1、第第4 4章章 基因的表达基因的表达基因能控制基因能控制生物性状生物性状蛋白质蛋白质体现者体现者小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作基因的概念：基因的概念：基因是有基因是有遗传效应遗传效应的的DNA片段片段基因的功能：基因的功能：第第1 1节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作DNA蛋白质合成（细胞核细胞核）（细胞质细胞质）核孔核孔RNA 为什么为什么RNA适于做适于做DNA的信使呢？的信使呢？ RNA DNA化学元素磷酸五碳糖含氮碱基基本单位分布结构种类核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧
2、核糖脱氧核糖核糖核糖A、G、C、UA、G、C、T脱氧脱氧(核糖核糖)核苷酸核苷酸双链双链单链单链C、H、O、N、P磷酸磷酸主要在主要在细胞核细胞核主要在主要在细胞质细胞质多种，多种，4 4n n(n(n为碱基为碱基对数对数) )mRNAmRNA：信使：信使RNARNA。tRNAtRNA：转运：转运RNARNA。rRNArRNA：核糖体：核糖体RNARNA。- -核糖核酸核糖核酸- -脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸RNA分子的种类：mRNAmRNA（作为（作为DNADNA的的信使信使，蛋，蛋白质合白质合成成的直接模板）的直接模板）rRNArRNA（核（核糖糖体体的组成成分）的组成成分）tRNAtRNA
3、( (识别密码子，识别密码子，运运载氨基酸载氨基酸) ) 为什么为什么RNA适于做适于做DNA的信使呢？的信使呢？ RNA一般是单链，而且比一般是单链，而且比DNA短，因此能短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。B B1 1、组成、组成DNADNA和和RNARNA的核苷酸、五碳糖和碱基共的核苷酸、五碳糖和碱基共有有A.A. 8 8、8 8、8 8种种B.B. 8 8、2 2、5 5种种C.C. 2 2、2 2、4 4种种D.D. 2 2、2 2、8 8种种B B2 2、小麦的遗传物质由几种核苷酸组成、小麦的遗传物质由几种核苷酸组成A. 2A. 2种种
4、B. 4B. 4种种C. 5C. 5种种D. 8D. 8种种D D3 3、以下哪项对、以下哪项对RNARNA来说是正确的来说是正确的A. CA. CG GA AU UB. CB. CG GA AU UC. GC. GA AC CU UD. D. 前三项都不对前三项都不对DNA的遗传信息是怎样传给的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？的呢？1.1.定义：定义：2.2.场所：场所：3.3.过程：过程：4.4.条件：条件：(1)(1)模板：模板：(2)(2)原料：原料：(3)(3)酶：酶：(4)(4)能量：能量：5.5.碱基配对：碱基配对：6.6.产物：产物：一、转录：一、转录：以以DNADNA的的一条
5、链一条链为模板合成为模板合成mRNAmRNA的过程。的过程。主要在主要在细胞核细胞核，在，在线粒体、线粒体、叶绿体叶绿体中也能发生。中也能发生。ACGTG T TT ADNA的平面结构图TG C AC A A A T 转录的过程转录的过程AGCAGACGGUUUDNADNA游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸RNA 聚合酶TG C AC A A A T 1、解旋解旋: DNA双链解开，双链解开，碱基暴露碱基暴露TG C AC A A A T AGCGACGGUUA2 2、配对配对：游：游离的核糖核苷酸与离的核糖核苷酸与DNADNA随机碰撞随机碰撞，当碱基互补时，氢当碱基互补时，氢键结合键结合TG
6、C AC A A A T AGCGACGGUUA UTG C AC A A A T AGCGACGGUUA U3 3、连接连接：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的的mRNAmRNA分子上。分子上。TG C AC A A A T GCGACGGUUA UGTG C AC A A A T GCGACGUUGA UGTG C AC A A A T GCGACGUGA UGUTG C AC A A A T GCGACGGA UGU UATG C AC A A A T GCGCGGA UGU UA UTG C AC A A A T GGCGGA UGU UA U CRN
