1、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第第1课时课时人教版人教版 高二生物必修高二生物必修2阳江市第三中学阳江市第三中学 李彩雯李彩雯第第4章章 基因的表达基因的表达 生物的性状是由生物的性状是由 控制的。控制的。 是生物性状的直接体现者。是生物性状的直接体现者。基因基因蛋白质蛋白质DNA（基因）（基因）蛋白质（性状）蛋白质（性状）基因主要在细胞核蛋白质蛋白质的合成的合成(体现性状）体现性状）在细胞质中的核糖体进行指导指导问题：问题：DNADNA主要主要存存在细胞核中，在细胞核中，而蛋白质合成是而蛋白质合成是在细胞质中进行在细胞质中进行的，两者如何联的，两者如何联系起来的呢？系起
2、来的呢？间接间接资料： 1955年，布拉舍用洋葱根尖和变形虫为材料进行实验，他用核糖核酸酶（RNA酶）分解细胞中的核糖核酸（RNA），蛋白质的合成就停止。而如果再加入从酵母中抽提的RNA，蛋白质的合成就有一定程度的恢复。问题问题2：为什么：为什么RNA能成为能成为DNA的信使？的信使？ RNA能成为能成为DNA信使的两个原因：信使的两个原因： RNA与与DNA一样都有四种碱基，都能存储一样都有四种碱基，都能存储遗传信息。遗传信息。 RNA是单链，比是单链，比DNA要短，能通过核孔，要短，能通过核孔，从细胞核进入到细胞质中。从细胞核进入到细胞质中。RNARNA的种类的种类信使信使 RNA(mRN
3、ARNA(mRNA) )核糖体核糖体 RNA(rRNA)RNA(rRNA)转运转运 RNA(tRNA)RNA(tRNA)RNA种类种类RNA和和DNA的比较的比较DNARNA基本单位五碳糖含N碱基单双链？分类脱脱氧核糖核氧核糖核苷酸苷酸脱氧核糖脱氧核糖A、T、G、C双链双链核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖A、U、G、C单链单链通常一种通常一种3种种mRNA蛋白质蛋白质 DNA1.概念：在概念：在细胞核中，以细胞核中，以DNA的一的一条链为模板条链为模板，按照碱基互补配对原，按照碱基互补配对原则，合则，合成成mRNA的过程，称为的过程，称为转录转录。遗遗传信息的传信息的转录转录2.2.转录过程：转录
4、过程：AG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA聚合酶聚合酶AG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T GCGACGGUUU UAAG T AC A A A T GCGACGUUGU UAAG T AC A A A T GCGACGUGU UAUAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAAG T AC A A A T
5、GCGCGGU UAU UA UAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CmRNAAG T AC A A A T UCAUG A UUAmRNA信使信使RNA（mRNA） 通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。细胞质细胞质细胞核的核液细胞核的核液转录细胞核细胞核4种核种核糖核苷酸糖核苷酸DNA的一条链的一条链mRNA 酶酶 GC、CG、TA、DNAmRNAATP本课小结本课小结一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录1、DNA与与RNA的异同点的异同点2、三种、三种RNA3、
6、转录、转录转录的概念转录的概念转录的场所转录的场所转录的模板转录的模板转录的原料转录的原料转录的产物转录的产物转录转录的原则的原则1、构成人体的核酸有两种，那核酸的基本单位、构成人体的核酸有两种，那核酸的基本单位核苷酸有几种？碱基有几种？核苷酸有几种？碱基有几种？ （ ）A2种种 4种种 B4种种 4种种 C5种种 5种种 D8种种 5种种D2、细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的、细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构层次是结构层次是 （ ）ADNA染色体染色体脱氧核苷酸脱氧核苷酸基因基因 B染色体染色体脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA基因基因CDNA染色体染色体基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸
7、 D染色体染色体 DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸D巩固练习巩固练习3、信使、信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的定的 （ ）A转运转运RNA中核苷酸的排列顺序中核苷酸的排列顺序 B蛋白质分子中氨基酸的排列顺序蛋白质分子中氨基酸的排列顺序 CDNA分子中的脱氧核苷酸的排列顺序分子中的脱氧核苷酸的排列顺序D核糖体核糖体RNA中核苷酸的排列顺序中核苷酸的排列顺序 C4、一个、一个DNA分子可以转录出多少种、多少分子可以转录出多少种、多少个信使个信使RNA ( ) A一种一个一种一个 B一种多个一种多个 C多种多个多种多个 D无数种无数个无数种无数个C二、遗传信息
