第4章基因的表達(dá)第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成情境導(dǎo)入情境導(dǎo)入美國(guó)科幻電影《侏羅紀(jì)公園》曾轟動(dòng)一時(shí)。影片圍繞著虛構(gòu)的“侏羅紀(jì)公園”，展現(xiàn)了豐富而新奇的科學(xué)幻想:各種各樣的恐龍飛奔跳躍、相互爭(zhēng)斗，而這些復(fù)活的恐龍是科學(xué)家利用提取的恐龍DNA還原而來(lái)的。一種生物的整套DNA中儲(chǔ)存著該種生物生長(zhǎng)、發(fā)育等生命活動(dòng)所需的全部遺傳信息，也可以說(shuō)是構(gòu)建生物體的藍(lán)圖。但是，從DNA到具有各種性狀的生物體，需要通過(guò)極其復(fù)雜的基因表達(dá)及調(diào)控過(guò)程才能實(shí)現(xiàn)。因此，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，利用DNA來(lái)使滅絕的生物復(fù)活仍是難以做到的。從原理上分析，利用已滅絕生物的DNA，真的能夠使它們復(fù)活嗎?基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。基因如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成?DNA主要存在于細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)中合成的。DNA攜帶的遺傳信息是怎樣傳遞到細(xì)胞質(zhì)中的呢?當(dāng)遺傳信息到達(dá)細(xì)胞質(zhì)后，細(xì)胞又是怎樣解讀的呢?真核細(xì)胞科學(xué)家推測(cè)，在DNA和蛋白質(zhì)之間，有一種中間物質(zhì)充當(dāng)信使。RNA情境導(dǎo)入DNA蛋白質(zhì)RNA的結(jié)構(gòu)和功能RNA與DNA的區(qū)別核苷酸基本單位——RNA具備準(zhǔn)確傳遞遺傳信息的可能4種堿基磷酸五碳糖核糖脫氧核糖DNA胸腺嘧啶(T)RNA尿嘧啶(U)腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)胞嘧啶(C)脫氧核糖核糖磷酸RNA與DNA的區(qū)別DNA一般呈雙螺旋結(jié)構(gòu)RNA一般是單鏈的，而且比DNA短RNA能通過(guò)核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)DNA不能通過(guò)核孔R(shí)NA的結(jié)構(gòu)和功能從結(jié)構(gòu)上分析RNA適于作信使的條件是什么?▲RNA一般是單鏈的，比DNA短，RNA能通過(guò)核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)思考討論▲基本單位是核苷酸，4種堿基排列順序的多樣性使RNA具備準(zhǔn)確傳遞遺傳信息的可能RNA的結(jié)構(gòu)和功能RNA的種類作為DNA的信使，是蛋白質(zhì)合成的模板轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸，識(shí)別密碼子核糖體的組成成分①信使RNA(mRNA)②轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)③核糖體(rRNA)RNA的結(jié)構(gòu)和功能遺傳信息的轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄：DNA的遺傳信息是怎樣傳給RNA的?RNA是在細(xì)胞核中，通過(guò)RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過(guò)程叫作轉(zhuǎn)錄。場(chǎng)所◆真核生物細(xì)胞核(主要)◆原核生物葉綠體、線粒體擬核、細(xì)胞質(zhì)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄——過(guò)程第1步RNA聚合酶與編碼這個(gè)蛋白質(zhì)的一段DNA結(jié)合，使DNA雙鏈解開(kāi)，堿基暴露出來(lái)第2步游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對(duì)，在RNA聚合酶的作用下開(kāi)始mRNA的合成第3步新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上第4步合成的mRNA從DNA鏈上釋放。而后，DNA雙螺旋恢復(fù)解旋延伸配對(duì)轉(zhuǎn)錄的方向5'5'3'3'5'3'DNAmRNARNA聚合酶游離的核糖核苷酸釋放遺傳信息的轉(zhuǎn)錄——過(guò)程mRNA、tRNA、rRNA等mRNArRNAtRNA◆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄遺傳信息的轉(zhuǎn)錄條件◆模板DNA的一條鏈(模板鏈)◆原料4種游離核糖核苷酸◆能量ATP◆酶RNA聚合酶核心歸納◆RNA鏈延伸的方向：◆此過(guò)程堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：A-U、T-A、C-G、G-C◆轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn)：由5’端到3’端邊解旋邊轉(zhuǎn)錄◆遺傳信息流向：DNA→mRNA5'5'3'3'5'3'RNA聚合酶游離的核糖核苷酸DNAmRNA轉(zhuǎn)錄的方向遺傳信息的轉(zhuǎn)錄思考討論轉(zhuǎn)錄與復(fù)制都需要模板、能量、酶，都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則；這保證了遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有什么共同之處？