1、第第4 4章章 基因的表达基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成基因基因控制生物控制生物性状性状蛋白质蛋白质体现者体现者问题：问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？基因是怎样指导蛋白质的合成呢？DNA主要在主要在细胞核细胞核蛋白质的合成蛋白质的合成细胞质细胞质(核糖体核糖体)指导指导通过通过RNA问题：问题：2.为什么为什么RNA适于做适于做DNA的信使呢？的信使呢？1.DNA在在细胞核细胞核中，而蛋白质合成是在中，而蛋白质合成是在细胞细胞质质中进行的，两者如何联系起来的呢？中进行的，两者如何联系起来的呢？比较比较RNA与与DNA结构的不同结构的不同 比较项目比较项目DNARNA结结 构构基本单
2、位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基主要存在部位主要存在部位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核 糖糖A T C GA U C G通常双螺旋结构通常双螺旋结构一般单链结构一般单链结构细胞核细胞核细胞质细胞质 基本单位基本单位核苷酸核苷酸连接而成，由核糖、连接而成，由核糖、磷酸、碱基共同组成，它也能磷酸、碱基共同组成，它也能储存遗传信息储存遗传信息。RNA一般是一般是单链单链，而且比，而且比DNA短短，因此能，因此能够通过够通过核孔核孔，从细胞核转移到细胞质中。，从细胞核转移到细胞质中。RNA中没有中没有T，DNA中没有中没有U，所以当，所以当RNA与与DNA有关系时，
3、也遵循有关系时，也遵循“碱基互补配碱基互补配对原则对原则”，U与与A配对。配对。RNA适于做适于做DNA的信使的原因：的信使的原因：DNA的遗传信息是怎样传给的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？的呢？RNA的种类的种类 RNA的类型的类型信使信使 RNA mRNA（信使（信使，即传递遗传信息），即传递遗传信息）转运转运 RNA tRNA（运输特定（运输特定 氨基酸）氨基酸）核糖体核糖体 RNA rRNA(核糖体的核糖体的组成组成成分成分)一、遗传信息的转录阅读书本阅读书本P63的内容，思考的内容，思考转录的定义转录的定义:在在细胞核细胞核内，以内，以DNADNA的的一条链一条链为模板，为模板，按
4、照按照碱基互补配对碱基互补配对的原则合成的原则合成mRNAmRNA的过的过程。程。一、转录一、转录定义：定义：场所：场所：模板：模板：原料：原料：条件：条件：碱基配对：碱基配对：产物：产物：（8）遗传信息传递的方向）遗传信息传递的方向 A=U，G=CDNA mRNA 在细胞核中，以在细胞核中，以DNA的一条链为模板，的一条链为模板，合成合成mRNA的过程的过程。细胞核细胞核DNA分子的一条链分子的一条链。四种四种核糖核糖核苷酸核苷酸。模板、原料、能量、酶模板、原料、能量、酶。mRNA。AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU(9)转录的过程转录的过程游离的核糖核苷酸游离的核糖核
5、苷酸AG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA 聚合酶聚合酶小飞守角制作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 UAU复复 制制转转 录录场场 所所模模 板板原原 料料酶酶能能 量量碱基碱基配对配对产产 物物小结：小结：细胞核细胞核细胞核细胞核DNA的的两两条链条链DNA的的一一条链条链四种四种脱氧脱氧核苷酸核苷酸四种四种核糖核糖核苷
6、酸核苷酸解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶解旋酶、解旋酶、RNA聚合酶聚合酶ATPATP AT CG TA GCAU GC TA CG子代子代DNAmRNA课堂练习：课堂练习：1构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位 核苷酸有多少种？碱基有多少种？核苷酸有多少种？碱基有多少种？A2种种 4种种 B4种种 4种种 C5种种 5种种 D8种种 5种种D 2细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构 层次是层次是 ADNA染色体染色体脱氧核苷酸脱氧核苷酸基因基因 B染色体染色体脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA基因基因 CD
