1、 第四章 第一节基因指导蛋白质的合成激趣导学人民教育出版社 高中|必修2 电影侏罗纪公园中恐龙复活的场景激趣导学人民教育出版社 高中|必修2 问题探讨：1.理解基因表达的转录和翻译的概念和过程；2.比较转录和翻译的异同；3.认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子；3.基因是如何控制蛋白质的合成？目标导学人民教育出版社 高中|必修2 导思点拨人民教育出版社 高中|必修2 控制生物体的指导合成直接体现者基因的表达转录翻译人民教育出版社 高中|必修2 1955年 布拉舍 用RNA酶分解变形虫细胞中的RNA，蛋白质合成停止。1955年 拉斯特 用已标记尿嘧啶核苷酸的培养液变形虫细胞，检测发现
2、该标记先出现在细胞核，随后出现在细胞质。死亡说明：蛋白质合成与RNA有关说明：RNA先出现在细胞核，后出现在细胞质。转录的实验证据基 因 指 导 蛋 白 质 的 合 成主要在细胞核在细胞质进行通过RNARNA充当了两者之间信使。人民教育出版社 高中|必修2 人民教育出版社 高中|必修2 RNA和DNA的区别项目RNADNA名称组成基本单位结构存在部位功能核糖核酸脱氧核糖核酸核糖核苷酸脱氧（核糖）核苷酸一般为单链一般为双链主要存在于细胞质中主要存在于细胞核中 C、H、O、N、P 核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、U C、H、O、N、P 脱氧核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、T传递遗传信息携带遗传
3、信息人民教育出版社 高中|必修2 核糖与脱氧核糖人民教育出版社 高中|必修2 AGTCGU人民教育出版社 高中|必修2 信使RNA（mRNA）：遗传信息传递的媒介。核糖体RNA（rRNA）：与蛋白质构成核糖体。转运RNA(tRNA)：转运氨基酸的工具。人民教育出版社 高中|必修2 为什么RNA适于作DNA的信使？RNA也是由核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。RNA与DNA的关系中，也遵循碱基互补配对原则。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。人民教育出版社 高中|必修2 问题：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？人民教育出版社 高中|必修2 在细胞核中，以DNA
4、的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程，称为转录。一、遗传信息的转录人民教育出版社 高中|必修2 DNA mRNA DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？人民教育出版社 高中|必修2 人民教育出版社 高中|必修2 TCATG T TT AAG T AC A A A T DNA（基因）的平面结构图转录的过程解旋AG T AC AA A T UUGGACUGCUGADNA模板链人民教育出版社 高中|必修2 AG T AC AA A T AGCUGACGGUUURNA聚合酶人民教育出版社 高中|必修2 AG T AC AA A T AGCGACGGUUUU人民教育出版社 高中|必修
5、2 AG T AC AA A T GCGACGGUUUUA人民教育出版社 高中|必修2 AG T AC AA A T GCGACGUUGUUA人民教育出版社 高中|必修2 AG T AC AA A T GCGACGUGUUAU人民教育出版社 高中|必修2 AG T AC AA A T GCGACGGUUAUU人民教育出版社 高中|必修2 AG T AC AA A T GCGACGGUUAUUA人民教育出版社 高中|必修2 AG T AC AA A T GCGCGGUUAUUAU人民教育出版社 高中|必修2 AG T AC AA A T GGCGGUUAUUAUC人民教育出版社 高中|必修2 A
6、G T AC AA A T GGCGGUUAUUAUCDNA模板链mRNA人民教育出版社 高中|必修2 AG T AC AA A T UCAUGAUUAmRNA 细胞核核孔DNA模板链核膜 细胞质人民教育出版社 高中|必修2 AG T AC AA A T UCAUGAUUAmRNA细胞质核膜细胞核人民教育出版社 高中|必修2 AG T AC AA A T UCAUGAUUAmRNA 细胞质 细胞核 核孔DNAUCAUGAUUAmRNAmRNA通过核孔进入细胞质人民教育出版社 高中|必修2 人民教育出版社 高中|必修2 TCATG T TT AAG T AC A A A T AG T AC A