這對(duì)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄有什么意義?遺傳信息的轉(zhuǎn)錄思考討論如圖表示某真核生物細(xì)胞內(nèi)DNA的轉(zhuǎn)錄過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問(wèn)題：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄思考討論轉(zhuǎn)錄時(shí)，DNA的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板鏈，可為反意義鏈，與其互補(bǔ)的另一條鏈稱為有意義鏈。如圖表示一個(gè)DNA分子的片段，討論相關(guān)問(wèn)題。5′－TACGCTCCGTACCC－3′非模板鏈(有意義鏈)3′－ATGCGAGGCATGGG－5′模板鏈(反意義鏈)①寫出該片段轉(zhuǎn)錄出的mRNA中的堿基排列順序。5′－UACGCUCCGUACCC－3′轉(zhuǎn)錄出的mRNA堿基序列與DNA非模板鏈的堿基序列基本相同，區(qū)別是RNA鏈上的堿基U，對(duì)應(yīng)在非模板鏈上的堿基是T。②轉(zhuǎn)錄出的mRNA堿基序列與DNA模板鏈的堿基序列有什么關(guān)系？轉(zhuǎn)錄出的mRNA的堿基與DNA模板鏈的堿基是互補(bǔ)配對(duì)的關(guān)系。③轉(zhuǎn)錄出的mRNA堿基序列與DNA非模板鏈的堿基序列有哪些異同？DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較核心比較項(xiàng)目DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄時(shí)間場(chǎng)所解旋模板原料酶細(xì)胞分裂前的間期生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程主要在細(xì)胞核或擬核中，少部分在線粒體、葉綠體、質(zhì)粒中完全解旋只解有遺傳效應(yīng)的片段(基因)DNA的兩條鏈均為模板DNA的一條鏈上某片段四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶等DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較核心比較項(xiàng)目DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄酶配對(duì)方式特點(diǎn)方向產(chǎn)物意義解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶等A—T、T—A、C—G、G—CA—U、C—G、T—A、G—C半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄新鏈從5′－端→3′－端延伸2個(gè)子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA使遺傳信息從親代傳遞給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性遺傳信息從DNA傳遞到RNA(mRNA)上，為翻譯作準(zhǔn)備有關(guān)轉(zhuǎn)錄的問(wèn)題分析思考討論轉(zhuǎn)錄不是轉(zhuǎn)錄整個(gè)DNA，是轉(zhuǎn)錄其中的基因轉(zhuǎn)錄是轉(zhuǎn)錄整個(gè)DNA嗎？基因1基因2基因3非基因片段非基因片段非基因片段非基因片段一個(gè)DNA分子上的所有基因的模板鏈?zhǔn)峭粭l嗎？不一定轉(zhuǎn)錄前體信使RNAmRNA轉(zhuǎn)錄后加工外顯子內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄真核生物的一個(gè)基因中既含有編碼氨基酸的外顯子，又含有不編碼氨基酸的內(nèi)含子，而且外顯子與內(nèi)含子都被轉(zhuǎn)錄，這樣形成的RNA稱為前體信使知識(shí)拓展前體信使RNA序列與作為模板的DNA序列完全互補(bǔ)。前體信使RNA中不編碼氨基酸的序列在RNA自身的催化作用下被切除,編碼氨基酸的序列連接在一起，形成信使RNA有關(guān)轉(zhuǎn)錄的問(wèn)題基因有關(guān)轉(zhuǎn)錄的問(wèn)題分析核心比較RNA通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，穿過(guò)0層膜細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄形成的RNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)穿過(guò)幾層膜？學(xué)習(xí)小結(jié)轉(zhuǎn)錄場(chǎng)所概念過(guò)程條件1.某生物的一個(gè)體細(xì)胞中有50個(gè)DNA分子，其中某個(gè)DNA分子含有3000個(gè)堿基。由該DNA分子控制合成的蛋白質(zhì)分子中最多有氨基酸（

）A.21種B.50種C.500種D.1000種1.下列關(guān)于密碼子和反密碼子的敘述，正確的是（

）A.密碼子位于mRNA上，反密碼子位于rRNA上B.密碼子和反密碼子都可以發(fā)生堿基配對(duì)，所以他們的種類相同C.密碼子和反密碼子中都不含胸腺嘧啶D.密碼子和反密碼子都具有簡(jiǎn)并性AC即時(shí)訓(xùn)練2.下圖表示細(xì)胞核中所完成的mRNA的形成過(guò)程示意圖，有關(guān)敘述正確的是(

)

A．圖中RNA聚合酶的移動(dòng)方向是從左向右B．圖中RNA與a鏈堿基互補(bǔ)C．圖示RNA—DNA雜交區(qū)域中DNA上的A與RNA上的T配對(duì)D．DNA雙螺旋解開(kāi)需要解旋酶的參與，同時(shí)消耗能量A即時(shí)練習(xí)判斷正誤,從課本中找到依據(jù)并標(biāo)出頁(yè)碼。1.DNA和RNA成分的區(qū)別是五碳糖種類不同,堿基和磷酸種類均相同。()2.RNA主要有三