1、第第4 4章章 基因的表达基因的表达第第1 1节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成v1、什么叫做基因？、什么叫做基因？v2、DNA的主要分布？的主要分布？v3、蛋白质的合成场所及原料？、蛋白质的合成场所及原料？基因（基因（DNADNA）RNA RNA 蛋白质蛋白质 （细胞核）（细胞核）（细胞质）（细胞质）转录转录翻译翻译RNA充当了两者之间的信使。比较项目比较项目DNADNARNARNA基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基结构结构主要存在部位主要存在部位DNA,RNA DNA,RNA 的主要区别的主要区别脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖A A
2、T T C G C GA A U U C G C G多为双链结构多为双链结构多为单链结构多为单链结构细胞核细胞核细胞质细胞质 RNARNA一般为单链，而且比一般为单链，而且比 DNA DNA 要短，因此能够通过要短，因此能够通过核孔核孔 ，从，从 细胞核转移到细胞质之中。细胞核转移到细胞质之中。RNARNA是由核苷酸连接而形成的，和是由核苷酸连接而形成的，和DNADNA一样能一样能储储存遗传信息。存遗传信息。三种三种RNA示意图示意图信使信使RNARNA：遗传信息传递的媒介遗传信息传递的媒介核糖体核糖体RNARNA：与蛋白质构成核糖体与蛋白质构成核糖体转运转运RNARNA：转运氨基酸的工具转运
3、氨基酸的工具2.场所，时间：场所，时间：主要在主要在细胞核细胞核，整个的生长发育过程，整个的生长发育过程3.3.条件：条件：模板：模板：酶：酶：原料：原料：能量：能量：5.5.产物：产物：一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录4.过程过程：a.DNA a.DNA 解旋解旋，碱基暴露，碱基暴露b.DNAb.DNA和和RNARNA的碱基互补的碱基互补配对配对：AU;T-A CG AU;T-A CG；G-C G-C c.以一条链为模板以一条链为模板合成合成RNARNA，d.mRNAd.mRNA从从DNADNA上上释放释放，DNADNA双链恢复双链恢复DNADNA的的一条链一条链RNARNA聚合酶聚合酶
4、等等四种四种核糖核苷酸核糖核苷酸 形成一条形成一条mRNAmRNA1.1.定义：定义：在在细胞核细胞核中以中以DNADNA的的一条链一条链为模板按照为模板按照碱基互补配对碱基互补配对原则原则合成了合成了RNARNA的过程。信息传递的过程。信息传递DNA mRNADNA mRNAATPATP（1 1）DNADNA的两条链都能转录吗？的两条链都能转录吗？（2 2）DNADNA链完全解开吗？链完全解开吗？（3 3）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊 情况？情况？其中一条链为模板其中一条链为模板局部解开双链局部解开双链 A T C GDNA RNA U A
5、G C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。DNA双链双链片段片段a链链b链链C G A A C C T C A C G C信使信使RNA比较比较mRNA和和b链，以及链，以及mRNA和和a链的碱基序列的差异。链的碱基序列的差异。G C T T G G A G T G C GGCUUGGAGUGCG转录与转录与DNADNA分子复制的区别分子复制的区别复制复制转录转录时间时间场所场所原料原料模板模板条件条件配对原则配对原则特点特点产物产物意义意义有丝分裂间期和减数有丝分裂间期和减数第一次分裂间期第一次分裂间期生长发育过程生长发育过程主
6、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TATA、GCGCAUAU 、CGCG 、TA TA边解旋边复制，半保留复制边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录边解旋边转录两个双链两个双链DNADNA分子分子一条单链一条单链mRNAmRNA复制遗传信息，使遗传信复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代息从亲代传给子代传递遗传信息，为传递遗传信息，为翻译做准备翻译做准备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DNADNA的两条链的两条链DNADNA中的一条链中的一条链模板、原料、模板、原料、ATPATP、酶、酶【及时训练】下图中表示转录过程的是（下图中表示转
7、录过程的是（）B B4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)问题情境：问题情境：转录后进入细胞质的转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，序列，而不是蛋白质。那么，mRNA如如何将遗传信息翻译成蛋白质？何将遗传信息翻译成蛋白质？翻译翻译4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)思考：思考：组成蛋白质的氨基酸的种类：组
8、成蛋白质的氨基酸的种类：组成信使组成信使RNARNA的碱基种类：的碱基种类：4 4种碱基如何决定蛋白质的种碱基如何决定蛋白质的2020种氨基酸呢？种氨基酸呢？2020种种4 4种种如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，即种，即 如果如果3 3个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就可决定个氨基酸就可决定_种，即种，即 如果如果2 2个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，即种，即4 416166464A U C G A U C C G C AA U C G A U C C G C ADNADNAmRNAmRNA转录转录A T
9、C G A T C C G C AA T C G A T C C G C AT A G C T A G G C G TT A G C T A G G C G T4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)实验验证：实验验证：19611961年英国的克里克和同事用实验证明一年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由个氨基酸是由m mRNARNA的的3 3个碱基决定，即个碱基决定，即三联体密码子三联体密码子mRNAmRNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3 3个相邻的碱
