第一節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成電影《侏羅紀(jì)公園》思考：電影中的科學(xué)家是怎么使已滅絕的恐龍復(fù)活的？利用恐龍的DNA使恐龍的基因表達(dá)出來(lái),表現(xiàn)恐龍的特性,才是恐龍的復(fù)活。

在基因表達(dá)的時(shí)候,基因(DNA)就像一張藍(lán)圖，生物體就是根據(jù)這張藍(lán)圖用蛋白質(zhì)構(gòu)建起來(lái)的，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者（或體現(xiàn)者），基因?qū)π誀畹目刂?，是通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的。問(wèn)：基因（DNA）在細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)合成是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上進(jìn)行的，在細(xì)胞核的基因如何控制在細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)的合成呢？?jī)烧呷绾温?lián)系起來(lái)的呢？

推測(cè)：在DNA和蛋白質(zhì)之間，有一種中間物質(zhì)能夠作為傳達(dá)DNA信息的信使。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)此物質(zhì)就是RNA。思考與討論1.細(xì)胞核中DNA如何指導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)的合成？在DNA和蛋白質(zhì)之間，充當(dāng)信使的是誰(shuí)？2.RNA與DNA有哪些區(qū)別？3.RNA有幾種類(lèi)型？一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄種類(lèi)比較

核酸種類(lèi)結(jié)構(gòu)比較基本單位化學(xué)組成

堿基嘌呤嘧啶五碳糖無(wú)機(jī)酸DNARNA雙鏈結(jié)構(gòu)單鏈結(jié)構(gòu)，有三種類(lèi)型：mRNA、tRNA、rRNA脫氧核苷酸（四種）核糖核苷酸（四種）腺嘌呤（A）、鳥(niǎo)嘌呤（G）腺嘌呤（A）、鳥(niǎo)嘌呤（G)胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）脫氧核糖核糖磷酸磷酸1.RNA—與DNA結(jié)構(gòu)的比較：例1煙草、煙草花葉病毒中，所含的核苷酸種類(lèi)和堿基種類(lèi)各有多少？煙草花葉病毒中所含的核苷酸種類(lèi)有4種，堿基種類(lèi)有4種。煙草中的核苷酸種類(lèi)有8種，堿基種類(lèi)有5種。圖4-3三種RNA示意圖

2.

RNA的在細(xì)胞中有三種：mRNA（信使RNA），tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA），rRNA（核糖體RNA）基因控制蛋白質(zhì)的合成的過(guò)程轉(zhuǎn)錄翻譯第一、先按照DNA分子結(jié)構(gòu)合成出一份“副本”------mRNA；因?yàn)镈NA和RNA都是由核苷酸所組成的化合物，兩者都用基本一樣的“字母”來(lái)編碼，文字相同由于RNA和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同，組成的“文字”不同。第二、由“副本”指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)。基因控制蛋白質(zhì)的合成是通過(guò)兩個(gè)步驟完成的。因DNA分子和蛋白質(zhì)分子的遺傳信息是不同的。DNA（基因）的遺傳信息是脫氧核苷酸的排列順序，而蛋白質(zhì)的“遺傳信息”是氨基酸的排列順序。DNA細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄（一）（一）過(guò)程：A內(nèi)容條件1、DNA解旋酶1、DNA雙鏈解旋2、堿基配對(duì);3、聚合;3、原料：核糖核苷酸4、RNA聚合酶ACUGCUG2、模板：DNA一條鏈RNA是整條DNA或者某片段解旋？DNATGCA轉(zhuǎn)錄（二）（二）模板鏈：作為轉(zhuǎn)錄模板的是DNA一條或兩條鏈？是整條鏈或是片段？ADNATGCACUGRNA轉(zhuǎn)錄（三）（三）模板鏈：ATCGAGCGAGTCTTCGTCAATCGATGACATCGGCDNAUCGCUAGCRNARNA基因基因遺傳信息遺傳信息不同的基因模板鏈一定相同嗎？對(duì)于特定的基因模板鏈一定嗎？AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核

