第三章遺傳的分子基礎(chǔ)第四節(jié)基因控制蛋白質(zhì)合成第一課時(shí)DNA的遺傳信息通過轉(zhuǎn)錄傳遞給RNA劉瑤瑤

116辦公室

非洲大象和南極企鵝，它們的生活環(huán)境不同，生活習(xí)性迥異，外表形態(tài)更是大相徑庭......這是由于它們的細(xì)胞中都含有一定量的DNA，里面儲(chǔ)存了大量的遺傳信息，那么，DNA分子到底是如何控制遺傳性狀的呢？導(dǎo)入基因的功能效應(yīng)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段圖2正常光線(左)和紫外線照射下(右)的4只小鼠，其中3號(hào)小鼠為對(duì)照，1、2、4號(hào)小鼠轉(zhuǎn)入了綠色熒光蛋白基因圖1發(fā)綠色熒光的水母生長(zhǎng)在太平洋西北部的一種水母能發(fā)出綠色熒光(圖1)這是因?yàn)樗傅腄NA上有一段長(zhǎng)度為5.17×103個(gè)核苷酸的片段——綠色熒光蛋白基因。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)表明，轉(zhuǎn)入了水母綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因鼠，在紫外線的照射下，也能像水母一樣發(fā)光(圖2)?；蛲ǔＪ荄NA分子的功能片段P691866年根據(jù)豌豆遺傳現(xiàn)象，提出了遺傳因子（基因）假說1902年發(fā)現(xiàn)染色體行為，提出薩頓假說，既遺傳因子就在染色體上1910年左右利用果蠅的伴性遺傳現(xiàn)象，證明了基因在染色體上的假說孟德爾薩頓摩爾根艾弗里1944年利用肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)赫爾希

蔡斯1952年利用T2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)從孟德爾假設(shè)基因的存在，到充分認(rèn)識(shí)其本質(zhì)，是一個(gè)艱苦、漫長(zhǎng)的過程。人們發(fā)現(xiàn)染色體與基因的平行關(guān)系后，通過實(shí)驗(yàn)證明了基因在染色體上——染色體中的DNA是遺傳物質(zhì)——基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。P69DNA染色體細(xì)胞細(xì)胞核染色體DNA基因A基因B基因C基因D染色體、DNA、基因的關(guān)系基因基因在DNA上的分布是不連續(xù)的，基因之間由非基因片段隔開。思考：基因都在染色體上嗎？真核生物的基因主要位于染色體上,少數(shù)位于葉綠體、線粒體中。葉綠體線粒體DNA蕎麥葉綠體基因159,272bpRNA病毒的基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段流感病毒艾滋病毒冠狀病毒思考：基因都是DNA片段嗎？基因通常是DNA分子的功能片段P69基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段（包括部分病毒的RNA片段）遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的基本單位DNA（部分生物是RNA）分子上含特定遺傳信息的核苷酸序列的總稱DNA作為攜帶遺傳信息的生物大分子，通過一系列復(fù)雜的酶促合成過程，將遺傳信息反應(yīng)到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上。由此看出，DNA分子具有雙重功能：1、以自身為模板，半保留地進(jìn)行復(fù)制，保持遺傳信息的穩(wěn)定性?！獢y帶遺傳信息2、DNA中貯存的遺傳信息決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。——表達(dá)遺傳信息P70生物性狀的主要體現(xiàn)者DNA如何蛋白質(zhì)DNA基因細(xì)胞核蛋白質(zhì)在哪里合成？DNA基因細(xì)胞核蛋白質(zhì)在哪里合成？細(xì)胞質(zhì)中的核糖體信息如何傳達(dá)？細(xì)胞核DNA能不能出細(xì)胞核？細(xì)胞質(zhì)中的核糖體推測(cè)：有一種中間物質(zhì)信使DNA復(fù)制的猜測(cè)1955年，布拉切特分別用洋蔥根尖和變形蟲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如果往洋蔥根尖細(xì)胞和變形蟲中加入RNA酶分解細(xì)胞質(zhì)中的RNA，細(xì)胞中的蛋白質(zhì)合成就會(huì)停止。而再加進(jìn)從酵母菌中提取的RNA，則又能夠合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。結(jié)論：蛋白質(zhì)合成跟RNA有關(guān)。材料分析細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)中的核糖體RNA基因

蛋白質(zhì)

RNA核基因攜帶的遺傳信息是怎樣傳遞到細(xì)胞質(zhì)中？從DNA到蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄的概念P70轉(zhuǎn)錄：以DNA的一條鏈為模板，依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，合成RNA的過程。通過轉(zhuǎn)錄，遺傳信息由DNA傳遞到RNA。3.場(chǎng)所：真核生物：細(xì)胞核，線粒體、葉綠體；原核生物：擬核轉(zhuǎn)錄過程P71該過程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用；RNA聚合酶TCGATCGATTGCAACGTACACGGTAATT轉(zhuǎn)錄不是沿著整條DNA長(zhǎng)鏈進(jìn)行a.解旋：首先，RNA聚合酶與基因中的啟動(dòng)部位結(jié)合，包括一個(gè)或幾個(gè)基因的DNA片段的雙螺旋解開。P69b.配對(duì)