7、A A T GU UAU UA U CmRNA模板链非模板链模板链DNA mRNA1、概念：2、场所：3、模板：4、原料：5、产物：6、配对原则：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程细胞核（主要）DNA的一条链4种游离的核糖核苷酸RNA（主要是mRNA)A-U，C-G，G-C，T-A 转录人民教育出版社 高中|必修2 人民教育出版社 高中|必修2 复制与转录的比较复制转录场所解旋模板原料酶能量碱基配对产物细胞核细胞核完全解旋只解有遗传效应的片段DNA的两条链只有DNA的一条链4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸DNA解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶ATPATP子代DNAmRNACG、CG
8、、TA人民教育出版社 高中|必修2 思考与讨论 1、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？2、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？人民教育出版社 高中|必修2 DNA双链片段a链b链CGAACCTCACGC信使RNA比较mRNA和b链，以及mRNA和a链的碱基序列的差异。GCTTGGAGTGCGGCUUGGAGUGCG按照碱基配对原则，1、写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列，2、写出b链对应的a链的碱基序列。mRNA通过核孔进入细胞质中，开始了它的新的里程-翻译人民教育出版社 高
9、中|必修2 转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质，RNA如何将信息翻译成蛋白质？二、遗传信息的翻译1、概念：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。问题：RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？人民教育出版社 高中|必修2 mRNA：碱基的数量排列顺序蛋白质：氨基酸的数量排列顺序种类决定决定决定?种?种4种20种讨论：一个碱基决定一个氨基酸，41=4二个碱基决定一个氨基酸，42=16三个碱基决定一个氨基酸，43=642、碱基与氨基酸的对应关系人民教育出版社 高中|必修2 实验验证：1961年英国的克里克和同事用实验证
10、明一个氨基酸是由mRNA的3个碱基决定，即密码子。信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基密码子:决定氨基酸的密码子共有多少种？氨基酸有多少种?UCAUGAUUAmRNA密码子密码子密码子3、密码子 人民教育出版社 高中|必修2 人民教育出版社 高中|必修2 61641种或多种相同密码子总数是 种，但决定氨基酸的密码子是 种。所有生物的密码子是 的。一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由 不同的密码子决定。人民教育出版社 高中|必修2 P65思考与讨论.A U G G A A G C A U G U C C G A G C A A G C C G.甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨
11、酸赖氨酸脯氨酸人民教育出版社 高中|必修2 （1）遗传密码共64个，能决定氨基酸的遗传密码只有61个。有3个终止密码子，没有对应的氨基酸。（起始密码子）（2）一个密码子决定一个特定的氨基酸。（3）简并性：色氨酸及甲硫氨酸各只有一个密码。多数氨基酸有二个以上的密码子。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。4、遗传密码的特性（4）通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。人民教育出版社 高中|必修2 问题：mRNA如何将信息翻译成蛋白质？5、翻译的过程转运RNA(tRNA)人民教育出版社 高中|必修2 tRNA“搬运工”游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的“生产线
12、-核糖体”上？ACU 天门冬酰氨一共有多少种tRNA?反密码子与密码子相互配对,转运的氨基酸由配对的密码子决定每种tRNA只能识别并转运一种特定的氨基酸!决定氨基酸的密码子有61种,所以tRNA 有61种人民教育出版社 高中|必修2 密码子与反密码子一种tRNA只能携带一种氨基酸?一种氨基酸只能由一种tRNA携带?A A U亮氨酸天冬氨酸AUG异亮氨酸AC U人民教育出版社 高中|必修2 A U G G AUA U CmRNA？甲硫氨酸CUA反密码子核糖体tRNA作用位点1 位点2人民教育出版社 高中|必修2 人民教育出版社 高中|必修2 人民教育出版社 高中|必修2 一个mRNA分子同时结合