核孔DNAmRNA在細(xì)胞核中合成轉(zhuǎn)錄（四）AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核mRNA通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)

[例2]信使RNA合成后，離開(kāi)合成部位到達(dá)核糖體上，需要經(jīng)過(guò)幾層生物膜（）

A.1層B.2層C.3層D.0層解析信使RNA在細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄形成后，經(jīng)核孔到達(dá)細(xì)胞質(zhì)與核糖體結(jié)合起來(lái)，不經(jīng)過(guò)生物膜。5D.堿基，該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有1/3n個(gè)氨基酸。1000個(gè)和3000個(gè)一個(gè)DNA分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種多少個(gè)mRNA分子()半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制2、生物都具有相同的遺傳語(yǔ)言，所有生物可能有共同的起源或生命本質(zhì)上是統(tǒng)一的。1、由n個(gè)堿基組成的基因，控制合成由1條多肽鏈組成的滅絕的恐龍復(fù)活的？若一個(gè)基因在復(fù)制過(guò)程中發(fā)生堿基對(duì)的替換，這種變化是否一定能反映到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上？1、轉(zhuǎn)錄時(shí)，組成基因的兩條鏈只有一條鏈能轉(zhuǎn)錄，另堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律保證遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。一個(gè)DNA分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種多少個(gè)mRNA分子()果蠅的遺傳物質(zhì)由_________種核苷酸組成。CUA問(wèn)：基因（DNA）在細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)合成是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上進(jìn)行的，在細(xì)胞核的基因如何控制在細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)的合成呢？?jī)烧呷绾温?lián)系起來(lái)的呢？達(dá)標(biāo)訓(xùn)練定義:轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所:轉(zhuǎn)錄的模板:轉(zhuǎn)錄的原料:轉(zhuǎn)錄的能量酶:堿基配對(duì)原則轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物：在細(xì)胞核中,以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過(guò)程主要在細(xì)胞核DNA分子的一條鏈四種核糖核苷酸ATP、酶（RNA聚合酶）DNA：ATGCRNA：UACGmRNA轉(zhuǎn)錄（五）（五）轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的比較：復(fù)制轉(zhuǎn)錄場(chǎng)所解旋模板酶能量原則原料產(chǎn)物細(xì)胞核完全解旋只解有遺傳效應(yīng)的片段親代DNA的兩條鏈均為模板DNA的一條鏈（信息鏈）某片段為模板解旋酶、聚合酶等ATPA—TG—CT—AC—GA—UG—CT—AC—G四種脫氧核苷酸四種核苷酸兩個(gè)子代DNA信息RNA練習(xí)鞏固：1.DNA分子的解旋發(fā)生在________過(guò)程中。A.復(fù)制B.轉(zhuǎn)錄C.翻譯D.復(fù)制和轉(zhuǎn)錄2.果蠅的遺傳物質(zhì)由_________種核苷酸組成。A.2B.4C.5D.83.一個(gè)DNA分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種多少個(gè)mRNA分子()A.一種一個(gè)B.一種多個(gè)C.多種多個(gè)D.無(wú)數(shù)種無(wú)數(shù)個(gè)DBC4、mRNA上有25％的腺嘌呤，35％的尿嘧啶，則轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子上腺嘌呤占?jí)A基總數(shù)的（）A.50％B.25％C.30％D.35％C思考與討論：1、轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有什么共同之處？這對(duì)保證遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄有什么意義？2、轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列有哪些異同？與該DNA的另一條鏈的堿基序列有哪些異同？共同之處：均需要模板、均遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則。堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律保證遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列與模板的DNA單鏈的堿基序列之間是互補(bǔ)配對(duì)的關(guān)系，與DNA雙鏈間的堿基互補(bǔ)配對(duì)不同的是，RNA鏈中與DNA鏈的A配對(duì)的是U而不是T。與DNA另一條鏈的堿基序列基本相同，只是DNA上的T的位置RNA鏈上是Ｕ。復(fù)習(xí)定義:轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所:轉(zhuǎn)錄的模板:轉(zhuǎn)錄的原料:轉(zhuǎn)錄的能量酶:堿基配對(duì)原則轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物：在細(xì)胞核中,以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過(guò)程主要在細(xì)胞核DNA分子的一條鏈四種核糖核苷酸ATP、酶（RNA聚合酶）DNA：ATGCRNA：UACGmRNA二、翻譯（一）概念：細(xì)胞核核糖體細(xì)胞質(zhì)DNAmRNA氨基酸怎樣來(lái)完成運(yùn)送氨基酸?（二）密碼子概念：mRNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰堿基6、遺傳密碼表（三）遺傳密碼表：第一個(gè)字母第二個(gè)字母第三個(gè)字母UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸酪氨酸酪氨酸

