1、 第第4章章 基因的表达基因的表达 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 生物组：张永斌生物组：张永斌 2016.11.241 1、识记、识记RNARNA的基本单位、化学组成和种类，以的基本单位、化学组成和种类，以及它与及它与DNADNA在组成、结构、功能和分布等方面的在组成、结构、功能和分布等方面的异同。异同。2 2、理解基因表达的转录和翻译的概念和过程。、理解基因表达的转录和翻译的概念和过程。3 3、比较转录和翻译的异同。、比较转录和翻译的异同。4 4、认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子。反密码子。学习目标学习目标蛋白质
2、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因基因通过指导通过指导的合成的合成控制控制一、一、DNADNA与与RNARNA的比较的比较比较项目比较项目DNADNARNARNA全称全称脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸核糖核酸核糖核酸分布分布主要存在于细胞核中主要存在于细胞核中主要存在于细胞质中主要存在于细胞质中化学组成化学组成基本组成单位基本组成单位碱基碱基五碳糖五碳糖无机酸无机酸嘌呤嘌呤脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核
3、糖核苷酸腺嘌呤腺嘌呤A A、鸟嘌呤、鸟嘌呤G G腺嘌呤腺嘌呤A A、鸟嘌呤、鸟嘌呤G G胞嘧啶胞嘧啶C C、胸腺嘧啶、胸腺嘧啶T T胞嘧啶胞嘧啶C C、尿嘧啶、尿嘧啶U U脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸空间结构空间结构规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构通常呈单链结构分类分类通常只有一类通常只有一类mRNAmRNA、tRNAtRNA、rRNArRNA三类三类功能功能主要的遗传物质，只要主要的遗传物质，只要生物体内存在生物体内存在DNADNA，DNADNA就是遗传物质就是遗传物质嘧啶嘧啶生物体内若无生物体内若无DNADNA时，时，RNARNA是遗传物质；是遗传物质；若存在若存
4、在DNADNA时，时，RNARNA辅助辅助DNADNA完成功能完成功能少数少数RNARNA具有催化作用，可降低活化具有催化作用，可降低活化能能相同点相同点：化学组成成分中都有磷酸及碱基化学组成成分中都有磷酸及碱基A A、C C、G G 二者都是核酸，核酸中的碱基序列就是遗传信息二者都是核酸，核酸中的碱基序列就是遗传信息联系：联系：RNARNA是以是以DNADNA的一条链为模板转录产生的，即的一条链为模板转录产生的，即RNARNA的遗传信息来自的遗传信息来自DNADNA 判断下列说法的正误判断下列说法的正误1 1、若核酸中出现碱基、若核酸中出现碱基T T或五碳糖为脱氧核糖，则必为或五碳糖为脱氧核
5、糖，则必为DNADNA。2 2、若核酸中存在、若核酸中存在A A、T T、C C、G G四种碱基，其中四种碱基，其中A AT T、C CG G，则该核酸为单链则该核酸为单链DNADNA。3 3、若核酸中出现碱基、若核酸中出现碱基C C，则必为，则必为RNARNA。4 4、在人体中，由、在人体中，由A A、T T、C C三种碱基参与构成三种碱基参与构成的核苷酸共的核苷酸共 A A2 2种种 B B4 4种种 C C5 5种种 D D6 6种种(一一)转录转录在在_内，以内，以DNADNA的的 _ _ 为为_，按照按照_的原则合成的原则合成_的过程。的过程。细胞核细胞核一条链一条链模板模板碱基互补
6、配对碱基互补配对RNARNADNA(DNA(基因基因)蛋白质蛋白质RNARNA转录翻译GCGACGUUARNARNADNADNARNARNA聚合酶聚合酶转录的过程转录的过程TC C AG T G C A AGCGACGUA URNARNADNADNA转录的过程转录的过程TC C AG T G C A CGACGUA UGRNARNADNADNA转录的过程转录的过程TC C AG T G C A CGAUCA UGRNARNADNADNA转录的过程转录的过程TC C AG T G C A GCA UGARNARNADNADNA转录的过程转录的过程TC C AG T G C A CGUGCA UG
7、A CRNARNADNADNA 转录的过程转录的过程TC C AG T G C A GUGCA UGA CURNARNADNADNA转录的过程转录的过程TC C AG T G C A GGCA UGA CU GRNARNADNADNA转录的过程转录的过程TC C AG T G C A GTC C AG T G C A CA UGA CU G GRNARNADNADNA转录的过程转录的过程TC C AG T G C A CA UGA CU G G形成形成mRNAmRNA链，链，DNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上RNARNADNADNA转录的过程转录的过程转录
