRNAA T C GU A G CDNA：mRNA： 类别类别 项目项目复制复制转录转录场所场所解旋解旋模板模板原料原料酶酶能量能量碱基碱基配对配对产物产物细胞核细胞核细胞核细胞核完全解旋完全解旋只有遗传效应的片段只有遗传效应的片段DNA的两条链的两条链只有只有DNA（基因）的（基因）的一条链一条链四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种核糖
9、核苷酸四种核糖核苷酸DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶RNA聚合酶聚合酶ATPATPAT，CG、TA、GCAU，CG、TA、GC子代子代DNAmRNAA T G C T A G A C G T G T T C T A G G A CT A C G A T C T G C A C A A G A T C C T GA 模板链模板链基因（有遗传效应的基因（有遗传效应的DNA片断）：片断）：mRNA : U G C U A G A C G U G U U C U A G G A C练习练习1： 2、大熊猫身体不同的组织细胞中所含的、大熊猫身体不同的组织细胞中所含的DNA和和RNA是（是（ ）A
10、、DNA相同，相同，RNA也相同也相同B、DNA相同，相同，RNA不相同不相同C、DNA不相同，不相同，RNA相同相同D、DNA不相同，不相同，RNA也不相同也不相同B 研究人员在试管中加入一个有研究人员在试管中加入一个有120个碱个碱基的信使基的信使RNA分子和合成蛋白质所需分子和合成蛋白质所需的一切物质，结果产生出一个含的一切物质，结果产生出一个含40个个氨基酸的多肽分子。氨基酸的多肽分子。 科学家对烟草坏死卫星病毒的研究，科学家对烟草坏死卫星病毒的研究，其外壳蛋白由其外壳蛋白由400个氨基酸组成，而相个氨基酸组成，而相应的应的RNA片段长约片段长约1200个核苷酸。个核苷酸。 Crick
11、等人他发现：等人他发现： 在模板在模板mRNA中增加或删除一个碱基，中增加或删除一个碱基，无法产生正常功能的蛋白质；无法产生正常功能的蛋白质； 若同时删除若同时删除3个核苷酸，却合成具有正常个核苷酸，却合成具有正常功能的蛋白质。功能的蛋白质。 若你是科学家，从以上资料，你得出什么若你是科学家，从以上资料，你得出什么结论？结论？ 一个氨基酸由一个氨基酸由3个碱基决定个碱基决定碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的呢？碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的呢？mRNA : A U G C U A G A C G U G U U C U A G G A C密码子密码子mRNA上上3个个相邻的相邻的碱基碱基决
12、定决定1个氨基酸个氨基酸。每。每3个个这样的碱基称为一个密码子这样的碱基称为一个密码子第一第一个个字母字母第二个字母第二个字母U CAG第三第三 个个字母字母U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丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止终止终止半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸终止终止色氨酸色氨酸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组氨酸组氨酸组氨酸组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异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸
13、异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸（起始）（起始）苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸（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UCAG a、一种一种氨基酸可以氨基酸可以一个或一个或多个多个密码子相密码子相对应对应20种氨基酸的密码子表种氨基酸的密码子表 b、一个一个密码子（除密码子（除终止密
14、码子外）只和终止密码子外）只和一种一种氨基酸相对应氨基酸相对应 c、三个终止密码：、三个终止密码：UAA、UAG、UGA如果一个密码子中的一个碱基发生变化，蛋白质如果一个密码子中的一个碱基发生变化，蛋白质氨基酸的种类是否一定会变化？氨基酸的种类是否一定会变化？CAU CAG G CCU CCA 保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化。从而促进生物的发展进化。mRNA 核糖体核糖体 氨基酸氨基酸 mRNA 转运转运RNA （tRNA） 1）结构：一端有三个碱基（反密码子）与信使）结构：一端有三个碱基（反密码子）与信使RN
15、A上的上的“密码子密码子”配对识别，另一端有携带特定氨基酸的结构。配对识别，另一端有携带特定氨基酸的结构。 2）功能：一种转移）功能：一种转移RNA只能运载一种氨基酸，并只能运载一种氨基酸，并根据信根据信使使RNA上的密码子顺序来决定氨基酸的排列顺序上的密码子顺序来决定氨基酸的排列顺序，因此转移，因此转移RNA具有具有专一性专一性反密码子反密码子氨基酸氨基酸特点：特点：C CR RH HNHNH2 2 COOH COOH 3、一个转运、一个转运RNA的的3个碱基为个碱基为CGA，此，此RNA运转的氨基酸是运转的氨基酸是( )A 酪氨酸（酪氨酸（UAC） B 谷氨酸（谷氨酸（GAG）C 精氨酸（
16、精氨酸（CGA） D 丙氨酸（丙氨酸（GCU）DA A U UG GC CA AC CU UG GG GC CG GU U tRNAtRNA 上的反密码子与上的反密码子与 mRNAmRNA 上的密码子互补配对上的密码子互补配对 .A A U UG GC CA AC CU UG GG GC CG GU UA AM tRNAtRNA 将氨基酸转运到将氨基酸转运到 mRNAmRNA 上的相应位置上的相应位置 . .U UHHA A U UG GC CA AC CU UG GG GC CG GU UA AM 两个氨基酸分子两个氨基酸分子脱水缩合脱水缩合U UHHA A U UG GC CA AC CU
17、 UG GG GC CG GU UA AM t tRNARNA离开，再去转运新的氨基酸离开，再去转运新的氨基酸WU UHH一个一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时分子上结合多个核糖体，同时合成多条多肽链合成多条多肽链二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译（1）翻译翻译的定义的定义（2）翻译翻译的场所的场所（3）翻译翻译的模板的模板（4）翻译翻译的原料的原料（5）翻译翻译的产物的产物以以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程核糖体核糖体mRNA合成蛋白质的合成蛋白质的20种氨基酸种氨基酸有一定氨基酸排列顺序的蛋白质有一定氨基酸排列顺序的蛋白质
18、（6）翻译翻译的过程的过程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互补碱基互补配对配对产物产物比较：比较：细胞核细胞核细胞核细胞核细胞质细胞质DNA的两条链的两条链DNA的一条链的一条链mRNA四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸合成蛋白质的合成蛋白质的20种氨基酸种氨基酸AT，GCTA，CGAU，GCTA，CGAU，GCTA，CG子代子代DNAmRNA有一定氨基酸有一定氨基酸排列顺序的蛋排列顺序的蛋白质白质遗传信息的流动方向遗传信息的流动方向:基因基因转录转录mRNA翻译翻译蛋白质蛋白质（生物的性状）（生物的性状）与蛋白质合成有关的计算与蛋白质合成有关的计算DNARNA蛋白质蛋白质1366n3nn遗传信息遗传信息遗传密码遗传密码碱基数碱基数碱基数碱基数氨基酸数氨基酸数4、一条多肽链中有氨基酸、一条多肽链中有氨基酸1000个，则作为合成该多肽个，则作为合成该多肽链模板的链模板的mRNA和用来转录该和用来转录该mRNA的基因分子分别的基因分子分别至少有碱基至少有碱基( )A 3000个和个和3000个个 B 1000个和个和3000个个C 1000个和个和4000个个 D 3000个和个和6000个个DH2O+H2NCC OHHR1ONCC OHR2HOHHH2N C C N C COOHR1HR2HOH肽键肽键