終止終止半胱氨酸半胱氨酸

終止色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸（起始）蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸天門(mén)冬酰胺天門(mén)冬酰胺賴(lài)氨酸賴(lài)氨酸絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸UCAGG纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸(起始）丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天門(mén)冬氨酸天門(mén)冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG（三）遺傳密碼的特點(diǎn)：特點(diǎn)簡(jiǎn)并性：一種氨基酸可以有多個(gè)密碼子通用性：說(shuō)明所有生物可能有共同的起源或在生命本質(zhì)上是統(tǒng)一的思考：若一個(gè)基因在復(fù)制過(guò)程中發(fā)生堿基對(duì)的替換，這種變化是否一定能反映到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上？不一定，因?yàn)槊艽a子有簡(jiǎn)并性。P65思考與討論題1、甲硫氨酸-谷氨酸-丙氨酸-半胱氨酸-脯氨酸-絲氨酸-賴(lài)氨酸-脯氨酸2、生物都具有相同的遺傳語(yǔ)言，所有生物可能有共同的起源或生命本質(zhì)上是統(tǒng)一的。思考

討論3、當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，由于密碼的簡(jiǎn)并性，可能并不會(huì)改變其對(duì)應(yīng)的氨基酸； 當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸可以保證翻譯的速度。問(wèn)題：氨基酸是怎樣運(yùn)送到核糖體上的呢？GAT與DNA另一條鏈的堿基序列基本相同，只是DNA上的T的位置RNA鏈上是Ｕ。ATP、酶（RNA聚合酶）因DNA分子和蛋白質(zhì)分子的遺傳信息是不同的。果蠅的遺傳物質(zhì)由_________種核苷酸組成。與DNA另一條鏈的堿基序列基本相同，只是DNA上的T的位置RNA鏈上是Ｕ。基酸數(shù)目的6倍還要多一些。3000個(gè)和3000個(gè)B.例6、某基因中含有1200個(gè)堿基，則由它控制合成的一條肽鏈的最多含有肽鍵的個(gè)數(shù)是()不一定，因?yàn)槊艽a子有簡(jiǎn)并性。GAU2、生物都具有相同的遺傳語(yǔ)言，所有生物可能有共同的起源或生命本質(zhì)上是統(tǒng)一的。甲硫氨酸—組氨酸—色氨酸—精氨酸5D.例4、根據(jù)在蛋白質(zhì)生物合成中遺傳信息傳遞的規(guī)律，在下面表格數(shù)碼中填入相應(yīng)的字母：（四）轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）的結(jié)構(gòu)和功能：ACG反密碼子氨基酸mRNAUGCAUACCGAU三個(gè)堿基識(shí)別密碼子，與其互補(bǔ)配對(duì)。（五）翻譯的過(guò)程：核糖體核糖體核糖體UAUCGUCUGGGAUACGGCAAUACAGUCACCGGAUmRNAUACCGUGGACUG多肽鏈圖4-6中所示的正在合成的肽鏈的氨基酸序列是什么?甲硫氨酸—組氨酸—色氨酸—精氨酸—半胱氨酸—半胱氨酸—脯氨酸核糖體mRNA正在合成的肽鏈一個(gè)mRNA分子上結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)合成多條肽鏈（七）轉(zhuǎn)錄與翻譯的比較：轉(zhuǎn)錄翻譯場(chǎng)所模板酶能量原則原料產(chǎn)物細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)（核糖體）DNA的一條鏈（為模板mRNAATPA—UG—CT—AC—GA—UG—CU—AC—G四種核糖核苷酸約20種氨基酸信使RNA多肽鏈解旋酶、聚合酶縮合酶A密碼子精氨酸氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)RNAG信使RNAGGDNA雙鏈例4、根據(jù)在蛋白質(zhì)生物合成中遺傳信息傳遞的規(guī)律，在下面表格數(shù)碼中填入相應(yīng)的字母：CCCAAT