以DNA的一條鏈為模板，原料：4種游離的核糖核苷酸按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對(duì)。核糖核苷酸與模板鏈上的堿基A配對(duì)的是堿基U。轉(zhuǎn)錄過程UACGAGCAGTCGADNA模板鏈P69c.連接：在RNA聚合酶的作用下，這些與模板鏈互補(bǔ)的核糖核苷酸通過磷酸二酯鍵依次聚合形成RNA鏈。RNA聚合酶DNA模板鏈UUAUGCCCGAGCAGTCGA游離的核糖核苷酸轉(zhuǎn)錄過程基因通常是DNA分子的功能片段P69d.釋放：隨著RNA聚合酶在DNA分子上移動(dòng)，RNA鏈不斷延伸，并從DNA鏈上釋放，DNA雙鏈恢復(fù)原雙螺旋結(jié)構(gòu)。RNA聚合酶DNA模板鏈AGCAGTCGATCGTCAGCT轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物——RNAP70核糖核苷酸RNA的全稱？1RNA的基本組成單位？2RNA的空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？3核糖核酸一般為單鏈RNA單鏈RNA的的堿基組成？C、G、A、UAGCU2個(gè)環(huán)（五環(huán)+六環(huán)）1個(gè)環(huán)（六環(huán)）A=U，GC核糖堿基磷酸AGC含氮堿基RNA的分類P71種類mRNAtRNArRNA名稱分布功能結(jié)構(gòu)示意圖共同點(diǎn)細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)與蛋白質(zhì)結(jié)合成核糖體攜帶DNA的遺傳信息，決定蛋白質(zhì)中氨基酸順序識(shí)別并攜帶特定的氨基酸到核糖體，使之按照mRNA的信息指令連接起來，形成蛋白質(zhì)核糖體的重要成分單鏈單鏈，部分堿基配對(duì)形成三葉草型結(jié)構(gòu)單鏈①都是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物；②都是單鏈，基本單位相同；③都參與蛋白質(zhì)合成過程信使RNA轉(zhuǎn)運(yùn)RNA核糖體RNA每種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸，一種氨基酸可由一種或多種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)P69轉(zhuǎn)錄過程RNA聚合酶的移動(dòng)方向：

代表轉(zhuǎn)錄的方向；判斷方法：①方向?yàn)閺腞NA脫離DNA部分到RNA－DNA配對(duì)區(qū)域。

②游離核糖核苷酸加入的方向?yàn)镽NA末端☆.在真核生物中，細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄而來的RNA產(chǎn)物經(jīng)過加工才能成為成熟的mRNA，然后轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中，用于蛋白質(zhì)合成。P69轉(zhuǎn)錄過程的注意事項(xiàng)☆.DNA邊解旋邊轉(zhuǎn)錄☆.DNA轉(zhuǎn)錄的模板是DNA的模板鏈，且模板不是固定不變的；☆RNA聚合酶的作用：☆轉(zhuǎn)錄的時(shí)間：☆RNA鏈延伸方向：☆RNA聚合酶在模板鏈的移動(dòng)方向：破壞氫鍵，解旋；催化形成磷酸二酯鍵，連接核糖核苷酸細(xì)胞的整個(gè)生命歷程5’→3’3’→5’遺傳信息的轉(zhuǎn)錄—總結(jié)P69以DNA的一條鏈為模板，依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，合成RNA的過程。轉(zhuǎn)錄的概念？1轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所？2轉(zhuǎn)錄的模板3轉(zhuǎn)錄的原料4轉(zhuǎn)錄的條件5轉(zhuǎn)錄的堿基配對(duì)方式6轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物？7細(xì)胞核、葉綠體、線粒體、擬核DNA分子的一條鏈(模板鏈)四種游離的核糖核苷酸模板、原料、能量、酶（RNA聚合酶同時(shí)具有解旋功能）G-C

C-G

T-A

A-U三種RNA（mRNArRNAtRNA)牛刀小試1．如圖表示真核生物體內(nèi)DNA傳遞遺傳信息的某過程，據(jù)圖回答問題：(1)圖示兩種物質(zhì)的組成元素有____________________。(2)該圖所示的是遺傳信息傳遞的________過程，該過程發(fā)生的主要場(chǎng)所是________。(3)物質(zhì)③是以DNA的哪一條鏈為模板形成的？________。試寫出③的堿基序列______________。C、H、O、N、P轉(zhuǎn)錄細(xì)胞核CAUGCA①牛刀小試2．如圖是真核生物mRNA合成過程圖，請(qǐng)據(jù)圖判斷下列說法中正確的是(

)A．①正處于解旋狀態(tài)，形成這種狀態(tài)需要解旋酶B．圖中②是以4種脫氧核苷酸為原料合成的C．如果