1、第四章基因的表达第四章基因的表达第一节第一节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成资料一：人的白化病症状是资料一：人的白化病症状是由于控制酪氨酸酶的基因由于控制酪氨酸酶的基因异常而不能够合成酪氨酸异常而不能够合成酪氨酸酶引起的。酪氨酸酶能够酶引起的。酪氨酸酶能够将酪氨酸转变为黑色素。将酪氨酸转变为黑色素。分析上述资料，说出在上述分析上述资料，说出在上述例子中基因、蛋白质是如例子中基因、蛋白质是如何影响性状的？何影响性状的？基因、蛋白质、性状的关系基因、蛋白质、性状的关系人的白化病人的白化病控制控制酪氨酸酪氨酸酶酶的的基因异常基因异常酪氨酸酶酪氨酸酶不能正常合成不能正常合成酪氨酸酪氨酸不能不
2、能正常转化为黑色素正常转化为黑色素缺乏黑色素而缺乏黑色素而表现为白化病表现为白化病控制控制酪氨酸酪氨酸酶酶的的基因正常基因正常酪氨酸酶酪氨酸酶正常合成正常合成酪氨酸酪氨酸能能正常转化为黑色素正常转化为黑色素表现正常表现正常结论：结论：基因通过基因通过控制控制酶的合成来酶的合成来控制代谢过程控制代谢过程，进进而控制生物体的性状而控制生物体的性状白化病人白化病人正常人正常人蛋白质是生命活动的蛋白质是生命活动的_者和者和_者者性状的形成离不开性状的形成离不开_(_(特别是酶特别是酶)的作用的作用_控制生物体的性状控制生物体的性状基因基因_蛋白质蛋白质_来来_性状！性状！体现体现承担承担蛋白质蛋白质基
3、因基因通过指导通过指导的合成的合成控制控制基因、基因、蛋白质、蛋白质、性状的关系性状的关系（一）基因（一）基因1、对基因认识的发展、对基因认识的发展（1）遗传因子遗传因子 （2）基因位于染色体上，呈直线排列基因位于染色体上，呈直线排列，染色体是基因的载体，染色体是基因的载体 （3）基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段片段（概念）（概念）2、基因、染色体、基因、染色体、DNA的关系的关系（1）一条染色体上一个一条染色体上一个DNA分子（未复制时或分裂刚结束时）分子（未复制时或分裂刚结束时）（2）一个一个DNA分子上有很多基因（基因是决定生物性状的基本单位）分子上有很多基因（基因是决定生
4、物性状的基本单位）（3）一个基因含有成百上千个脱氧核苷酸一个基因含有成百上千个脱氧核苷酸（4）不同基因含有不同遗传信息不同基因含有不同遗传信息(二二)基因的功能基因的功能 通过复制把遗传信息传递给下一代，即通过复制把遗传信息传递给下一代，即传递传递遗传信息遗传信息 使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质分子上，从而使使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质分子上，从而使后代表现出与亲代相似的性状，即后代表现出与亲代相似的性状，即表达表达遗传信息（基因遗传信息（基因的表达）的表达）亲代信息亲代信息复制复制子代信息子代信息表达表达子代性状子代性状有性生殖有性生殖个体发育个体发育 1 RNA的结构、种类和功能
5、的结构、种类和功能 RNA的结构：组成单位是核糖核苷酸的结构：组成单位是核糖核苷酸核糖核糖含氮碱基含氮碱基种类种类mRNAtRNA:蛋白质合成中运输氨基酸rRNA：参与核糖体的构成，与蛋白质的合成有关:转录遗传信息，翻译的模板转录遗传信息，翻译的模板分布：主要在分布：主要在细胞质细胞质、核仁核仁（少少）三种三种RNA示意图示意图信使信使RNARNA（mRNA）：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（rRNA）：与蛋白质构成核糖体。与蛋白质构成核糖体。转运转运RNA(RNA(tRNA)：转运氨基酸的工具。转运氨基酸的工具。比较RNA与DNA结构的不同 比较项目比较项目
6、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分子大小分子大小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 T T C G C GA A U U C G C G双链结构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很大很大比较小比较小构成核酸的碱基共构成核酸的碱基共5 5种，核苷酸共种，核苷酸共8 8种。种。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
7、 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 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 CmRNADNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上1.DNA的转录的转录a.DNA a
8、.DNA 解旋，以一条链为模板合成解旋，以一条链为模板合成RNARNAb.b.DNA DNA与与RNARNA的碱基互补配对：的碱基互补配对：AUAU;TA;TA；CGCG；GCGCc.组成组成 RNA 的的核糖核苷酸核糖核苷酸一个个连接起来一个个连接起来场所：场所：主要在主要在细胞核细胞核过程：过程：条件：条件：模板模板：DNA的一条链的一条链酶酶：解旋酶解旋酶、RNA聚合酶聚合酶原料原料：四种核糖核苷酸：四种核糖核苷酸能量能量：ATP结果结果：形成一条形成一条mRNA这样：这样：DNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上实验验证：实验验证：19611961年英国
9、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信使信使RNARNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基密码子密码子: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？氨基酸有多少种氨基酸有多少种?UCAUG A UUAmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子遗传密码的特性：遗传密码的特性：1.1.有有3 3个终止密码，没有对应的氨基酸，个终止密码，没有对应的氨基酸，所以，在所以，在6464个遗传密码中，能决定氨基个遗传密码中，能