8、小结转录小结主要在细胞核中（细胞质中也可进行）主要在细胞核中（细胞质中也可进行）核糖核苷酸核糖核苷酸DNA的一条链的一条链RNA（3种）种）ATP、RNA聚合酶聚合酶GC、CG、TA、DNARNA定义定义:在细胞核中，以在细胞核中，以DNA（基因）的一条链为（基因）的一条链为模板合成模板合成mRNA的过程的过程练习：练习：1 1、mRNAmRNA上有上有2525的腺嘌呤，的腺嘌呤，3535的尿嘧啶，的尿嘧啶，则转录该则转录该mRNAmRNA的的DNADNA分子上腺嘌呤占碱基总分子上腺嘌呤占碱基总数的（数的（）A A、5050 B B、2525 C C、3030 D D、3535C2 2、烟草、
9、烟草花叶病毒中，所含的核苷酸种、烟草、烟草花叶病毒中，所含的核苷酸种类和碱基种类各有多少？类和碱基种类各有多少？烟草中的核苷酸种类有烟草中的核苷酸种类有8 8种，碱基种类有种，碱基种类有5 5种。种。烟草花叶病毒中所含的核苷酸种类有烟草花叶病毒中所含的核苷酸种类有4 4种，种，碱基种类有碱基种类有4 4种。种。3 3、某信使、某信使RNARNA中有碱基中有碱基4040个，其中个，其中C+UC+U为为1515个，那么转录此个，那么转录此RNARNA的的DNADNA中中G+AG+A为为 A A1515B B2525C C3030 D D4040在细胞质中在细胞质中,以以mRNAmRNA为模板为模板
10、,合成具有合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。（二）翻译（二）翻译思考：思考：组成蛋白质的氨基酸：组成蛋白质的氨基酸：信使信使RNARNA的碱基：的碱基：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 416166464实验验证：实验验证
11、：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1 1 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2 2 密码子的种类（密码子的种类（6464、2 2、3 3、6161）3 3 密码子的特性：密码子的特性：（1）通用性：地球上）通用性：地球
12、上几乎所有的生物共用一套密几乎所有的生物共用一套密码子表。码子表。（2）简并性：简并性：一种氨基酸可以由多种密码子编码。一种氨基酸可以由多种密码子编码。从密码的简并性我们能认识到，如果密码子中从密码的简并性我们能认识到，如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响到组成蛋白质的一个碱基发生变化，可能影响到组成蛋白质中氨基酸的种类，也有可能不发生变化比如中氨基酸的种类，也有可能不发生变化比如（GAUGAC都决定天冬氨酸），这就保证了生都决定天冬氨酸），这就保证了生物遗传的相对稳定性；当某种氨基酸使用频率物遗传的相对稳定性；当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，高时，几种不同的密
13、码子都编码一种氨基酸，可以保证翻译的速度可以保证翻译的速度问题：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？4 4 运载工具运载工具tRNAtRNAtRNA和氨基酸转运有何对应关系？和氨基酸转运有何对应关系？每种每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸只能识别并转运一种氨基酸每种氨基酸可由一种或几种每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运转运UUAC GCmRNAA A U亮氨酸亮氨酸5 5 翻译的过程翻译的过程AG T AC A A A T UCAUG U UUA细胞质细胞质细胞核细胞核DNADNA的的一条链一条链mRNAmRNA通过通过_进入到细胞质中，与进入到细胞质中，
14、与_结结合，合，形成形成2个个tRNA的结合位点。的结合位点。核孔核孔核糖体核糖体mRNA 核糖体核糖体AGGUC A CGUmRNAU A C甲硫氨酸甲硫氨酸携带甲硫氨酸的携带甲硫氨酸的tRNAtRNA通过碱基互补配对，进入通过碱基互补配对，进入位点位点1 1。GG U组氨酸氨酸CAC色氨酸色氨酸AGGUC A CGUmRNAGG U组氨酸组氨酸CAC色氨酸色氨酸U A C甲硫氨酸甲硫氨酸两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽携带组氨酸的携带组氨酸的tRNA通过碱基互补配对进入位点通过碱基互补配对进入位点2，甲硫氨酸通过与组氨酸脱水缩合形成肽键而转移甲硫氨酸通过与组氨酸