7、NA染色体染色体基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸 D染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸D3下列哪一组物质是下列哪一组物质是RNA的组成成分的组成成分 A脱氧核糖核酸和磷酸脱氧核糖核酸和磷酸 B脱氧核糖、碱基和磷酸脱氧核糖、碱基和磷酸 C核糖、碱基和磷酸核糖、碱基和磷酸 D核糖、嘧啶和核酸核糖、嘧啶和核酸4DNA分子的解旋发生在分子的解旋发生在 过程中过程中 A复制复制 B转录转录 C翻译翻译 D复制和转录复制和转录CD5果蝇的遗传物质由果蝇的遗传物质由 种核苷酸组成种核苷酸组成 A2 B4 C5 D8B6一个一个DNA分子可以转录出多少种多少个分子可以转录出多少种多少个 mRNA A一
8、种一个一种一个 B一种多个一种多个 C多种多个多种多个 D无数种无数个无数种无数个C7烟草、烟草花叶病毒、烟草、烟草花叶病毒、T2噬菌体中含有噬菌体中含有 的物质，下列叙述正确的是的物质，下列叙述正确的是 A核酸的种类依次是核酸的种类依次是2、1、2 B核苷酸的种类依次是核苷酸的种类依次是8、5、4 C五碳糖的种类依次是五碳糖的种类依次是2、2、1 D含含N碱基的种类依次是碱基的种类依次是5、4、4D遗传信息的翻译遗传信息的翻译1.概念：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：问题：转录得到的转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是仍是碱基
9、序列，而不是蛋白质。那么，蛋白质。那么，RNA上的上的碱基序列碱基序列如何能变成如何能变成蛋白质中蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？呢？mRNA：碱基的数量碱基的数量排列顺序排列顺序蛋白质：蛋白质：氨基酸的数量氨基酸的数量排列顺序排列顺序种类种类决定决定决定决定决定决定讨论：讨论：一个碱基决定一个氨基酸，一个碱基决定一个氨基酸，41=4二个碱基决定一个氨基酸，二个碱基决定一个氨基酸，42=16三个碱基决定一个氨基酸，三个碱基决定一个氨基酸，43=642.碱基与氨基酸的对应关系碱基与氨基酸的对应关系UCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码
10、子密码子3.3.密码子密码子 密码子：密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基密码子表 遗传密码共遗传密码共64个，能决定氨基酸的遗传个，能决定氨基酸的遗传密码只有密码只有61个。个。有有3 3个个终止密码终止密码子，没有对应子，没有对应的氨基酸的氨基酸。一个一个密码子决定密码子决定一个一个特定的氨基酸。特定的氨基酸。简并性：简并性：多数氨基酸有二个以上的密码子。多数氨基酸有二个以上的密码子。防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。4.遗传密码的特性遗传密码的特性 通用性：地球上通用性：地球上几乎所有的生物共用
11、一套密码子表几乎所有的生物共用一套密码子表。问题：问题：mRNA如何将信息翻译成蛋白质？如何将信息翻译成蛋白质？5、翻译的过程、翻译的过程转运转运RNA(tRNA)A U G G AU A U C？甲硫氨酸CUA反密码子核糖体tRNA作用作用翻翻 译译蛋白质合成的过程如何？蛋白质合成的过程如何？小结：小结：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GC、CG、mRNA蛋白质蛋白质基因控制蛋白质合成的过程基因控制蛋白质合成的过程DNA的遗传信息的遗传信息mRNA的遗传信息的遗传信息蛋白质的氨基酸排列顺序蛋白质的氨基酸排列顺序数量数量n3n6n碱基碱基碱基碱基课