10、基个相邻的碱基决定氨基酸的密码子共有多少种？决定氨基酸的密码子共有多少种？UCAUG A UUAmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子密码子密码子:4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)3 3种终止密码子：不编码氨基酸种终止密码子：不编码氨基酸密码子密码子:共共6464种种 6161种种：对应：对应2020种氨基酸种氨基酸；4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019
11、）高中生物必修二课件(共34张PPT)(1)(1)每个密码子只能编码一种氨基酸每个密码子只能编码一种氨基酸；(2)2)有的氨基酸可能由有的氨基酸可能由一个以上一个以上的密码子编码的密码子编码（密码子的简并性，有何意义？）；（密码子的简并性，有何意义？）；(3)(3)几乎所有生物都共用一套密码子。几乎所有生物都共用一套密码子。分析密码子的特点：分析密码子的特点：增大增大“容错性容错性”4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)思考与讨论思考与讨论：已知一段：已知一段mRN
12、AmRNA的碱基序列是的碱基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCGAUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能结合密码，你能结合密码子表写出对应的氨基酸序列吗？子表写出对应的氨基酸序列吗？甲硫氨酸甲硫氨酸谷氨酸谷氨酸丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸脯氨酸脯氨酸丝氨酸丝氨酸赖氨酸赖氨酸脯氨酸脯氨酸4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)tRNAtRNA“搬运工搬运工”一共有多少种一共有多少种tRNAtRNA?AC U 反密码子反密码子 反密码子与密
13、码子相互配对反密码子与密码子相互配对,转运的氨基酸由配对转运的氨基酸由配对的密码子决定的密码子决定.每种每种tRNAtRNA只能识别并转运只能识别并转运一种特定的氨基酸一种特定的氨基酸!有有6161种种一种氨基酸可由多种一种氨基酸可由多种tRNAtRNA来转运来转运天门冬酰氨天门冬酰氨4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)核糖体核糖体A AC CG GU UG GA AU UU UA AmRNA细胞质细胞质U UA AC C甲硫甲硫氨酸氨酸A AC CU U天冬天冬
14、氨酸氨酸A AU UG G异亮异亮氨酸氨酸mRNA与核糖体结与核糖体结合合tRNAtRNA上的上的反密码子反密码子与与 mRNAmRNA上的上的密码子密码子互补配对互补配对翻翻译译4.1 4.1 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成-人教版（人教版（20192019）高中生物必修二课件）高中生物必修二课件(共共3434张张PPT)PPT)4.1 4.1 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成-人教版（人教版（20192019）高中生物必修二课件）高中生物必修二课件(共共3434张张PPT)PPT)A AC CG GU UG GA AU UU UA AmRNA细胞质细胞质U UA AC C
15、甲硫甲硫氨酸氨酸A AC CU U天冬天冬氨酸氨酸肽键肽键 两个氨基酸分子两个氨基酸分子脱水缩合脱水缩合A AU UG G异亮异亮氨酸氨酸翻翻译译4.1 4.1 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成-人教版（人教版（20192019）高中生物必修二课件）高中生物必修二课件(共共3434张张PPT)PPT)4.1 4.1 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成-人教版（人教版（20192019）高中生物必修二课件）高中生物必修二课件(共共3434张张PPT)PPT)肽键肽键肽键肽键A AC CG GU UG GA AU UU UA AmRNA细胞质细胞质U UA AC C甲硫甲硫氨酸氨酸A
16、 AC CU U天冬天冬氨酸氨酸 两个氨基酸分子两个氨基酸分子脱水缩合脱水缩合A AU UG G异亮异亮氨酸氨酸核糖体沿着核糖体沿着 mRNA移动，另一个移动，另一个 tRNA上上的的反密码子反密码子与与mRNA上的上的密码子密码子互补互补配对配对翻翻译译4.1 4.1 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成-人教版（人教版（20192019）高中生物必修二课件）高中生物必修二课件(共共3434张张PPT)PPT)4.1 4.1 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成-人教版（人教版（20192019）高中生物必修二课件）高中生物必修二课件(共共3434张张PPT)PPT)肽键肽键肽键肽键
17、A AC CG GU UG GA AU UU UA AmRNA细胞质细胞质A AC CU U天冬天冬氨酸氨酸A AU UG G异亮异亮氨酸氨酸核糖体沿着核糖体沿着 mRNA移动，另一个移动，另一个 tRNA上上的的反密码子反密码子与与mRNA上的上的密码子密码子互补互补配对配对tRNA离开，再去转运新的氨基酸离开，再去转运新的氨基酸U UA AC C甲硫甲硫氨酸氨酸翻翻译译4.1 4.1 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成-人教版（人教版（20192019）高中生物必修二课件）高中生物必修二课件(共共3434张张PPT)PPT)4.1 4.1 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成-人
18、教版（人教版（20192019）高中生物必修二课件）高中生物必修二课件(共共3434张张PPT)PPT)A AC CG GU UG GA A U UU UA AU UA AC CA AC CU UA AU UG G以以mRNA为模板形成有一定氨基酸顺序的多肽链；为模板形成有一定氨基酸顺序的多肽链；mRNA 和多肽链被释放到细胞质中和多肽链被释放到细胞质中甲硫甲硫氨酸氨酸天冬天冬氨酸氨酸异亮异亮氨酸氨酸细胞质细胞质翻翻译译4.1 4.1 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成-人教版（人教版（20192019）高中生物必修二课件）高中生物必修二课件(共共3434张张PPT)PPT)4.1 4.
