1、第四章 基因的表達(dá),基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,第一節(jié),問題一：在現(xiàn)實(shí)生活中，我們能不能像電影侏羅紀(jì)公園中描述的那樣，利用恐龍的DNA，使恐龍復(fù)活呢？,問題二：如果能利用恐龍的DNA使恐龍復(fù)活，你認(rèn)為主要要解決什么問題？,電影侏羅紀(jì)公園中恐龍復(fù)活的場景,第四章的章圖,請(qǐng)同學(xué)們閱讀章圖中的文字和圖解，你們看懂了什么，又產(chǎn)生了哪些問題。,基因,基因控制生物性狀,基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程，叫基因的表達(dá)。,問題：基因是怎樣指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成呢？,DNA,蛋白質(zhì)合成,（細(xì)胞核）,（細(xì)胞質(zhì)）,核孔,RNA,？,？,思考幾個(gè)問題,1、遺傳物質(zhì)主要存在于細(xì)胞的什么部位？ 2、生物的性狀或生命的主要功能由什么物質(zhì)承擔(dān)？

2、 3、蛋白質(zhì)的合成在細(xì)胞的什么部位？ 4、DNA能不能到細(xì)胞質(zhì)中去直接指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成？ DNA與蛋白質(zhì)之間有無中間物質(zhì)充當(dāng)信使呢？,DNA主要位于細(xì)胞核,蛋白質(zhì),細(xì)胞質(zhì)的核糖體,mRNA,控制,不能,(一)RNA的結(jié)構(gòu)、分類和作用,DNA,RNA,DNA和RNA 的比較,脫氧核苷酸,脫氧核糖,A C G T,雙螺旋結(jié)構(gòu),細(xì)胞核,核糖核苷酸,核糖,A C G U,多為單鏈結(jié)構(gòu),細(xì)胞質(zhì),為什么RNA適于作DNA的信使？,（1）基因是有_的_片段； DNA 主要存在于_中，而蛋白質(zhì)的合成是在_中進(jìn)行的。 （2）RNA一般是_鏈，比 DNA 短，因此能夠通過_，從_轉(zhuǎn)移到_中。,遺傳效應(yīng),DNA,細(xì)

3、胞核,細(xì)胞質(zhì),單,核孔,細(xì)胞核,細(xì)胞質(zhì),1、RNA的化學(xué)組成、空間結(jié)構(gòu)及種類：,基本單位：,核糖核苷酸,分子組成：,核糖 磷酸,空間結(jié)構(gòu)：,單鏈結(jié)構(gòu),種類：,mRNA作為DNA的信使 tRNA轉(zhuǎn)運(yùn) rRNA核糖體的組成成分,堿基（A U C G）,作為某些病毒的遺傳物質(zhì);催化作用的酶,RNA的種類,信使RNA(mRNA)：遺傳信息傳遞的媒介。,核糖體RNA(rRNA)：與蛋白質(zhì)構(gòu)成核糖體。,轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)：轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的工具。,攜帶遺傳信息，其上的密碼子決定蛋白質(zhì)中氨基酸的序列。 是控制蛋白質(zhì)合成的模板。,多呈三葉草。有反密碼子。 能識(shí)別密碼子，可運(yùn)載特定的氨基酸到相應(yīng)的位置。,有大小兩

4、個(gè)亞基。 能確保結(jié)合上去的mRNA正確地定向。,遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程,1、轉(zhuǎn)錄：在細(xì)胞核內(nèi)，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則合成RNA的過程。,基因控制蛋白質(zhì)的合成,DNA,游離的核糖核苷酸,以DNA的一條鏈為模板合成RNA,DNA與RNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)：A C T,U,G,A,形成的mRNA鏈，DNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上,RNA,DNA,核孔,DNA,mRNA在細(xì)胞核中合成,細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞核,mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),（）轉(zhuǎn)錄的定義： （）轉(zhuǎn)錄的場所： （）轉(zhuǎn)錄的模板： （）轉(zhuǎn)錄的原料： （）轉(zhuǎn)錄的條件： （）轉(zhuǎn)錄時(shí)的堿基配對(duì): （ 7）轉(zhuǎn)錄的結(jié)果：,在細(xì)胞核中以DNA

5、的一條鏈為模板,按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則原則，合成mRNA的過程,細(xì)胞核,DNA的一條鏈,四種核糖核苷酸,RNA聚合酶和ATP、模板、原料,堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,形成mRNA,（A=U，G=C）,(A、G、C、U）,一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄,DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的比較,細(xì)胞核,細(xì)胞核,完全解旋,只解有遺傳效應(yīng)的片段,DNA的兩條鏈,只有DNA的一條鏈,4種脫氧核苷酸,4種核糖核苷酸,DNA解旋酶、DNA聚合酶,DNA解旋酶RNA聚合酶,ATP,ATP,子代DNA,mRNA,GC、CG、TA、AU,GC、CG、TA、 A T,翻 譯,概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)

