1、第四章第四章 基因的表達(dá)基因的表達(dá)第第1節(jié)節(jié) 基因基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成人體細(xì)胞內(nèi)都含有人體細(xì)胞內(nèi)都含有46條染色體，條染色體，攜帶攜帶46個(gè)個(gè)DNA基因的表達(dá)基因的表達(dá) 基因基因通過(guò)通過(guò)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來(lái)控制生物的來(lái)控制生物的各種性狀。這一過(guò)程稱(chēng)為各種性狀。這一過(guò)程稱(chēng)為“基因的表達(dá)基因的表達(dá)”。 如豌豆的高莖和矮莖：如豌豆的高莖和矮莖： 基因型為基因型為AA、Aa 表現(xiàn)為高莖表現(xiàn)為高莖 基因型為基因型為aa 表現(xiàn)為矮莖表現(xiàn)為矮莖 基因是具有遺傳效應(yīng)的基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，片段，DNA主要主要儲(chǔ)存在細(xì)胞核中。儲(chǔ)存在細(xì)胞核中。 蛋白質(zhì)合成是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體

2、中進(jìn)行。蛋白質(zhì)合成是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體中進(jìn)行?；蚧虻鞍踪|(zhì)蛋白質(zhì)RNA細(xì)胞核細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)探究一：兩者如何聯(lián)系起來(lái)？探究一：兩者如何聯(lián)系起來(lái)？ 探究二：探究二：RNA為何適于作為何適于作DNA信使？信使？ 一、一、RNARNA的組成及分類(lèi)的組成及分類(lèi) 1.1.基本單位：核糖核苷酸基本單位：核糖核苷酸 2.2.組成成分：組成成分： 3.3.結(jié)構(gòu)：一般是結(jié)構(gòu)：一般是單鏈單鏈，長(zhǎng)度比，長(zhǎng)度比DNADNA短短；能；能通過(guò)通過(guò)核孔核孔從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)堿基堿基磷酸磷酸核糖核糖AGCU4.RNA4.RNA種類(lèi)、作用及結(jié)構(gòu)種類(lèi)、作用及結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成的直接模板的直接模板單鏈

3、單鏈運(yùn)載氨基酸運(yùn)載氨基酸三葉草形三葉草形核糖體的核糖體的組成成分組成成分單鏈單鏈探究三：探究三：DNA的遺傳信息的遺傳信息 是如何傳給是如何傳給mRNA？ 基因控制蛋白質(zhì)的合成包括兩個(gè)階段：基因控制蛋白質(zhì)的合成包括兩個(gè)階段： 轉(zhuǎn)錄與翻譯轉(zhuǎn)錄與翻譯DNAmRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 1.轉(zhuǎn)錄的概念：在轉(zhuǎn)錄的概念：在細(xì)胞核細(xì)胞核中，以中，以DNA一條鏈一條鏈為模板合成為模板合成mRNA，這一過(guò)程稱(chēng)為，這一過(guò)程稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄。2.2.轉(zhuǎn)錄的過(guò)程轉(zhuǎn)錄的過(guò)程（1 1）解旋）解旋放大，可以看到放大，可以看到DNADNA雙鏈雙鏈 上的堿基排列上的堿基排列ATGGCT

4、GCGCCAGCATCGATGCTATACGGCGCTACGTACGTARNA聚合酶聚合酶（2 2）合成）合成GUAGGCCAUUA原料：游離的原料：游離的4 4種核糖核苷酸種核糖核苷酸ATGGCTGCGCCAGCATCGATGCTATACGGCGCTACGTACGTARNA聚合酶聚合酶GCCAGCATGTCAAGCCAGAG（2 2）合成）合成AUGCACUGGCGUAGGCCAUUA堿基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)得到得到mRNAAGUUGCUGUCCUAUG CACUGGCGUUGCUGUC CU（3 3）釋放（通過(guò)核孔）釋放（通過(guò)核孔）細(xì)胞核細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)AUG CACUGGCGUUGCU