19、1 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成-人教版（人教版（20192019）高中生物必修二课件）高中生物必修二课件(共共3434张张PPT)PPT)翻翻 译译4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)翻译是一个快速的过程：翻译是一个快速的过程：一个一个mRNA可以可以结合多个核糖结合多个核糖体体；同时合成；同时合成多条肽链多条肽链翻翻译译4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019
20、）高中生物必修二课件(共34张PPT)翻译小结翻译小结定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNAmRNA为模板为模板合合 成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。原料：原料：_多种氨基酸多种氨基酸场所：场所：_过程：过程：_细胞质中的核糖体细胞质中的核糖体起始、延伸、终止起始、延伸、终止模板：模板：_产物：产物：_遗传信息传递方向：遗传信息传递方向：_mRNAmRNA多肽链（蛋白质）多肽链（蛋白质）mRNAmRNA蛋白质蛋白质4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)4.1 基因指导
21、蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)基因基因 蛋白质蛋白质(体现性状体现性状)(细胞核细胞核)(细胞质细胞质)mRNAmRNA 转录转录 翻译翻译基因表达的过程包括：基因表达的过程包括：转录转录 翻译翻译总结：总结：遗传信息遗传信息 （DNADNA碱基序列碱基序列）密码子密码子（mRNAmRNA的碱基序列的碱基序列）特定的特定的氨基酸序列氨基酸序列决定决定决定决定4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)项目项目DNADNA复制复制转录转
22、录翻译翻译场所场所细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核（主要）核糖体核糖体模板模板DNA两条链两条链DNA一条链一条链mRNA原料原料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20种氨基酸种氨基酸能量能量ATP酶酶DNA解旋酶解旋酶 等等RNA聚合酶等聚合酶等各种酶各种酶碱基配对碱基配对AT TACG GCAU TACG GCAU UACG GC产物产物DNARNA蛋白质（多肽）蛋白质（多肽）信息传递信息传递DNADNADNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质列表比较列表比较DNA复制、转录和翻译复制、转录和翻译4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二
23、课件(共34张PPT)4.1 基因指导蛋白质的合成-人教版（2019）高中生物必修二课件(共34张PPT)A A G A A A G T T mRNAA A G A A A G U U T T C T T T C A A 模板模板DNADNA（基因）碱基数、（基因）碱基数、mRNAmRNA碱基数以及氨基酸数之碱基数以及氨基酸数之间的关系：间的关系：赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸缬氨酸缬氨酸DNA（基因）碱基数（基因）碱基数 ：mRNA碱基数碱基数 ：氨基酸数：氨基酸数 =6：3：1DNA氨基酸氨基酸遗传信息表达的相关计算遗传信息表达的相关计算DNARNA多肽链多肽链6n 个碱基个碱基3n 个碱基个碱
24、基 n 个氨基酸个氨基酸转录转录翻译翻译由某由某DNA片段转录的片段转录的mRNA中，尿嘧啶占中，尿嘧啶占28%，腺嘌呤占，腺嘌呤占18%，则这个，则这个DNA片段中胸腺嘧啶和鸟嘌呤分别占多少？片段中胸腺嘧啶和鸟嘌呤分别占多少？、23%27%遗传信息表达的相关计算遗传信息表达的相关计算DNARNA多肽链多肽链6n 个碱基个碱基3n 个碱基个碱基 n 个氨基酸个氨基酸转录转录翻译翻译某生物的一个体细胞中有某生物的一个体细胞中有50个个DNA分子，其中某个分子，其中某个DNA分子分子含有含有3 000个碱基。由该个碱基。由该DNA分子控制合成的蛋白质分子中分子控制合成的蛋白质分子中最多有最多有_个