8、的翻译二、遗传信息的翻译游离在细胞质中的各种氨基酸就以游离在细胞质中的各种氨基酸就以mRNA为模为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。叫做翻译。叫做翻译。第第2课时课时mRNA：蛋白质：蛋白质：决定决定决定?种?种4种20种讨论：一个氨基酸的编码U U A G AUA U C密码子密码子密码子三个碱基决定一个氨基酸，三个碱基决定一个氨基酸，4 43 3=64=64密码子：密码子：mRNA上决上决定一个氨基定一个氨基酸的三个相酸的三个相邻的碱基。邻的碱基。密码子表U U A G AUA U C 遗传密码的特性：遗传密码的特性： 1、有、有3个终止密码
9、，没有对应的氨基个终止密码，没有对应的氨基酸，所以，在酸，所以，在64个遗传密码中，能决个遗传密码中，能决定氨基酸的遗传密码子只有定氨基酸的遗传密码子只有61个。个。 2、通用性：地球上、通用性：地球上几乎所有的生物几乎所有的生物共用一套密码子表。共用一套密码子表。 3、简并性：一种氨基酸有两种以上、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况的密码子的情况 。在一定程度上能防在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。的改变。问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？转运转运RNA(tRNA)A U G G AUA
10、U C？甲硫氨酸CUA反密码子核糖体基因控制蛋白质合成的过程基因控制蛋白质合成的过程DNADNA的遗传信息的遗传信息mRNAmRNA的遗传信息的遗传信息蛋白质的氨基酸排列顺序蛋白质的氨基酸排列顺序数量数量n3n6n下面我们看一下翻译的具体过程下面我们看一下翻译的具体过程UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质细胞质中的细胞质中的mRNAmRNAUCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨 核糖体核糖体mRNA mRNA 与核糖体结合与核糖体结合. .UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨 tRNAtRNA 上的反密码子与
11、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 .UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 tRNAtRNA 将氨基酸转运到将氨基酸转运到 mRNAmRNA上的上的 相应位相应位置置 . .UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 两个氨基酸分子缩合两个氨基酸分子缩合缩合缩合UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 核糖体随着核糖体随着 mRNAmRNA滑动滑动. . 另一个另一个 tRNAtR
12、NA 上的碱基与上的碱基与mRNAmRNA上的上的 密码子配对密码子配对. . UCAUG A UUA 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 一个个氨基酸分子缩合成链状结构一个个氨基酸分子缩合成链状结构UCAUG A UUA 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 t tRNARNA离开，再去转运新的氨基酸离开，再去转运新的氨基酸UCAUG A UUA 亮氨酸亮氨酸 天门冬天门冬酰氨酰氨 异亮氨酸异亮氨酸以以mRNAmRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 . . 翻译细胞质（核糖体）细胞质（核糖
13、体）mRNA蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸ATP、酶、酶 、转运转运RNARNA（tRNAtRNA）GC、CG、mRNA蛋白质蛋白质A密码子密码子精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸转运转运RNAG信使信使RNAGGDNA双链双链CCCAAT C GU C G练习2. 2. 某基因中含有某基因中含有12001200个碱基，则由它控制个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是 ( ( ) ) A198个个 B199个个 C200个个 D201个个B练习A. 46%,54% B.23%,27% C.27%,23% D.46%,27%BA1T2T1A2G1C1C2G212(A1 T1)%= (A2+ T2)%= (A总+T总)%(G1C1)%= (G2+C2)%= (G总+C总)%AmUmGmCmmRNA= (Am+Um)%= (Gm+Cm)%