5、GUC CU3.3.轉(zhuǎn)錄的要點(diǎn)轉(zhuǎn)錄的要點(diǎn) 主要場(chǎng)所：細(xì)胞核主要場(chǎng)所：細(xì)胞核 模板：模板：DNADNA的一條鏈（有意義鏈）的一條鏈（有意義鏈） 原料：游離的原料：游離的4 4種核糖核苷酸種核糖核苷酸 酶：酶：RNARNA聚合酶聚合酶 產(chǎn)物：產(chǎn)物：mRNAmRNA 原則：堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：堿基互補(bǔ)配對(duì)練一練練一練 若一條若一條mRNAmRNA以以DNADNA的的b b鏈為模板，請(qǐng)寫(xiě)出該鏈為模板，請(qǐng)寫(xiě)出該mRNAmRNA與與a a鏈的堿基序列鏈的堿基序列U UG GA AU UC CC CmRNAmRNAA AC CT TA AG GG Gb b鏈鏈T TG GA AT TC CC Ca a鏈鏈DN

6、ADNAb b鏈：模板鏈（有意義鏈）鏈：模板鏈（有意義鏈）a a鏈：非模板鏈（無(wú)意義鏈）鏈：非模板鏈（無(wú)意義鏈） （1 1）組成元素有）組成元素有 。 （2 2）主要場(chǎng)所是）主要場(chǎng)所是 。 （3 3）物質(zhì)是以上圖中）物質(zhì)是以上圖中DNADNA的的 鏈（填數(shù)字）鏈（填數(shù)字）為模板形成的。為模板形成的。 的堿基序列是的堿基序列是 。探究四：探究四：mRNA如何將信息如何將信息 翻譯成蛋白質(zhì)？翻譯成蛋白質(zhì)？ 按照什么原則進(jìn)行翻譯？按照什么原則進(jìn)行翻譯？ 在何處合成蛋白質(zhì)？在何處合成蛋白質(zhì)？ 如何進(jìn)行氨基酸的運(yùn)輸？如何進(jìn)行氨基酸的運(yùn)輸？三、遺傳信息的翻譯三、遺傳信息的翻譯 1.翻譯的概念：翻譯的概念：

7、游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸氨基酸，以，以mRNAmRNA為模板合成具有為模板合成具有一定氨一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)基酸順序的蛋白質(zhì)mRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)翻譯翻譯堿基堿基氨基酸氨基酸對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)應(yīng)關(guān)系 一個(gè)氨基酸至少需要多少個(gè)堿基，才一個(gè)氨基酸至少需要多少個(gè)堿基，才足夠組合出足夠組合出2020種氨基酸？種氨基酸？ 1 1個(gè)堿基對(duì)應(yīng)個(gè)堿基對(duì)應(yīng)1 1種氨基酸：種氨基酸：4 4種種 2 2個(gè)堿基對(duì)應(yīng)個(gè)堿基對(duì)應(yīng)1 1種氨基酸：種氨基酸：4 42 2=16=16種種 3 3個(gè)堿基對(duì)應(yīng)個(gè)堿基對(duì)應(yīng)1 1種氨基酸：種氨基酸：4 43 3=64=64種種實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：1961年

8、英國(guó)的克里克和同事用實(shí)驗(yàn)?zāi)暧?guó)的克里克和同事用實(shí)驗(yàn)證明一個(gè)氨基酸是由證明一個(gè)氨基酸是由mRNA的的3個(gè)堿基決定個(gè)堿基決定AUG CACUGGCGUUGCUGUC CU密碼子密碼子 mRNAmRNA上決定一個(gè)氨基酸的上決定一個(gè)氨基酸的3 3個(gè)相鄰的堿基個(gè)相鄰的堿基密碼子密碼子密碼子表密碼子表CGAAUGUAAP65思考與討論思考與討論 mRNAmRNA上決定一個(gè)氨基酸的上決定一個(gè)氨基酸的3 3個(gè)相鄰的堿基個(gè)相鄰的堿基 （1 1）有）有6464個(gè)密碼子，但能決定氨基酸的個(gè)密碼子，但能決定氨基酸的 密碼子有密碼子有6161個(gè)，個(gè)，3 3個(gè)是終止密碼子個(gè)是終止密碼子 （2 2）一個(gè)密碼子含有）一個(gè)密碼