10、决定氨基酸的遗传密码子只有酸的遗传密码子只有6161个。个。2.2.通用性：地球上通用性：地球上几乎所有的生物共用几乎所有的生物共用一套密码子表一套密码子表。3.3.简并性：一种氨基酸有两种以上的密简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况码子的情况 。在一定程度上能防止由于。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。碱基的改变而导致的遗传信息的改变。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？翻翻 译译UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天冬氨天冬氨酸酸 核糖体核糖体细胞质中的细胞质中的mRNAmRNA与核糖体结合与核糖体结合
11、细胞质中细胞质中UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天冬氨天冬氨酸酸 tRNAtRNA上的反密码子与上的反密码子与mRNAmRNA上的密码子互补上的密码子互补配对配对 细胞质中细胞质中UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天冬氨天冬氨酸酸AUG 异亮氨酸异亮氨酸细胞质中细胞质中 tRNA tRNA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 天冬氨天冬氨酸酸AUG 异亮氨酸异亮氨酸缩合缩合细胞质中细胞质中 两个氨基酸分子缩合两个氨基酸分子缩合UCAUG A UUAA A U
12、 亮氨酸亮氨酸AC U 天冬氨天冬氨酸酸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tRNAtRNA上的碱上的碱基与基与mRNAmRNA上的上的 密码子配对密码子配对 细胞质中细胞质中UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天冬氨天冬氨酸酸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细胞质中细胞质中UCAUG A UUAAUG 亮氨酸亮氨酸 天冬氨天冬氨酸酸 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为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质质 细胞质中细胞质中动画演示动画演
13、示翻译细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）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蛋白质蛋白质复制复制转录转录翻译翻译场所场所细胞核（主要）细胞核（主要）细胞核细胞核核糖体核糖体模板模板DNA的的两条链两条链DNA片段中的片段中的一条链一条链信使信使RNA原料原料脱氧核苷酸脱氧核苷酸（4种）种）核苷酸核苷酸（4种）种）氨基酸氨基酸（20种）种）碱基配碱基配对方式对方式A-T、T-A、G-C、C-GA-U、T-A、G-C、C-GA-U、U-A、G-C、C-G产物产物两个相同的两个相同的DNA分子分子一个一个RNA分子分子蛋白质蛋白质
14、DNARNA蛋白质转录转录翻译翻译DNADNA碱基数碱基数:mRNA:mRNA碱基数碱基数:氨基酸个数氨基酸个数 =6:3:11 1、用一个简单的式子来表示转录和翻译的过程。、用一个简单的式子来表示转录和翻译的过程。DNA双双链片段链片段a链链G C T T G G A G T G C Gb链链C G A A C C T C A C G C信使信使RNAG C U U G G A G U G C G密码子密码子G C U U G G A G U G C G反密码子反密码子C G A A C C U C A C G C氨基酸氨基酸丙氨酸丙氨酸 色氨酸色氨酸 丝氨酸丝氨酸 丙氨酸丙氨酸2 2、分析
15、碱基数目和氨基酸分子个数之间的关系：、分析碱基数目和氨基酸分子个数之间的关系：1.DNA DNA:DNA作为遗传物质的自我复制；作为遗传物质的自我复制；2.RNA RNA:RNA作为遗传物质的自我复制；作为遗传物质的自我复制；3.DNA RNA:细胞核中进行的转录过程；细胞核中进行的转录过程；4.RNA DNA:个别病毒的逆转录过程；个别病毒的逆转录过程；5.RNA 蛋白质蛋白质:细胞质中核糖体中的翻译过程细胞质中核糖体中的翻译过程。基因控制蛋白质合成的过程DNA的遗传信息mRNA的遗传信息蛋白质的氨基酸排列顺序数量数量n3n6n(1)图中A是_C是_G是_(2)B有_种，名称是_(3)图中D
16、和E的关系是_(4)图中D和F的关系是_(5)图中E和F的关系是_(6)图中E和G的关系是_(7)图中F和H的关系是_DNA双链双链GG信使信使RNAG转运转运RNA氨基酸氨基酸密码子密码子ACCTACAGCU精氨酸精氨酸CG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4 4、设控制某含、设控制某含a a条肽链的蛋白质合成的基因含条肽链的蛋白质合成的基因含X X个碱基对，氨基酸的平均分子量为个碱基对，氨基酸的平均分子量为Y
17、Y，则该蛋白，则该蛋白质的分子量约为质的分子量约为 A.B.A.B.C.D.C.D.aXXY181632 XXY631 183 ax1833 aXYX5 5、某基因有、某基因有192192个脱氧核苷酸其控制合成的多肽个脱氧核苷酸其控制合成的多肽应脱掉的水分子为应脱掉的水分子为 A.191 B.95 C.32 D.31A.191 B.95 C.32 D.316 6、由、由n n个碱基组成的基因，控制合成由个碱基组成的基因，控制合成由1 1条多肽条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均分子量为链组成的蛋白质，氨基酸的平均分子量为a a，则，则该蛋白质的分子量最大为该蛋白质的分子量最大为 A Ana/6na/6 B Bna/3-18na/3-18（n/3-1n/3-1）C Cna-18(n-1)na-18(n-1)D Dna/6-18(n/6-1)na/6-18(n/6-1)