7、A 聚合酶TG C AC A A A T GGCGGA UGU UA U CmRNAmRNADNADNATG C AC A A A T 细胞质细胞质 细胞核细胞核 核孔核孔DNADNAACGUG U UUAmRNAmRNAACGTGTT AT4 4、释放、释放：合成的：合成的mRNAmRNA从从DNADNA链上释链上释放放，然后，然后DNADNA双链恢复双链恢复ACGUG U UUAmRNAmRNA1.1.定义：定义：2.2.场所：场所：3.3.过程：过程：4.4.条件：条件：(1)(1)模板：模板：(2)(2)原料：原料：(3)(3)酶：酶：(4)(4)能量：能量：5.5.碱基配对：碱基配对
8、：6.6.产物：产物：一、转录：一、转录：以以DNADNA的的一条链一条链为模板合成为模板合成mRNAmRNA的过程。的过程。主要在主要在细胞核细胞核，在，在线粒体、线粒体、叶绿体叶绿体中也能发生。中也能发生。解旋、配对、连接、释放。解旋、配对、连接、释放。DNADNA的的一条链一条链游离的四种游离的四种核糖核苷酸核糖核苷酸RNARNA聚合酶聚合酶。ATPATP。RNARNA（mRNA.tRNA.rRNA）A-U,T-AA-U,T-A,C-G,G-C,C-G,G-C。4.DNA分子的解旋发生在分子的解旋发生在_过程中过程中( ) A.复制复制 B.转录转录 C.翻译翻译 D.复制和复制和转录转
9、录5.下列不属于下列不属于DNA复制和转录的共同点是复制和转录的共同点是() A.需要多种酶参与需要多种酶参与 B.以以DNA的两条链为模板的两条链为模板 C.遵循碱基互补配对原则遵循碱基互补配对原则 D.需要需要ATP提供能量提供能量DB【金版学案金版学案P60：跟踪训练：跟踪训练1、2】 如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递过程中的某两个如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，图丙为图乙中部分片段的放大示意图。阶段的示意图，图丙为图乙中部分片段的放大示意图。对此分析合理的是对此分析合理的是( ( ) )A A图甲所示过程主要发生于细胞核内，图乙所示过程主图甲所示过程主要
10、发生于细胞核内，图乙所示过程主要发生于细胞质内要发生于细胞质内B B图中催化图甲、乙所示两过程的酶图中催化图甲、乙所示两过程的酶1 1、酶、酶2 2和酶和酶3 3是相同是相同的的C C图丙中图丙中a a链为模板链，链为模板链，b b链为转录出的子链链为转录出的子链D D图丙中含有两种单糖、五种碱基、五种核苷酸图丙中含有两种单糖、五种碱基、五种核苷酸 项目项目DNADNA复制复制转录转录时间时间场所场所模板模板原料原料条件条件碱基配对碱基配对特点特点产物产物意义意义解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶和聚合酶和ATPATPRNARNA聚合酶和聚合酶和ATPATPA-TA-T T-A C-G G-C
11、 T-A C-G G-CA-U A-U T-A C-G G-CT-A C-G G-C两个双链两个双链DNADNA主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体DNADNA两条链两条链DNADNA一条链一条链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有丝分裂的间期和有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前的间期生长发育过程中生长发育过程中mRNA、tRNA、rRNA边解旋边复制，边解旋边复制，半保留复制半保留复制边解旋边转录，边解旋边转录，DNA全保留全保留使遗传信息从亲代使遗传信息从亲代传给子代传给子代传递遗传信息，传递遗传信息，为翻译做准
12、备为翻译做准备 mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系？的碱基与氨基酸之间的对应关系？1. 如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？2.如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？3.一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？4种种16种种3个个4种种20种种? ?二二. .遗传信息的翻译遗传信息的翻译 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子UCAUG A UUAmRNAmRNAmRNA上上三个相邻三个相邻的碱基叫的碱基叫一个密码子一个密码子。1.1.定义：定义：2.2.种类：种类：3.3.与氨基酸的对应关系：与氨基酸的对应关系：4.4.
