第四節(jié)遺傳信息的表達(dá)

——RNA和蛋白質(zhì)的合成基因的表達(dá)基因是什么物質(zhì)？位于哪里？對基因還

了解什么？什么作用？基因的表達(dá)基因是遺傳的一個基本功能單位，在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下控制生物的性狀。一段包含一個完整的遺傳信息單位的有功能（有遺傳效應(yīng)）的核酸分子片段。在大多數(shù)生物中是一段DNA，而在RNA病毒中則是一段RNA。不同基因中核苷酸的排列順序不同，因此不同的基因含有不同的遺傳信息。一、基因1、概念(P70)基因的表達(dá)基因是什么物質(zhì)？在哪里？有什么用？對基因還

了解什么？基因與你有什么關(guān)系？基因的表達(dá)科學(xué)家將深海水母的熒光蛋白基因轉(zhuǎn)移到小鼠的受精卵內(nèi)，由此發(fā)育出能發(fā)熒光的小鼠?；虻谋磉_(dá)基因的表達(dá)

基因(DNA)蛋白質(zhì)基因的表達(dá)基因與染色體、DNA、脫氧核苷酸、遺傳信息的關(guān)系？黃身白眼紅寶石眼截翅朱紅眼深紅眼棒眼短硬毛基因的表達(dá)(1)基因與染色體的關(guān)系？(2)基因與DNA的關(guān)系？(3)基因與脫氧核苷酸的關(guān)系？(4)基因與遺傳信息的關(guān)系？(5)基因與蛋白質(zhì)（性狀）的關(guān)系？(6)DNA與染色體的關(guān)系？(1)揭示了基因的位置(2)揭示了基因的化學(xué)本質(zhì)(3)揭示了基因的化學(xué)組成(4)揭示了基因的功能(5)揭示了基因的功能理清以下概念之間的關(guān)系基因的表達(dá)

某科學(xué)家從細(xì)菌中分離出耐高溫α-淀粉酶基因a，通過基因工程的方法將基因a轉(zhuǎn)移到馬鈴薯植物中，經(jīng)檢測，發(fā)現(xiàn)耐高溫α-淀粉酶在成熟塊莖細(xì)胞中存在。資料

基因(DNA)蛋白質(zhì)基因的表達(dá)資料一：科學(xué)家在細(xì)胞溶膠中沒有檢測到DNA，相反卻發(fā)現(xiàn)有大量RNA的存在。資料二：1955年，有人用洋蔥根尖做實(shí)驗：如果加入RNA酶分解細(xì)胞溶膠中的RNA，蛋白質(zhì)合成就停止,如果再加入從酵母中提取的RNA，則又可重新合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。二、基因的表達(dá)（遺傳信息的表達(dá)）資料三：美國加州理工學(xué)院的梅塞爾森通過實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，這個RNA是與核糖體纏繞在一起的?；虻谋磉_(dá)RNA的結(jié)構(gòu)GPAPAPUPUPCPoooooo磷酸二酯鍵基因的表達(dá)資料四：拉斯特等人將變形蟲分為兩組：A組變形蟲用同位素標(biāo)記的尿嘧啶核苷培養(yǎng)液培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)有標(biāo)記的RNA分子首先在細(xì)胞核中合成。將該細(xì)胞核移植到未標(biāo)記的去核變形蟲中，發(fā)現(xiàn)大部分標(biāo)記的RNA從細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)之中?；虻谋磉_(dá)資料五：1961年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了依賴DNA的RNA聚合酶。只要給予模板DNA分子和合成RNA所需的四種核糖核苷酸(A、G、C、U)，這種酶就能催化合成RNA，并且合成的RNA的堿基排列順序能充分反映作為模板的DNA分子的堿基排列順序。遺傳信息：DNARNA蛋白質(zhì)基因的表達(dá)

主要在細(xì)胞核內(nèi),以DNA(基因)的一條鏈為模板,按照堿基互補(bǔ)配對的原則合成RNA的過程。1、轉(zhuǎn)錄RNA-DNA雜交區(qū)域游離核苷酸RNA聚合酶移動方向DNA雙螺旋解開DNA雙螺旋重新形成核苷酸加到RNA末端RNARNA聚合酶模板鏈編碼鏈DNA基因的表達(dá)