9、子含有3 3個(gè)堿基個(gè)堿基 （3 3）一個(gè)密碼子決定一種氨基酸）一個(gè)密碼子決定一種氨基酸 （4 4）一種氨基酸可以由一種或幾種密碼子）一種氨基酸可以由一種或幾種密碼子決定決定密碼子密碼子探究五：氨基酸如何運(yùn)輸?shù)胶颂求w上？探究五：氨基酸如何運(yùn)輸?shù)胶颂求w上？氨基酸的氨基酸的“搬運(yùn)工搬運(yùn)工” tRNA tRNAtRNA呈三葉草形；呈三葉草形； 一端為攜帶氨基酸一端為攜帶氨基酸的部位；的部位； 一端有一端有3 3個(gè)堿基。個(gè)堿基。 每個(gè)每個(gè)tRNAtRNA上的這上的這3 3個(gè)個(gè)堿基可以與堿基可以與mRNAmRNA上上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)的密碼子互補(bǔ)配對(duì)，稱(chēng)，稱(chēng)反密碼子反密碼子。反密碼子反密碼子 （1 1）有）

10、有6161個(gè)反密碼子個(gè)反密碼子 （2 2）一個(gè)反密碼子含有）一個(gè)反密碼子含有3 3個(gè)堿基個(gè)堿基 （3 3）一個(gè)）一個(gè)tRNAtRNA轉(zhuǎn)運(yùn)一種轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸氨基酸 （4 4）一種氨基酸可以由）一種氨基酸可以由一種或幾種一種或幾種tRNAtRNA來(lái)運(yùn)輸來(lái)運(yùn)輸3.3.翻譯的過(guò)程翻譯的過(guò)程（1 1）結(jié)合）結(jié)合核糖體核糖體mRNA與核糖體結(jié)合之后，與核糖體結(jié)合之后，開(kāi)始進(jìn)行翻譯開(kāi)始進(jìn)行翻譯（2 2）讀取、合成）讀取、合成UAU甲甲UAC組組GUG色色ACC脫水縮合，脫水縮合，形成形成-CO-NH-精精半半半半AUG CAC UGGCGUUGCUGUC CU脯脯（2 2）讀取、合成）讀取、合成甲甲組組色色

11、精精半半半半脯脯多肽鏈多肽鏈（3 3）加工）加工蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)盤(pán)曲盤(pán)曲 折疊折疊4.4.翻譯的要點(diǎn)翻譯的要點(diǎn) 主要場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)的核糖體主要場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)的核糖體 模板：模板：mRNAmRNA 原料：游離的氨基酸原料：游離的氨基酸 產(chǎn)物：多肽或蛋白質(zhì)產(chǎn)物：多肽或蛋白質(zhì) 原則：堿基互補(bǔ)配對(duì)、脫水縮合原則：堿基互補(bǔ)配對(duì)、脫水縮合一個(gè)一個(gè)mRNA分子分子結(jié)合多個(gè)核糖體，結(jié)合多個(gè)核糖體，可以同時(shí)合成多條可以同時(shí)合成多條肽鏈。肽鏈。少量的少量的mRNA分分子可以迅速合成大子可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。量的蛋白質(zhì)。P675.5.翻譯的特點(diǎn)翻譯的特點(diǎn)四、基因表達(dá)的計(jì)算四、基因表達(dá)的計(jì)算G C AC G TG C U

12、模板鏈模板鏈精氨酸精氨酸DNA（基因）（基因）mRNA氨基酸氨基酸DNA堿基數(shù)目堿基數(shù)目mRNA堿基數(shù)目堿基數(shù)目氨基酸氨基酸數(shù)目數(shù)目：= 631： 1.1.下列關(guān)于轉(zhuǎn)錄的敘述不正確的是下列關(guān)于轉(zhuǎn)錄的敘述不正確的是( () ) A A發(fā)生在細(xì)胞核發(fā)生在細(xì)胞核 B B以核糖核苷酸為原料以核糖核苷酸為原料 C CDNADNA的兩條鏈都可做模板的兩條鏈都可做模板 D D邊解旋邊轉(zhuǎn)錄邊解旋邊轉(zhuǎn)錄 2.2.組成人體蛋白質(zhì)的組成人體蛋白質(zhì)的2020種氨基酸對(duì)應(yīng)的密種氨基酸對(duì)應(yīng)的密碼子共有碼子共有( () ) A.4A.4個(gè)個(gè)B.20B.20個(gè)個(gè)C.61C.61個(gè)個(gè)D.64D.64個(gè)個(gè)練習(xí)練習(xí)CC 3.3.翻