13、特性：特性：密码子表AUG GAA GCA UGU CCG AGC AAG CCG甲硫氨酸甲硫氨酸谷谷氨氨酸酸丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸脯脯氨氨酸酸丝氨酸丝氨酸赖氨酸赖氨酸脯氨酸脯氨酸 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子UCAUG A UUAmRNA密码子密码子mRNAmRNA上上三个相邻三个相邻的碱基叫的碱基叫一个密码子一个密码子。1.1.定义：定义：2.2.种类：种类：3.3.与氨基酸的对应关系：与氨基酸的对应关系：4.4.特性：特性：6464种，种，决定氨基酸的有决定氨基酸的有6161种，种，三种终止密码子。三种终止密码子。一种氨基酸可由一种氨基酸可由多种多种密码子决定。密码子决
14、定。(3)(3)通用性：所有生物共用一套密码子通用性：所有生物共用一套密码子。一种密码子只决定一种密码子只决定一种一种氨基酸氨基酸;(2)简并性简并性( (意义：意义：在一定程度上防止由于碱基的在一定程度上防止由于碱基的改变而导致遗传性状的改变改变而导致遗传性状的改变) )(1)专一性专一性AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨反密码子反密码子每个每个tRNAtRNA上的这上的这3 3个碱基个碱基可以与可以与mRNAmRNA上的密码子互上的密码子互补配对，称补配对，称反密码子反密码子氨基酸如何运输到核糖体上？氨基酸如何运输到核糖体上？tRNAtRNA 一端为携带氨一端为携带氨基酸的部位；基酸的部位；一
15、端有一端有3 3个碱基个碱基1、细胞中的、细胞中的tRNA 有多少种？有多少种？61种种2、tRNA和氨基酸和氨基酸 转运有何对应关系？转运有何对应关系？每种每种tRNA只能识别只能识别并转运一种氨基酸。并转运一种氨基酸。每种氨基酸可由一每种氨基酸可由一种或几种种或几种tRNA转运转运遗传信息、密码子、反密码子的区别遗传信息、密码子、反密码子的区别项目项目遗传信息遗传信息密码子密码子反密码子反密码子概念概念基因中脱氧核基因中脱氧核苷酸的排列顺苷酸的排列顺序序mRNAmRNA中决定一中决定一个氨基酸的个氨基酸的3 3个相邻碱基个相邻碱基tRNAtRNA中与密码中与密码子互补配对的子互补配对的3
16、3个碱基个碱基位置位置主要在主要在DNADNA中中mRNAmRNAtRNAtRNA作用作用决定氨基酸的决定氨基酸的排列顺序，仅排列顺序，仅是间接作用是间接作用直接决定蛋白直接决定蛋白质中氨基酸序质中氨基酸序列列识别密识别密码子码子种类种类多样性多样性6464种种6161种种练习练习. . 由表可推知决定丝氨酸密码子的是由表可推知决定丝氨酸密码子的是( )( )DNAGCG信使信使RNA转运转运RNAU氨基酸氨基酸丝氨酸丝氨酸A.TCGA.TCGB.UCGB.UCGC.UGCC.UGCD.AGCD.AGCAGCCGTAC 练习练习1.关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是关于蛋白质生物合成的叙述，正
17、确的是A一种一种tRNA可以携带多种氨基酸可以携带多种氨基酸 BDNA聚合酶是在细胞核内合成的聚合酶是在细胞核内合成的C反密码子是位于反密码子是位于mRNA上相邻的上相邻的3个碱基个碱基D线粒体中的线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成能控制某些蛋白质的合成 练习练习2.有关蛋白质合成的叙述，不正确的是有关蛋白质合成的叙述，不正确的是A. 终止密码子不编码氨基酸终止密码子不编码氨基酸 B. 每种每种tRNA只运转一种氨基酸只运转一种氨基酸C. tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息 D. 核糖体可在核糖体可在mRNA上移动上移动 DC二二. .遗传信息