C

GU

C

G練習(xí)（八）DNA、RNA的堿基和氨基酸的數(shù)量關(guān)系結(jié)論:CGTGCACATGCACTGGTADNA谷氨酸組氨酸精氨酸氨基酸CGUGGACAUmRNAGCACUGGUAtRNA遺傳信息遺傳密碼反密碼子氨基酸序列基因的堿基

信使RNA的堿基

氨基酸=6

3

1模板鏈?zhǔn)筊NA堿基數(shù)目的1/3。GAU例1煙草、煙草花葉病毒中，所含的核苷酸種類(lèi)和堿基種類(lèi)各有多少？思考：電影中的科學(xué)家是怎么使已第二、由“副本”指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)。一個(gè)DNA分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種多少個(gè)mRNA分子()GAT1、轉(zhuǎn)錄時(shí)，組成基因的兩條鏈只有一條鏈能轉(zhuǎn)錄，另2B.na/3-18(n/3-1)一條鏈則不能轉(zhuǎn)錄。GAT半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制RNA：UACG腺嘌呤（A）、鳥(niǎo)嘌呤（G)

例5、一條多肽鏈中有1000個(gè)氨基酸,那么作為合成該多肽鏈的信息RNA和用來(lái)轉(zhuǎn)錄信息RNA的DNA分子分別至少有堿基()

A.3000個(gè)和3000個(gè)B.1000個(gè)和3000個(gè)

C.1000個(gè)和4000個(gè)D.3000個(gè)和6000個(gè)D例6、某基因中含有1200個(gè)堿基，則由它控制合成的一條肽鏈的最多含有肽鍵的個(gè)數(shù)是()A．198個(gè)B．199個(gè)C．200個(gè)D．201個(gè)BDNA雙鏈1C2TCGA信使RNAAU轉(zhuǎn)運(yùn)RNA氨基酸亮氨酸根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則和中心法則，完成表格（假定“轉(zhuǎn)錄”和“翻譯”是從左向右進(jìn)行的）。供選的氨基酸及其密碼如下：CUA—亮氨酸，CGA—精氨酸，GAU—天門(mén)冬氨酸GATCUAGAUCAGTAGATCUA天門(mén)冬氨酸GCTCGAGCA精氨酸六、基因表達(dá)中相關(guān)數(shù)量計(jì)算1、轉(zhuǎn)錄時(shí)，組成基因的兩條鏈只有一條鏈能轉(zhuǎn)錄，另一條鏈則不能轉(zhuǎn)錄。因此，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA分子中堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的1/2。2、翻譯過(guò)程中，信使RNA中每3個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)目是信使RNA堿基數(shù)目的1/3。綜上可知，蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目=tRNA數(shù)目=1/3mRNA堿基數(shù)目=1/6DNA堿基數(shù)目。3、計(jì)算中“最多”和“最少”的分析（1）翻譯時(shí)，mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，因此準(zhǔn)確地說(shuō)，mRNA上的堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些。（2）基因或DNA上的堿基數(shù)目比對(duì)應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。（3）在回答有關(guān)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)加上“最多”或“最少”等字。如：mRNA上有n個(gè)堿基，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個(gè)堿基，該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有