25、氨基酸。个氨基酸。500遗传信息表达的相关计算遗传信息表达的相关计算DNARNA多肽链多肽链6n 个碱基个碱基3n 个碱基个碱基 n 个氨基酸个氨基酸转录转录翻译翻译已知某蛋白质分子由两条肽链组成，含有已知某蛋白质分子由两条肽链组成，含有31个肽键。则控个肽键。则控制该蛋白质合成的制该蛋白质合成的DNA片段中至少含有片段中至少含有_个碱基对。个碱基对。在翻译阶段至少需要在翻译阶段至少需要_个个tRNA分子。分子。9933区分：遗传信息、密码子、反密码子区分：遗传信息、密码子、反密码子 一般指一般指DNADNA分子中分子中的脱氧核苷酸序列（碱基序列）的脱氧核苷酸序列（碱基序列）mRNAmRNA分
26、子上分子上相邻的三个碱基决定相邻的三个碱基决定1 1个氨基酸，这样的三个氨基酸，这样的三个碱基叫做个碱基叫做1 1个密码子。个密码子。tRNAtRNA分子分子一端的三个碱基，可以和一端的三个碱基，可以和mRNAmRNA上的密码子互补上的密码子互补配对，这三个碱基叫做反密码子。配对，这三个碱基叫做反密码子。遗传信息：遗传信息：密码子：密码子：反密码子：反密码子：2 2、一条多肽链上有氨基酸、一条多肽链上有氨基酸300300个，则作为合成该多肽链个，则作为合成该多肽链 模板的信使模板的信使RNARNA分子和转录信使分子和转录信使RNARNA的的DNADNA分子至少要分子至少要 有碱基多少个？有碱基
27、多少个？A.300A.300；600 B.900600 B.900；18001800 C.900 C.900；900 D.600900 D.600；9009003 3、某生物基因单链的一段是、某生物基因单链的一段是G GC CA AG GA AC CA AA AA A 若以此链为模板，经转录翻译形成的多肽链上所对应若以此链为模板，经转录翻译形成的多肽链上所对应的氨基酸顺序是的氨基酸顺序是 苯丙氨酸苯丙氨酸UUUUUU；天冬氨酸天冬氨酸GACGAC；亮氨酸亮氨酸CUGCUG；赖氨酸赖氨酸AAAAAA；精氨酸精氨酸CGUCGU；丙氨酸丙氨酸GCAGCA A.A.B.B.C.C.D.D.4 4、在人
28、体中，由、在人体中，由A A、T T、C C三种碱基参与构成的核苷酸共三种碱基参与构成的核苷酸共 A A2 2种种 B B4 4种种 C C5 5种种 D D6 6种种5 5、DNADNA分子的基本功能是遗传信息的分子的基本功能是遗传信息的 A A贮存和表达贮存和表达 B B传递和表达传递和表达 C C贮存和传递贮存和传递 D D转录和翻译转录和翻译6 6、DNADNA复制，转录和翻译后所形成的产物分别是复制，转录和翻译后所形成的产物分别是 A ADNADNA，RNARNA，蛋白质，蛋白质 B BDNADNA，RNARNA和氨基酸和氨基酸 C CRNARNA，DNADNA和核糖和核糖 D DR
29、NARNA，DNADNA和蛋白质和蛋白质7 7、某、某DNADNA分子片段中碱基为分子片段中碱基为24002400对，则由此片段所控制对，则由此片段所控制合成的多肽链中，最多有氨基酸（合成的多肽链中，最多有氨基酸（）种）种 A A800800 B B400400 C C200200 D D20208 8、DNADNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终 翻译的氨基酸如下表翻译的氨基酸如下表则右图所示的则右图所示的tRNAtRNA所携带的氨基酸是所携带的氨基酸是A A赖氨酸赖氨酸 B B丙氨酸丙氨酸 C C半胱氨酸半胱氨酸 D D苏氨酸苏氨酸9 9、(04(04高考江苏高考江苏)下列对转运下列对转运RNARNA的描述，正确的是的描述，正确的是 A.A.每种转运每种转运RNARNA能识别并转运多种氨基酸能识别并转运多种氨基酸 B.B.每种氨基酸只有一种转运每种氨基酸只有一种转运RNARNA能转运它能转运它 C.C.转运转运RNARNA能识别信使能识别信使RNARNA上的密码子上的密码子 D.D.转运转运RNARNA转运氨基酸到细胞核内转运氨基酸到细胞核内