6、。,mRNA：,堿基的數(shù)量,排列順序,種類,蛋白質(zhì)：,氨基酸的數(shù)量,排列順序,種類,決定,決定,決定,?種,?種,4種,20種,討論：至少要多少個(gè)堿基的不同排列順序才能夠 決定20種不同的氨基酸？,一個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，41 = 4,二個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，42 = 16,三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，43 = 64,2、堿基與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系,mRNA是怎樣把遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì)的呢？,密碼子,概念：,mRNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰堿基,1.密碼子共有64種,2.一個(gè)氨基酸可以由一種或多種密碼子決定，但一個(gè)密碼子不能決定多種氨基酸,終止密碼:3種,不編碼氨基酸 起始密碼:2種,能編氨基酸 即

7、:能編碼氨基酸的密碼子：61種,2.地球上幾乎所有生物都共用一套密碼子（密碼子的 通用性），根據(jù)這一特性，你能想到什么？,生物有共同的起源轉(zhuǎn)基因,3.簡并性：色氨酸及甲硫氨酸各只有一個(gè)密碼。多數(shù)氨基酸有二個(gè)以上的密碼子。在一定程度上能防止由于堿基的改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。,依據(jù)教材65頁密碼子表，探討以下問題： 1、起始密碼、終止密碼各有幾種？它們分別決定哪種氨基酸？決定氨基酸的密碼子有多少種？ 2、一個(gè)密碼子最多能編碼幾種氨基酸？編碼亮氨酸的密碼子有多少種？由此我們可以得出什么樣的結(jié)論？ 3、地球上幾乎所有生物都共用一套密碼子（密碼子的 通用性），根據(jù)這一特性，你能想到什么？,1種,一種

8、氨基酸可以由多種密碼子編碼（簡并性）,3種,2種,61種,3種終止密碼不決定氨基酸,生物有共同的起源轉(zhuǎn)基因,6種,AUG甲硫氨酸 GUG纈氨酸,遺傳密碼共64個(gè)，能決定氨基酸的遺傳密碼只有61個(gè)。有3個(gè)終止密碼子，沒有對(duì)應(yīng)的氨基酸。（起始密碼子）,一個(gè)密碼子決定一個(gè)特定的氨基酸。,簡并性：色氨酸及甲硫氨酸各只有一個(gè)密碼。多數(shù)氨基酸有二個(gè)以上的密碼子。在一定程度上能防止由于堿基的改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。,4、遺傳密碼的特性,通用性：地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。,翻 譯,概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)。,問題：mRNA如何將信息翻譯

9、成蛋白質(zhì)？,翻譯的過程,轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA),亮氨酸,天冬氨酸,異亮氨酸,轉(zhuǎn)運(yùn) RNA（tRNA),氨基酸,1、概念：,2、場所：,3、模板：,4、原料：,5、產(chǎn)物：,7、配對(duì)原則：,6、運(yùn)載工具：,游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以 mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程,核糖體（細(xì)胞質(zhì)）,mRNA,20種游離的氨基酸,蛋白質(zhì)（或多肽鏈）,tRNA,A-U，U-A，C-G，G-C,二、遺傳信息的翻譯,其他條件：,各種酶（與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的酶）和ATP,列表比較DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯,細(xì)胞核（主要）,DNA兩條鏈,細(xì)胞核（主要）,核糖體（細(xì)胞質(zhì)）,DNA一條鏈,mRNA,四種脫氧核

10、苷酸,四種核糖核苷酸,20種氨基酸,ATP,思考：,當(dāng)某DNA堿基發(fā)生改變，是否一定會(huì)導(dǎo)致生物性狀發(fā)生改變？,不一定。 因?yàn)榘l(fā)生改變的堿基可能有以下三種情況： 1、該堿基位于DNA的非基因區(qū)域； 2、該堿基位于非模板鏈 3.該堿基改變后形成的密碼子與原 來的密碼子決定同一種氨基酸,基因（DNA）中堿基數(shù)：mRNA中堿基數(shù)：氨基酸=,6：3：1,一種動(dòng)物的某種酶由150個(gè)氨基酸組成，在控制這個(gè)酶合成的基因中脫氧核苷酸至少有多少個(gè)？,一條多肽鏈中有1000個(gè)氨基酸，則作為合成多肽鏈的mRNA分子和用來轉(zhuǎn)錄該mRNA分子的基因中，至少分別要堿基多少個(gè)？,已知一段mRNA上A+G共有12個(gè),該信使RN

