1、第四章基因的表达第四章基因的表达第四章基因的表达第四章基因的表达第四章基因的表达第四章基因的表达2021.5.8(2个课时个课时)学习目标学习目标核心素养核心素养1概述概述遗传信息信息转录、翻、翻译的的过程和特点。程和特点。(重、重、难点点)2说明密明密码子、反密子、反密码子和子和遗传信息之信息之间的关系。的关系。(重点重点)1通通过图示示和和列列表表比比较转录和和翻翻译的异同。的异同。2从从存存在在位位置置、作作用用等等方方面面，探探讨密密码子子、反反密密码子子和和遗传信信息息之之间的的关系，构建知关系，构建知识脉脉络基因基因蛋白质的合成蛋白质的合成指导指导_指导蛋白质的合成指导蛋白质的合成
2、基因是有基因是有_的的_片段；片段；DNA DNA 主要存在于主要存在于_中，而蛋白质的合成是在中，而蛋白质的合成是在_中进行的。中进行的。细胞核中的细胞核中的DNADNA如何指导细胞质中的蛋白质的合成如何指导细胞质中的蛋白质的合成基因基因遗传效应遗传效应DNADNA细胞核细胞核细胞质细胞质以以_为媒介为媒介RNARNA课堂导入比较项目比较项目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 T C GA T C GA U C
3、 GA U 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为什么为什么RNARNA适合做适合做DNADNA的信使呢？的信使呢？RNARNA一般是一般是_链，而且比链，而且比 DNA DNA 短，因此能够通过短，因此能够通过_，从，从_转移到转移到_中。中。单单核孔核孔细胞核细胞核细胞质细胞质RNARNA的种类的种类信使信使 RNA(mRNA)RNA(mRNA)核糖体核糖体 RNA(rRNA)RNA(rRNA)转运转运 RNA(tRNA)RNA(tRNA)DNA(DNA(基因基因)蛋白质蛋白质RNARNA转录转录翻译翻译基基因因指指导导蛋蛋白白质质合合成成的的过过
4、程程AG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA 聚合酶聚合酶一、一、遗传信息的遗传信息的转录转录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 GCGCGGU UAU UA UAG T
5、 AC A A A T GGCGGU UAU UA U CAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CmRNA（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？A AU U、T TA A、G GC C、C CG GA AT TT TC CA AG GA AT TG GT TA AA AG GT TC CT TA AC CDNADNAa a链链b b链链A AU UU UC CA AG GA AU UG G假设以
6、假设以b b链为模板，则转录出的链为模板，则转录出的RNARNA碱基排列为碱基排列为引入概念12二、二、遗传信息的翻译遗传信息的翻译转录得到的得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白仍是碱基序列，而不是蛋白质。那。那么，么，RNA上的碱基序列如何能上的碱基序列如何能变成蛋白成蛋白质中氨基酸的中氨基酸的种种类、数量和排列、数量和排列顺序呢？序呢？mRNA如何将信息翻如何将信息翻译成成蛋白蛋白质？翻译概念翻译概念遗传学上把以信使学上把以信使RNA为模板，合成具有一定氨基模板，合成具有一定氨基酸酸顺序的蛋白序的蛋白质的的过程叫做翻程叫做翻译。3课堂活动（小组讨论）请同学们小组为单位思考并讨论，请同学们小
7、组为单位思考并讨论，DNA和和RNA都只含有都只含有4种碱基，而组成生物体蛋种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有白质的氨基酸有21种。这种。这4种碱基是怎样决种碱基是怎样决定蛋白质的定蛋白质的21种氨基酸的？种氨基酸的？在细胞质中在细胞质中,以以mRNAmRNA为模板为模板,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）（二）翻译翻译思考：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？2121种种4 4种种如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1
8、 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：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密码子密码子:UCAUG A UUAmRNAmRNA密