12、堂练习：课堂练习：1DNA复制、转录、翻译分别形成复制、转录、翻译分别形成 ADNA、RNA、蛋白质、蛋白质 BRNA、DNA、多肽、多肽 CRNA、DNA、核糖体、核糖体 DRNA、DNA、蛋白质、蛋白质A 2遗传密码位于遗传密码位于 A蛋白质分子上蛋白质分子上 BDNA分子上分子上 CRNA分子上分子上 D信使信使RNA分子上分子上D3.3.某基因中含有某基因中含有12001200个碱基，则由它控制合成的一个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是条肽链的最多含有肽键的个数是 ()A A198198个个 B B199199个个 C C200200个个 D D201201个个B基
13、因中碱基数：基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数中碱基数：蛋白质中氨基酸数6 ：3：14若某肽链的第一个氨基酸的密码子为若某肽链的第一个氨基酸的密码子为AUG，那么控制这个氨基酸的那么控制这个氨基酸的DNA模板链上相应的模板链上相应的 三个碱基的顺序应为三个碱基的顺序应为 AUAC BAUG CATG DTACDD5一个转运一个转运RNA的的3个碱基为个碱基为CGA，此，此RNA 运载的氨基酸是运载的氨基酸是 A酪氨酸（酪氨酸（UAC）B谷氨酸（谷氨酸（GAG）C精氨酸（精氨酸（CGA）D丙氨酸（丙氨酸（GCU）6一条多肽链中有氨基酸一条多肽链中有氨基酸1000个，则作为合个，则作
14、为合成该多肽的模板信使成该多肽的模板信使RNA和用来转录信使和用来转录信使RNA 的的DNA分子分别至少要有碱基多少个分子分别至少要有碱基多少个 A3000个和个和3000个个 B1000个和个和2000个个 C3000个和个和6000个个 D2000个和个和4000个个C基因中碱基数：基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数中碱基数：蛋白质中氨基酸数6 ：3：17A.46%,54%B.23%,27%C.27%,23%D.46%,27%BA1T2T1A2G1C1C2G212(A1 T1)%=(A2+T2)%=(A总+T总)%(G1C1)%=(G2+C2)%=(G总+C总)%AmUmGm
15、CmmRNA=(Am+Um)%=(Gm+Cm)%A密码子密码子精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸tRNAGmRNAGGDNA双链双链8根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：规律，在下面表格数码中填入相应的字母：CCCAAT GU C G c9.有有3个核酸，经分析共有个核酸，经分析共有5种碱基，种碱基，8种种核苷酸，核苷酸，4条核苷酸链，则它们是（条核苷酸链，则它们是（）A、一个、一个DNA和两个和两个RNA B、两个、两个DNA和一个和一个 RNAC、三个、三个DNA D、三个、三个RNA10.DNA和和RNA的区别是（的区别是（
16、）A、五碳糖不同、五碳糖不同 B、碱基种类不同、碱基种类不同C、空间结构不同、空间结构不同 D、以上都是、以上都是DA11.由由DNA蕴藏的遗传信息所支配合成蕴藏的遗传信息所支配合成的的 RNA完全水解后，得到的化学物质是完全水解后，得到的化学物质是 （）A、氨基酸、氨基酸 葡萄糖葡萄糖 碱基碱基 B、氨基酸、氨基酸 核苷酸核苷酸 葡萄糖葡萄糖C、核糖、核糖 碱基碱基 磷酸磷酸 D、脱氧核糖、脱氧核糖 碱基碱基 磷酸磷酸C12.如果如果DNA的一条模板链的碱基排列顺序的一条模板链的碱基排列顺序是是ACGCTAGCA，那么与它互补的另一条链，那么与它互补的另一条链上的碱基排列顺序是上的碱基排列顺
17、序是 ，转录成，转录成的信使的信使RNA上的碱基排列顺序是上的碱基排列顺序是_ 13.如下是转录过程：如下是转录过程：DNA RNA 该图中有该图中有 种核苷酸，有种核苷酸，有 核酸核酸，有，有 种碱种碱基，该过程是在基，该过程是在 中进行的。中进行的。TGCGATCGT625细胞核细胞核UGCGAUCGU复制、转录和翻译的比较复制、转录和翻译的比较比较项目比较项目复制复制 转录转录 翻译翻译场场 所所模模 板板酶酶能能 量量 原原 料料产产 物物 碱基配对碱基配对 细胞核细胞核 细胞核细胞核细胞质细胞质DNA的两条链的两条链DNA的一条链的一条链 mRNA解旋酶，解旋酶，DNA聚合酶等聚合酶等解旋酶，解旋酶，RNA聚聚合酶等合酶等多种酶多种酶 ATP ATP ATP4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸种核糖核苷酸氨基酸氨基酸子代子代DNA mRNA多肽链多肽链A-T T-AG-C C-GA-U T-AG-C C-GA-U U-AG-C C-G