13、譯是以翻譯是以mRNAmRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過(guò)為模板合成蛋白質(zhì)的過(guò)程，該過(guò)程不需要參與的是程，該過(guò)程不需要參與的是( () ) A A核糖體核糖體 B BtRNAtRNA C C氨基酸氨基酸 D D解旋酶解旋酶 4 4下列哪種堿基排列順序肯定不是遺傳下列哪種堿基排列順序肯定不是遺傳密碼密碼( () ) A AGAT GAT B BAAAAAA C CGUCGUC D DUUUUUUDA 5.5.關(guān)于轉(zhuǎn)運(yùn)關(guān)于轉(zhuǎn)運(yùn)RNARNA和氨基酸之間相互關(guān)系的和氨基酸之間相互關(guān)系的說(shuō)法，正確的是說(shuō)法，正確的是( () ) A A每種氨基酸都可由幾種每種氨基酸都可由幾種tRNAtRNA攜帶攜帶 B B每種氨

14、基酸都有它特定的一種每種氨基酸都有它特定的一種tRNAtRNA C C一種一種tRNAtRNA可以攜帶幾種結(jié)構(gòu)上相似的可以攜帶幾種結(jié)構(gòu)上相似的氨基酸氨基酸 D D一種氨基酸可由一種或幾種特定的一種氨基酸可由一種或幾種特定的tRNAtRNA運(yùn)輸?shù)胶颂求w上運(yùn)輸?shù)胶颂求w上D 6.6.有關(guān)蛋白質(zhì)合成的敘述中，有關(guān)蛋白質(zhì)合成的敘述中， 正確的是正確的是( () ) A A每一種氨基酸只對(duì)應(yīng)一種密碼子每一種氨基酸只對(duì)應(yīng)一種密碼子 B B氨基酸由氨基酸由mRNAmRNA密碼子決定密碼子決定 C C都在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中合成都在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中合成 D D每一種氨基酸只對(duì)應(yīng)一種每一種氨基酸只對(duì)應(yīng)一種tRNA

15、tRNAB7.7.若測(cè)得精氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn)若測(cè)得精氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn)RNARNA上的反密碼子為上的反密碼子為GCUGCU，則，則DNADNA分子模板上決定這個(gè)精氨酸分子模板上決定這個(gè)精氨酸的相應(yīng)堿基為的相應(yīng)堿基為( )( )A A、GCA BGCA B、CGA CGA C C、GCT DGCT D、CGT CGT C 8.8.某信使某信使RNARNA中有堿基中有堿基4040個(gè)，其中個(gè)，其中C+UC+U為為1515個(gè)個(gè)，那么轉(zhuǎn)錄此，那么轉(zhuǎn)錄此RNARNA的的DNADNA中中G+AG+A為（為（ ） A A1515 B B2525 C C30 D30 D4040 解析解析 mRNAmRNA有有4040個(gè)堿基，轉(zhuǎn)錄形成信使個(gè)堿基，轉(zhuǎn)錄形成信使RNARNA的的DNADNA分子應(yīng)有分子應(yīng)有4040個(gè)堿基對(duì)。堿基配對(duì)原則個(gè)堿基對(duì)。堿基配對(duì)原則為為CGCG，UAUA即即C+UC+UG+G+A A。所以該。所以該DNADNA分子分子中必然有中必然有4040個(gè)個(gè)G G和和A A。 答案答案 D D 9.9.某某DNADNA分子中有分子中有10001000個(gè)堿基對(duì)，則由個(gè)堿基對(duì)，則由它所控制形成的信使它所控制形成的信使RNARNA中含有的密碼中含有的密碼子個(gè)數(shù)和合成的蛋白質(zhì)中氨基酸種類(lèi)子個(gè)數(shù)和合成的蛋白質(zhì)中氨基酸種類(lèi)最多不超過(guò)最多不超過(guò) ( )