主要在細(xì)胞核內(nèi),以DNA(基因)的一條鏈為模板,按照堿基互補(bǔ)配對的原則合成RNA的過程。1、轉(zhuǎn)錄基因的表達(dá)1、指出各部分的名稱。

2、指出RNA聚合酶沿RNA的移動方向。RNA聚合酶模板鏈編碼鏈DNARNA核糖核苷酸酶移動方向基因的表達(dá)思考：1、RNA聚合酶是否將整個DNA進(jìn)行轉(zhuǎn)錄？RNA-DNA雜交區(qū)域游離核苷酸RNA聚合酶移動方向RNA聚合酶DNA雙螺旋解開DNA雙螺旋重新形成編碼鏈模板鏈核苷酸加到RNA末端RNA解開雙螺旋的DNA片段包括一個或幾個基因。2、轉(zhuǎn)錄合成的RNA可以直接作為合成相應(yīng)蛋白質(zhì)的模板嗎

？真核細(xì)胞中，細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄合成的RNA必須經(jīng)過加工成為成熟的mRNA后，才能轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中?；虻谋磉_(dá)AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核

核孔DNA基因的表達(dá)AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核加工后的mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基因的表達(dá)2、翻譯UCAUGAUUAmRNARNA蛋白質(zhì)翻譯蛋白質(zhì)氨基酸核糖體tRNA基因的表達(dá)UCAUGAUUAmRNA基因的表達(dá)2、翻譯UCAUGAUUAmRNA如1個堿基決定1個氨基酸決定4種氨基酸如2個堿基決定1個氨基酸決定16種氨基酸如3個堿基決定1個氨基酸堿基組合有64種RNA蛋白質(zhì)翻譯

在細(xì)胞質(zhì)中，以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。蛋白質(zhì)基因的表達(dá)

資料六：

1961年，克里克和他的同事通過誘導(dǎo)T4噬菌體突變的實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，若在T4噬菌體DNA的模板鏈中插入一個堿基，其后面的氨基酸序列完全發(fā)生變化，若插入連續(xù)的三個堿基，則其后面的氨基酸序列就不發(fā)生變化。UCAUGAUUAmRNA（模板）插入堿基基因的表達(dá)UCAUGAUUAmRNA密碼子密碼子密碼子密碼子：mRNA上決定一種氨基酸的三個相鄰堿基排列而成的三聯(lián)體?；虻谋磉_(dá)資料五：尼倫伯格把尿嘧啶核苷酸聚合成一個長鏈，即UUUUUUUU……，將此長鏈作為mRNA模板進(jìn)行細(xì)胞外蛋白質(zhì)合成，結(jié)果只能合成苯丙氨酸多肽鏈，從而知道苯丙氨酸的密碼子是UUU。不久，尼倫伯格等人用同樣方法又鑒定出AAA是賴氨酸的密碼子，CCC是脯氨酸的密碼子等等?；虻谋磉_(dá)除少數(shù)密碼子外，生物界的遺傳密碼是統(tǒng)一的。大多數(shù)氨基酸有兩個以上的遺傳密碼?；虻谋磉_(dá)

已知一段mRNA的堿基序列如下：

AUGGAAGCAUAGCCC

請寫出對應(yīng)的多肽的氨基酸序列，并推測出DNA分子相應(yīng)的堿基序列?；虻谋磉_(dá)UCAUGAUUAmRNA基因的表達(dá)tRNA

tRNA作為轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的工具，必須能識別兩種信息，即密碼子信息和氨基酸信息。每種tRNA只能識別轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。反密碼子AAU亮氨酸基因的表達(dá)UAA亮氨酸CAU天冬氨酸核糖體由蛋白質(zhì)和rRNA組成，包括大、小兩個亞基。UCAUGAUUA基因的表達(dá)UAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸細(xì)胞質(zhì)中tRNAtRNA上的反密碼子與

mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對

ACGUGAUUAUAA基因的表達(dá)ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸細(xì)胞質(zhì)中AUG異亮氨酸形成肽鍵UAA基因的表達(dá)ACGUGAUUA甲硫氨酸ACU天冬氨酸細(xì)胞質(zhì)中AUG異亮氨酸UAA基因的表達(dá)ACU細(xì)胞質(zhì)中AUG甲硫氨酸天冬氨酸異亮氨酸ACGUGAUUAUAA基因的表達(dá)轉(zhuǎn)錄和翻譯基因的表達(dá)轉(zhuǎn)錄翻譯轉(zhuǎn)錄AAU基因的表達(dá)