18、的翻译遗传信息的翻译( (课本课本P66P66：图：图4-64-6）1.1.定义：定义：2.2.场所：场所：3.3.过程：过程：4.4.条件：条件：(1)(1)模板：模板：(2)(2)原料：原料：(3)(3)工具：工具：(4)(4)酶和能量：酶和能量：5.5.碱基配对：碱基配对：6.6.产物：产物：P64核糖体上。核糖体上。UCAUG A UUAmRNA细胞质细胞质翻译的具体翻译的具体过程过程：U A C甲硫氨甲硫氨酸酸GG U组氨酸组氨酸核糖体核糖体肽键肽键ACGUC A CUAC A C-H-H2 2O OAGGUC A CGUC A C甲硫氨酸甲硫氨酸U A CGG U 组氨酸组氨酸CA
19、C色氨酸色氨酸AGGUC A CGUC G U甲硫氨酸甲硫氨酸GG U 组氨酸组氨酸CAC色氨酸色氨酸AG C精氨酸精氨酸AU A二二. .遗传信息的翻译遗传信息的翻译1.1.定义：定义：2.2.场所：场所：3.3.过程：过程：4.4.条件：条件：(1)(1)模板：模板：(2)(2)原料：原料：(3)(3)工具：工具：(4)(4)酶和能量：酶和能量：5.5.碱基配对：碱基配对：6.6.产物：产物：P64核糖体核糖体上。上。mRNAmRNA。2020种氨基酸种氨基酸。tRNAtRNA。A-U,U-AA-U,U-A,C-G,G-C,C-G,G-C。多肽链多肽链。（被运送到各自的（被运送到各自的“岗
20、位岗位”，盘曲折叠成，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质）具有特定空间结构和功能的蛋白质）(1)mRNA(1)mRNA与核糖体的数量关系：与核糖体的数量关系： 。(2)(2)存在上述关系的意义：存在上述关系的意义： 。 (3)(3)核糖体在核糖体在 mRNAmRNA上移动的方向：上移动的方向： _( (据上图据上图) )，判断依据是根据判断依据是根据 _。(4)(4)蛋白质合成的结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白蛋白质合成的结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质还需要运送至质还需要运送至 等结构中进一步加工。等结构中进一步加工。(5)(5)讨论：图示中合成了几条肽链？是否相同？讨论：图示中
21、合成了几条肽链？是否相同？一个一个mRNAmRNA可同时结合多个核糖体可同时结合多个核糖体 少量的少量的mRNAmRNA分子可以迅速分子可以迅速合成出大量的蛋白质合成出大量的蛋白质 多肽链的长短，长的翻译在前多肽链的长短，长的翻译在前 从左向右从左向右 合成了合成了4 4条相同的肽链条相同的肽链( (因为模板因为模板mRNAmRNA相同相同) )内质网、高尔基体内质网、高尔基体 7.翻译的特点翻译的特点P67数量关系式数量关系式 ：1.1.基因上的碱基个数：基因上的碱基个数：mRNAmRNA上的碱基个数：氨基酸的个数上的碱基个数：氨基酸的个数= =2. mRNA2. mRNA上的密码子个数：上的密码子个数：tRNAtRNA的个数：氨基酸的个数的个数：氨基酸的个数= =6:3:1 1:1:1 提醒：应看清是提醒：应看清是DNADNA上上( (或基因中或基因中) )的碱基对数还是个数；的碱基对数还是个数；是是mRNAmRNA上密码子的个数还是碱基的个数；是合成蛋白质中上密码子的个数还是碱基的个数；是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类氨基酸的个数还是种类. . 【金版学案金版学案P61：跟踪训练：跟踪训练3、4】【金版学案金版学案P62：跟踪训练：跟踪训练5、6】【金版学案金版学案P62：课堂练习：课堂练习1、2、4、6】【金版学案金版学案P63：课时作业：课时作业1、5、7、8】