13、多个核糖体意义：少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。人民教育出版社 高中|必修2 1、概念：2、场所：3、模板：4、原料：5、产物：7、配对原则：6、运载工具：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。核糖体mRNA20种游离的氨基酸蛋白质（或多肽链）tRNAA-U，U-A，C-G，G-C 翻译人民教育出版社 高中|必修2 从基因的表达过程可以看出：DNA（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使RNA中 的排列顺序，进而决定 的排列顺序，最终决定了 的结构和功能特异性。核糖核苷酸/密码子氨基酸蛋白质DNA(基因)蛋白质RNA转录翻译人民教
14、育出版社 高中|必修2 GAGUC A UGCmRNA转 录AGAGTCTG CT C CC AG A G T DNA翻 译蛋白质缬氨酸组氨酸精氨酸总结：基因指导蛋白质的合成人民教育出版社 高中|必修2 转 录翻 译定 义在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程场 所细胞核细胞质的核糖体模 板DNA的一条链信使RNA信息传递的方向DNAmRNAmRNA蛋白质原 料含A、U、C、G的4种核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸产 物信使RNA有一定氨基酸排列顺序的蛋白质实 质是遗传信息的转录是遗传信息的表达人民教育出版社 高中|必修2 比较
15、项目复制 转录 翻译场 所 细胞核 细胞核细胞质模 板DNA的两条链DNA的一条链 mRNA酶解旋酶，DNA聚合酶等解旋酶，RNA聚合酶等多种酶能 量 ATP ATPATP原 料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸氨基酸产 物子代DNA mRNA 多肽链碱基配对A-T T-AG-C C-GA-U T-AG-C C-GA-U U-AG-C C-G复制、转录和翻译的比较人民教育出版社 高中|必修2 对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸脯氨酸1、已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG,你能写出对应的氨基酸序列？2、地球上几乎所有的生物体都共用上述
16、密码子表。根据这一事实说明什么？说明地球上所有的生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有共同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。设问寻疑人民教育出版社 高中|必修2 设问寻疑人民教育出版社 高中|必修2 4、原核生物和真核生物基因表达的异同？真核生物基因表达场所不同，转录在细胞核中，翻译在细胞质中，不能同时进行，而原核生物基因表达场所相同，可同时进行。设问寻疑人民教育出版社 高中|必修2 3、生物表现出多样性的根本原因和直接原因是什么？根本原因：DNA分子上的脱氧核苷酸的排列顺序不同。直接原因：氨基酸的种类，数目和排列顺序不同，肽链的空间结构不同。诊断反馈人民教育出版社 高中|必修2 B
17、1、遗传密码的组成是（）A、由A、T、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。B、由A、U、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。C、由A、T、G、C、U五种碱基中任何三个做排列组合。D、由A、U、G、T四种碱基中任何三个做排列组合。诊断反馈人民教育出版社 高中|必修2 C2、DNA决定RNA的性质是通过（）A、信使RNA的密码B、DNA特有的自我复制C、碱基互补配对原则D、转运RNA的媒介诊断反馈人民教育出版社 高中|必修2 3.一段信使RNA上有30个碱基，其中A和G共有12个，转录出该RNA的一段DNA中的C和T的个数以及翻译合成一条多肽链时脱去的水分子数分别是：（）A.30个，10个 B.3
18、0个，9个 C.18个，9个 D.12个，10个4.已知某tRNA一端的三个碱基顺序是GAU，所转运的是亮氨酸，那么决定氨基酸的密码子是由下列哪个碱基序列转录而来的：（）A.GAT B.GAU C.CUA D.CTAA 诊断反馈人民教育出版社 高中|必修2 5.关于遗传信息和遗传密码的下列叙述中，正确的是：（）A.遗传信息位于mRNA上，遗传密码位于DNA上，构成的碱基相同B.遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA上，构成碱基相同C.遗传信息和遗传密码都位于DNA上，构成碱基相同D.遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA上，构成的碱基不同D拓展延伸人民教育出版社 高中|必修2 DNA的碱基数：mRNA的碱基数：密码子：蛋白质中氨基酸数6n:3n:n:n。（6:3:1:1）DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间的数量关系。说明：因为基因中存在又终止密码子等片段，实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。nDNA3n3n3n转录翻译信使RNA蛋白质