多肽鏈合成時，在一個mRNA分子上可以有若干個核糖體同時工作，增加了翻譯的效率。思考：已知B基因可編碼瘦素蛋白。翻譯時，一個核糖體從起始密碼子到達(dá)終止密碼子約需4秒鐘，實(shí)際上合成100個瘦素蛋白分子所需的時間約為1分鐘，其原因是什么？AB基因的表達(dá)轉(zhuǎn)錄翻譯DNA模板鏈mRNA多肽鏈

多肽鏈形成以后，與核糖體分離，再發(fā)生一定的盤曲折疊。蛋白質(zhì)就是由多肽鏈或多肽鏈結(jié)合其他物質(zhì)形成的高分子化合物。

基因形成RNA產(chǎn)物，以及mRNA被翻譯為基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物的過程，都稱為基因表達(dá)。基因的表達(dá)DNA(基因)蛋白質(zhì)RNA轉(zhuǎn)錄翻譯基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程基因的表達(dá)過程轉(zhuǎn)錄DNA復(fù)制模板場所產(chǎn)物原料酶是否需能量DNA的一條鏈DNA的兩條鏈主要在細(xì)胞核內(nèi)主要在細(xì)胞核內(nèi)RNADNA核糖核苷酸脫氧核苷酸RNA聚合酶等解旋酶、DNA聚合酶等三、轉(zhuǎn)錄和復(fù)制的比較需需基因的表達(dá)過程轉(zhuǎn)錄翻譯模板場所產(chǎn)物原料其他條件DNA的一條鏈mRNA主要在細(xì)胞核內(nèi)細(xì)胞質(zhì)的核糖體上RNA具有一定氨基酸順序的多肽核糖核苷酸氨基酸能量酶等能量酶tRNA等基因控制蛋白質(zhì)的合成過程

原核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄和翻譯的場所、時間與真核細(xì)胞相比，有什么不同？基因的表達(dá)原核細(xì)胞基因表達(dá)的過程

原核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄和翻譯的場所、時間與真核細(xì)胞相比，有什么不同？基因的表達(dá)下圖為原核細(xì)胞內(nèi)某一區(qū)域的基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的示意圖。據(jù)圖分析正確的是多肽RNADNA②①A.①②兩處都有大分子的生物合成，圖中DNA可以與有關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)合成染色體B.①②兩處都發(fā)生堿基互補(bǔ)配對，配對方式均為A和U、G和CC.①處有DNA聚合酶參與，②處沒有DNA聚合酶參與D.①處有DNA-RNA雜合雙鏈片段，②處沒有DNA-RNA雜合雙鏈片段基因的表達(dá)轉(zhuǎn)錄場所：表達(dá)過程：真核細(xì)胞和原核細(xì)胞遺傳信息表達(dá)示意圖（局部）細(xì)胞核、線粒體、葉綠體擬核細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄成的mRNA經(jīng)加工后從核孔出來，與核糖體結(jié)合邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯問：原核細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯的場所、時間與真核細(xì)胞相比，有什么不同？基因的表達(dá)基因如何控制性狀?白化病鐮刀型細(xì)胞貧血癥基因的表達(dá)從基因的角度來解釋孟德爾的圓粒與皺粒豌豆無編碼淀粉分支酶的正?；?r)淀粉分支酶不能正常合成蔗糖不能合成為淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮編碼淀粉分支酶的基因正常(R)淀粉分支酶正常合成蔗糖合成為淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保持水分，豌豆顯得圓鼓鼓基因的表達(dá)①編碼血紅蛋白的基因中一個堿基變化血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化紅細(xì)胞成鐮刀型容易破裂，患溶血性貧血基因還能通過控制蛋白質(zhì)的______而_____