11、A上共30個(gè)堿基，那么轉(zhuǎn)錄成該信使RNA的一段DNA分子中應(yīng)C加T有多少個(gè)？,一段原核生物的mRNA通過翻譯可合成一條含有11個(gè)肽鍵的多肽，則此mRNA分子至少含有的堿基個(gè)數(shù)是多少？,遺傳信息的儲(chǔ)存者？傳遞者？運(yùn)輸者？,細(xì)胞生物中：,1.能進(jìn)行復(fù)制的細(xì)胞：只有分裂的細(xì)胞,2.能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄翻譯的細(xì)胞：所有活細(xì)胞,DNA復(fù)制發(fā)生的時(shí)間？轉(zhuǎn)錄翻譯發(fā)生的時(shí)間？,8、過程,二、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。,mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中與核糖體結(jié)合；, 攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入核糖體和mRNA上的密碼子進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)；, 相鄰兩個(gè)氨基酸通過肽鍵連接；, 核糖體移動(dòng)，讀取

12、下一個(gè)密碼子，使其他tRNA攜帶氨基酸能進(jìn)入其中而不斷合成多肽鏈；, 重復(fù)，直到核糖體讀取到mRNA的終止密碼，翻譯結(jié)束。,細(xì)胞質(zhì)核糖體,mRNA,核孔,tRNA,密碼子配對(duì),氨基酸,多肽,終止密碼,從基因的表達(dá)過程可以看出： DNA（基因）中脫氧核苷酸的排列順序決定了信使RNA中 ，進(jìn)而決定 的排列順序，最終決定了 的結(jié)構(gòu)和功能特異常。,核糖核苷酸/密碼子,氨基酸,蛋白質(zhì),思考題1： 某生物基因單鏈的一段是 G C A G A C A A A ，若以此鏈為模板，經(jīng)轉(zhuǎn)錄翻譯形成的多肽鏈上所對(duì)應(yīng)的氨基酸順序是（ ）。 苯丙氨酸UUU； 天冬氨酸GAC 亮氨酸CUG； 賴氨酸AAA 精氨酸CGU；

13、 丙氨酸GCA A、 B、 C 、 D、 ,D,C G T,G C A,C G U,C A,1、根據(jù)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程填充,（密碼 G C A ）,丙氨酸,課堂鞏固,ACUGGAUC U,蘇氨酸甘氨酸絲氨酸,DNA,ACTGGATC T TGACCTAGA,肽鍵 肽鍵,基因中的堿基數(shù)（雙鏈）：mRNA中的堿基數(shù)：合成蛋白質(zhì)的氨基酸個(gè)數(shù)= 。,6 3 1,2. 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 ( ) A198個(gè) B199個(gè) C200個(gè) D201個(gè),B,基因中堿基數(shù)：mRNA中堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù),6 ： 3 ： 1,2、下列過程中，不出現(xiàn)堿基互補(bǔ)配對(duì)的

14、是 A . DNA 分子的復(fù)制 B 以 DNA為模板合成mRNA C 以 mRNA 為模板合成蛋白質(zhì) D . RNA 通過核孔轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中,D,3、在蛋白質(zhì)合的合成過程中，決定蛋白質(zhì)種類的是： A、核苷酸 B、信使RNA C、核糖體 D、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA,4、下列哪一項(xiàng)不可能是遺傳密碼（ ） A. ATC B. UUC C. CAG D. GGC,B,A,1、與DNA相比，RNA所特有的成分是 （ ） A. 脫氧核糖和鳥嘌呤 B. 核糖和尿嘧啶 C. 脫氧核糖和胸腺嘧啶 D. 核糖和胸腺嘧啶,B,鞏固練習(xí)：,5、有3個(gè)核酸，經(jīng)分析共有5種堿基，8種核苷酸，4條核苷酸鏈，則它們是（ ） A、一個(gè)DN

15、A和兩個(gè)RNA B、兩個(gè)DNA和一個(gè) RNA C、三個(gè)DNA D、三個(gè)RNA 6、DNA和RNA的區(qū)別是（ ） A、五碳糖不同 B、堿基種類不同 C、空間結(jié)構(gòu)不同 D、以上都是,D,A,7、由DNA蘊(yùn)藏的遺傳信息所支配合成的 RNA完全水解后，得到的化學(xué)物質(zhì)是（ ） A、氨基酸 葡萄糖 堿基 B、氨基酸 核苷酸 葡萄糖 C、核糖 堿基 磷酸 D、脫氧核糖 堿基 磷酸,C,8某DNA片段所轉(zhuǎn)錄的mRNA中U%28%，A%18%，則這個(gè)DNA片段中T%和G%分別占（ ）。,A. 46%,54% B.23%,27% C.27%,23% D.46%,27%,B,= (Am+Um)% = (Gm+Cm)%,9、如果DNA的一條模板鏈的堿基排列順序是ACGCTAGCA，那么與它互補(bǔ)的另一條鏈上的堿基排列順序是 ，轉(zhuǎn)錄