15、脱水缩合形成肽键而转移到占据位点到占据位点2的的tRNA上。上。AGGUC A CGUmRNA甲硫氨酸甲硫氨酸CAC色氨酸色氨酸组氨酸组氨酸核糖体沿核糖体沿mRNA移动移动,读取下一个密码子。原占据位点读取下一个密码子。原占据位点1的的tRNA离开核糖体离开核糖体,占据位点占据位点2的的tRNA进入位点进入位点1。一个新。一个新的携带氨基酸的的携带氨基酸的tRNA进入位点进入位点2,继续肽链的合成。继续肽链的合成。U A CAGGUC A CGUmRNAGG U甲硫氨酸甲硫氨酸CAC色氨酸色氨酸脱水缩合形成三肽脱水缩合形成三肽随着核糖体的移动，合成的肽链也越来越长，直到遇到终止随着核糖体的移动
16、，合成的肽链也越来越长，直到遇到终止密码子才停止翻译密码子才停止翻译组氨酸组氨酸多肽链合成后多肽链合成后,就从核糖体与就从核糖体与mRNA的复合物上脱离的复合物上脱离,再经过盘曲再经过盘曲折叠形成一定的空间结构折叠形成一定的空间结构,最终形成具有一定功能的蛋白质分子最终形成具有一定功能的蛋白质分子翻译是一个快速的过程，一个翻译是一个快速的过程，一个mRNAmRNA分子上可以结合多分子上可以结合多个核糖体，同时进行多条相同个核糖体，同时进行多条相同肽链肽链的合成的合成6 翻译的特点翻译的特点思考思考:真核基因与原核基因的表达有什么区别？真核基因与原核基因的表达有什么区别？翻译小结翻译小结定义：游
17、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：_能量：能量：_细胞质中的核糖体（叶绿体线粒体中也可进行）细胞质中的核糖体（叶绿体线粒体中也可进行）ATP ATP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多肽链多肽链mRNAmRNA蛋白质（蛋白质（ProPro）课堂小结观看视频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
18、G达标检测达标检测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 3 3 下图表示（基因）控制蛋白质合成的过程，下图表示（基因）控制蛋白质合成的过程，分析回答：分析回答：（）图中标出的碱基符号，包括了（）图中标出的碱基符号，包括了种核苷酸。种核苷酸。（）双链中，（）双链中，链为模板链；密码子存链为模板链；密码子存在于在于_链上。链上。（）如合成的多肽链共含有个氨基酸，则控制（）如合成的多肽链共含有个氨基酸，则控制其合成的基因
19、中至少含有其合成的基因中至少含有个脱氧核苷酸。个脱氧核苷酸。83064 4 一条信使一条信使RNARNA有有3030个碱基，其中个碱基，其中A A和和G G有有1212个，则转录成个，则转录成该信使该信使RNARNA的一段的一段DNADNA分子中应有分子中应有C C和和T T的个数以及翻译合的个数以及翻译合成一条多肽链脱去的水分子数分别是成一条多肽链脱去的水分子数分别是A A3030、1010B B1818、9 9C C1212、1010D D3030、9 9解题步骤：解题步骤：1 1把文字信息转化成图像信息把文字信息转化成图像信息DNA中，中，C+T302 2求氨基酸数求氨基酸数mRNAmR
20、NA上，三个相邻的碱基决定一个氨基酸，因此氨基酸上，三个相邻的碱基决定一个氨基酸，因此氨基酸数为：数为：30/3=1030/3=103 3求一条多肽链脱去的水分子数：求一条多肽链脱去的水分子数：1019D5 5 在一个在一个DNADNA分子中，鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含分子中，鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含量的量的4646，其中一条链的碱基中，其中一条链的碱基中2828是腺嘌呤，是腺嘌呤，2222是是胞嘧啶，求：由它转录的胞嘧啶，求：由它转录的mRNAmRNA中，中，腺嘌呤与胞嘧啶分别腺嘌呤与胞嘧啶分别占占mRNA碱基总数的（）碱基总数的（）A A22%28%B22%28%B23%27%C
21、23%27%C26%24%26%24%D D54%6%54%6%解题步骤：解题步骤：1 1把文字信息转化成图像信息把文字信息转化成图像信息2 2运用规律求解运用规律求解C6、下列关于遗传密码子的叙述中，错误的是、下列关于遗传密码子的叙述中，错误的是（）（）A.一种氨基酸可能有多种与之相对应的密码子一种氨基酸可能有多种与之相对应的密码子B.GTA肯定不是遗传密码子肯定不是遗传密码子C.每种密码子都有与之对应的氨基酸每种密码子都有与之对应的氨基酸D.信使信使RNA上的上的GCA在人细胞中与小麦细胞在人细胞中与小麦细胞中决定的是同一种氨基酸中决定的是同一种氨基酸7 下列对转运下列对转运RNA的描述，正确的是（）的描述，正确的是（）A.每种转运每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸能识别并转运多种氨基酸B.每种氨基酸只有一种转运每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它能转运它C.转运转运RNA能识别信使能识别信使RNA上的密码子上的密码子D.转运转运RNA转运氨基酸到细胞核内转运氨基酸到细胞核内 谢谢大家！