控制生物體的_______結(jié)構(gòu)直接性狀基因的表達(dá)控制酪氨酸酶的基因異常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常轉(zhuǎn)化為黑色素缺乏黑色素表現(xiàn)為白化病基因通過控制______合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的_____酶的性狀基因的表達(dá)說出自身體內(nèi)遺傳信息的傳遞方向基因的表達(dá)生物種類遺傳信息流動方向以DNA為遺傳物質(zhì)的生物以RNA為遺傳物質(zhì)的生物RNA蛋白質(zhì)復(fù)制翻譯DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄RNA蛋白質(zhì)翻譯DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄RNA蛋白質(zhì)翻譯RNA逆轉(zhuǎn)錄基因的表達(dá)四、中心法則及其發(fā)展DNARNA蛋白質(zhì)復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制DNA脫氧核苷酸排列順序RNA核糖核苷酸排列順序氨基酸排列順序蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能特異性煙草花葉病毒、HIV分別發(fā)生哪些過程？基因的表達(dá)你問我答遺傳信息遺傳密碼mRNAtRNArRNA反密碼子基因翻譯轉(zhuǎn)錄基因的表達(dá)轉(zhuǎn)錄翻譯DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯轉(zhuǎn)錄基因的表達(dá)UCAUGAUUAmRNA替換為U？肽鏈延伸方向亮氨酸基因的表達(dá)UCAUGAUUAmRNA替換為U？亮氨酸肽鏈延伸方向基因的表達(dá)UCAUGAUUAmRNA丟失？亮氨酸肽鏈延伸方向基因的表達(dá)科學(xué)探索的腳步……1953年，沃森和克里克提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型獲諾貝爾獎。1957年，克里克提出“中心法則”。1960年，信使RNA被發(fā)現(xiàn)。1965年，RNA復(fù)制酶被發(fā)現(xiàn)。1966年，巴爾的摩和特明發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象獲諾貝爾獎。1968年，尼倫伯格等因破譯了遺傳密碼獲諾貝爾獎。1997年，普魯西納因發(fā)現(xiàn)朊蛋白，并其致病機(jī)理獲得諾貝爾獎。2006年，羅杰因在真核轉(zhuǎn)錄的分子基礎(chǔ)研究的貢獻(xiàn)獲諾貝爾獎2009年，阿達(dá)·約納特等三科學(xué)家因“對核糖體結(jié)構(gòu)和功能的研究”而獲獎……基因的表達(dá)已知摻入多肽鏈中的氨基酸種類是由mRNA中的三聯(lián)體遺傳密碼決定的。查資料得知當(dāng)時尼倫伯格破譯的第一個遺傳密碼是UUU。若反應(yīng)體系中的Mg2+濃度高，人工合成的多聚核苷酸不需要起始密碼子就能指導(dǎo)多肽的生物合成，讀碼是隨機(jī)的。已知實(shí)驗室能夠合成各種RNA，能用一定方法檢測多肽鏈?zhǔn)欠窈铣伞，F(xiàn)提供如下材料：多聚尿嘧啶核苷酸鏈(…UUUUU…)；除去DNA、mRNA的細(xì)胞提取液（Mg2+濃度高）；20種氨基酸，多支試管等。請根據(jù)上述材料，設(shè)計破譯“UUU”的實(shí)驗步驟?；虻谋磉_(dá)完成下表DNAACGmRNAUCtRNACA密碼子氨基酸CCGAGTGCTGGGUCACGGGUGCU甘氨酸丙氨酸模板鏈基因的表達(dá)多肽中氨基酸數(shù)與mRNA、DNA中堿基數(shù)的關(guān)系

如果某細(xì)菌多肽中有n個氨基酸，則指導(dǎo)該多肽鏈合成的mRNA的堿基數(shù)目至少為

，控制該多肽合成的DNA(基因)中的堿基數(shù)目至少為

。3n6n基因的表達(dá)5、水蛭素是由65個氨基酸組成的蛋白質(zhì)，控制該蛋白質(zhì)合成的基因的堿基數(shù)至少應(yīng)是()A．390 B．195 C．65 D．26014．已知某蛋白質(zhì)分子由2條肽鏈組成，連接蛋白質(zhì)分子中氨基酸的肽鍵共有198個，翻譯成這個蛋白質(zhì)的mRNA中有堿基

個，基因中有堿基

對。A600600基因的表達(dá)思考：DNA有什么功能呢？產(chǎn)生配子親代DNA復(fù)制子代DNA表現(xiàn)出相似的性狀生長發(fā)育遺傳信息傳遞遺傳信息表達(dá)DNA具有攜帶遺傳信息和表達(dá)遺傳信息的雙重功能。遺傳信息：基因中堿基的排序基因的表達(dá)課堂練習(xí)1.對一個基因的正確描述是（）

A.是有遺傳效應(yīng)的染色體片段