9、码子密码子密码子密码子密码子密码子a.起始密起始密码子：子：2 种，种，AUG、GUG，同同时编码氨基酸，在原核生物中氨基酸，在原核生物中GUG编码的是甲硫氨酸的是甲硫氨酸b.普通密普通密码子：子：59 种，种，只只编码氨基酸氨基酸c.终止密止密码子：子：3 种，种，UAA、UGA、UAG，一般不一般不编码氨基酸，但特殊情况下氨基酸，但特殊情况下UGA可可编码硒代半胱氨酸硒代半胱氨酸思考与讨论思考与讨论：1、已知一段、已知一段mRNA的碱基序列是的碱基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG你能结合密码子表写出对应的氨基酸序列吗？你能结合密码子表写出对应的氨基酸序列吗？甲硫氨酸甲
10、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地球上几乎所有的生物都共用一套密码子（通用性）地球上几乎所有的生物都共用一套密码子（通用性）同时几种不同的密码子编码一种氨基酸同时几种不同的密码子编码一种氨基酸（简并性）（简并性）mRNA进入细胞质，与蛋白质的进入细胞质，与蛋白质的“装配机器装配机器”核糖体核糖体结合，形成合成蛋白质的结合，形成合成蛋白质的“生产线生产线”。有了生产线，还需要有了生产线，还需要“工人工人”搬运搬运原料，才能生产产品。原料，才能生产产品。温馨提醒温馨提醒原料：原料：游离在细胞质中的氨基酸游离在细胞质中的氨基酸(20(20
11、种）种）AC U 天门冬天门冬天门冬天门冬酰氨酰氨酰氨酰氨一共有多少种一共有多少种tRNA?反密码子反密码子与密码子相互配对与密码子相互配对,转运的氨转运的氨基酸由配对的密码子决定基酸由配对的密码子决定每种每种tRNA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!（专一性）（专一性）决定氨基酸的密码子有决定氨基酸的密码子有62种种,所以所以tRNA 有有62种种密码子与反密码子密码子与反密码子A A U亮氨酸亮氨酸AC U天冬氨酸天冬氨酸一种一种tRNAtRNA只能携带一种氨基酸只能携带一种氨基酸?一种氨基酸只能由一种一种氨基酸只能由一种tRNAtRNA携带携带?AUG异亮氨酸
12、异亮氨酸翻翻 译译翻译过程翻译过程1、起始：、起始：mRNA与与 结合。结合。2、运输：、运输：携带氨基酸进入特定位置。携带氨基酸进入特定位置。3、延延伸伸：核核糖糖体体沿沿 移移动动，读读取取下下一一个个密密码码子子，由由对对应应 运输相应运输相应 的氨基酸加到延伸中的肽链上。的氨基酸加到延伸中的肽链上。4、终止：当核糖体到达、终止：当核糖体到达mRNA上的上的 时，合成停止。时，合成停止。5、脱脱离离：肽肽链链合合成成后后从从核核糖糖体体与与mRNA的的复复合合物物上上脱脱离离，盘盘曲曲折折叠成具有特定叠成具有特定 和和 的蛋白质分子。的蛋白质分子。核糖体核糖体tRNAmRNAtRNA终止
13、密码子终止密码子空间结构空间结构功能功能一个一个mRNA可同时结合多个核糖体。可同时结合多个核糖体。方向：根据多肽链的长短，长的翻译在前。（由短到长）方向：根据多肽链的长短，长的翻译在前。（由短到长）意义：少量的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质，提高了分子可以迅速合成出大量的蛋白质，提高了翻译的效率。翻译的效率。引入概念2三、三、中心法则中心法则2在遗传信息的流动过程中，在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量，可见，生为信息的流动提供能量，可见，生命是命是物质物质、能量能
14、量和和信息信息的统一体。的统一体。课堂巩固4 答案：答案：B1、下图表示真核细胞中发生的一项生理过程，相关叙述正确下图表示真核细胞中发生的一项生理过程，相关叙述正确的是的是()A图中图中表示表示rRNA B该过程表示翻译该过程表示翻译 C图中图中是细胞核是细胞核 D图中图中表示肽链表示肽链 答案：答案：B 2、如图代表真核细胞中发生的某一过程，下列正确的是如图代表真核细胞中发生的某一过程，下列正确的是()A该过程表示翻译，模板是核糖体该过程表示翻译，模板是核糖体B该图所示过程也可以发生在原核细胞中该图所示过程也可以发生在原核细胞中C该图所示需要的原料为氨基酸，有水产生该图所示需要的原料为氨基酸，有水产生不需要消耗能量不需要消耗能量D图中没有酶，因为该过程不需要酶的参与图中没有酶，因为该过程不需要酶的参与 答案：答案：A 3、已知某已知某转运运RNA的一端的三个碱基的一端的三个碱基顺序是序是GAU，它所，它所转运运的氨基酸是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密的氨基酸是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码是由下列哪个是由下列哪个转录来的（来的（）A.GAT B.GAA C.GUA D.CTA5课堂小结THANKS“”
